Experimentální stavba vápenky selského typu, výpal a hašení vápna v objektu historického pivovaru

Cílem řemeslného vzdělávacího programu určeného pro zájemce z řad veřejnosti, řemeslníků, ale i vlastníků a správců historických objektů, bylo vlastnoručně si vyzkoušet výrobu stavebního vzdušného měkce páleného vápna tradičním způsobem a osvětlit celý vápenný cyklus pálení a hašení a to od samého počátku: těžby vápence v kamenolomu pomocí ručních nástrojů, stavbu malé vápenné