Calciumoxide, een veelvoorkomende chemische verbinding die bij kamertemperatuur verschijnt als een witte kristallijne vaste stof, is gemakkelijk te verkrijgen door de thermische ontleding van kalksteen. Dit was de manier waarop het materiaal, ook bekend als ongebluste kalk, werd verkregen voor menselijk gebruik, nadat oude volkeren kalksteen verbrandden in een oven om voordeel te halen uit de structurele eigenschappen ervan.

De naam ongebluste kalk is in vele opzichten passend, omdat de stof zich snel vormt na verhitting van kalksteen en terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat als het blijft blootgesteld aan lucht. Evenzo wordt calciumoxide, als het met water wordt gemengd, gebluste kalk, een viskeus, slijmerig materiaal dat zeer geschikt is voor morteltoepassingen. In de begindagen van het gebruik van ongebluste kalk was men zich waarschijnlijk niet bewust van deze toepassing, want kalk werd in de Egyptische piramiden alleen gebruikt voor pleisterwerk. Duizenden jaren later echter gebruikte het Romeinse Rijk op grote schaal kalkmortels in zijn architectuur. Er zit zelfs kalk in de Chinese Muur.

Calcium Oxide in Warfare

Naarmate de tijd vorderde, bleef het vreedzame gebruik van ongebluste kalk bestaan, maar de chemische stof vond een andere toepassing die een ander doel diende. In de late BCE, is er bewijs van legers in verschillende regio’s die calcium oxide naar hun vijanden slingerden. Over het algemeen met de hand gegooid in deze tijd, maakte het zelfs niet uit of het vaartuig dat de ongebluste kalk vervoerde zijn doel direct trof, omdat de poederachtige substantie zich snel kon verspreiden door de kracht van de wind.

De calcium oxide was niet echt een vorm van directe decimering, maar een soort geavanceerd rookgordijn dat de tegenstrevers aanzienlijk zou bedwelmen. Een deel daarvan was het overweldigende gevoel van verstikking en zelfs verstikking dat de soldaten zouden ondergaan bij blootstelling. Net zo slecht voor het voortzetten van een gevecht was het effect dat ongebluste kalk op hun ogen had. Door hun hoge vochtgehalte waren de ogen drastisch gevoelig voor de effecten van calciumoxide, dat bij contact veranderde in gebluste kalk, en het mortelachtige materiaal in de ogen van de soldaten zou hen praktisch verblinden.

Tijdens de Middeleeuwen maakten veel legers gebruik van dit wapen, en gebruikten het tegen zeestrijdkrachten om een overwinning aan te vullen. Met de snelheid en afstand van een katapult, trebuchet, of een ander soort ballista, kon calciumoxide gemakkelijk elk bemanningslid van een schip treffen. Dit werd in detail beschreven door de dertiende-eeuwse schrijver Giles van Rome:

“vroeger waren er een groot aantal potten gevuld met gemalen ongebluste kalk, die van bovenaf in de schepen van de vijand moesten worden gegooid. Wanneer de potten met kracht worden gegooid en bij de inslag verbrijzelen, stijgt het poeder in de lucht op en komt het in de ogen van de vijand terecht en irriteert hen zo erg dat zij, bijna verblind, niet meer kunnen zien. Deze situatie is zeer gevaarlijk in zeeoorlogen, omdat de strijders in een dergelijke oorlog zich van alle kanten met de dood bedreigd zien. Daarom, als de ogen van de strijders in zo’n strijd zo geïrriteerd zijn door kalkpoeder dat ze niet kunnen zien, kunnen ze gemakkelijk gedood worden door hun vijanden of ondergedompeld raken in het water.”

Een andere vreselijke zeeoorlogstoepassing van calciumoxide zou de opname ervan in het geheime recept van Grieks Vuur geweest kunnen zijn, een mysterieuze substantie die vandaag de dag nog steeds niet helemaal begrepen wordt. Grieks Vuur was een brandmengsel dat door Oost Romeinse Keizers werd gebruikt tegen zeemacht, en verscheen voor het eerst in de Zevende Eeuw CE om Constantinopel af te zetten tegen een binnenvallende vloot. Dit materiaal was in feite vloeibaar vuur; het werd via hevels naar vijanden geslingerd en brandde bij contact. Omdat het onuitroeibaar was, verspreidde de chemische vuurbal zich snel, en bleef zelfs op water branden (en het zou Game of Thrones fans bekend in de oren moeten klinken).

Calcium Oxide in de Industrie Vandaag

Tegenwoordige, primaire toepassingen van calcium oxide verschillen van veel van zijn geschiedenis in oorlogsvoering en lijken meer op zijn oorspronkelijke toepassing. Zoals in de piramiden en de Grote Muur, is ongebluste kalk nog steeds een sterk bestanddeel van verschillende materialen. Kalk is een veelgebruikte chemische stof in de ijzer- en staalproductie, die fungeert als vloeimiddel bij het zuiveren van staal in elektrische vlamboogovens (EAF) en oxystaalovens (BOF). Naast het verwijderen van onzuiverheden, vermindert calciumoxide vuurvaste slijtage en gunning, en kan het een schuimende slak leveren voor lange vlamboogwerking.

Wat betreft structurele doeleinden, zoals vermeld in ASTM C5-18 – Standaardspecificatie voor ongebluste kalk voor structurele doeleinden, “ongebluste kalk kan nooit als zodanig worden gebruikt voor structurele doeleinden; het moet altijd eerst worden gebluste”. Omdat de zuiverheid en kwaliteit van gebluste kalk sterk afhankelijk is van de manier waarop het uit ongebluste kalk wordt bereid, is het van essentieel belang dat dit proces op de juiste manier wordt uitgevoerd, met een snelheid die afhangt van de specifieke kalk die wordt gebruikt. De resulterende gebluste kalk wordt gebruikt voor mortel, pleisterwerk en cement in gebouwen en andere constructies.

Calciumoxide (en calciumhydroxide) is ook een belangrijke chemische stof voor het verhogen van de pH van drinkbaar water en afvalwater tijdens de behandeling ervan. Er worden echter verschillende methoden gebruikt om ongebluste kalk te gebruiken tijdens de verschillende fasen van waterontharding, neutralisatie en stabilisatie, dus is het belangrijk om de kalksoorten te volgen die worden aanbevolen door ASTM C1529-06A(2011) – Standard Specification for Quicklime, Hydrated Lime, and Limestone for Environmental Uses (Standaardspecificatie voor ongebluste kalk, gehydrateerde kalk en kalksteen voor milieudoeleinden). Bovendien varieert de hoeveelheid ongebluste kalk die aan water wordt toegevoegd per land als gevolg van federale regelgeving. In de Verenigde Staten is het gebruik van ongebluste kalk en gehydrateerde kalk in de watervoorziening gestandaardiseerd door AWWA B202-2019 – Quicklime And Hydrated Lime.

Kalk is ook een belangrijke chemische stof voor de interactie met de bodem. Eén aspect hiervan is landbouwkalk, dat aan gewassen wordt toegevoegd om voedingsstoffen te leveren en de pH te regelen, zodat de planten gemakkelijk voedingsstoffen kunnen opnemen die gemakkelijk beschikbaar zijn in de bodem. Een ander aspect is bodemstabilisatie, een proces waarbij ongebluste kalk en gehydrateerde kalk aan bodems worden toegevoegd om deze geschikt te maken voor dragende toepassingen, zoals de aanleg van snelwegen. Richtlijnen voor ongebluste kalk voor bodemstabilisatie worden behandeld in ASTM C977-18 – Standard Specification for Quicklime and Hydrated Lime for Soil Stabilization.

Verder normen over ongebluste kalk zijn beschikbaar door te zoeken in de ANSI Webstore.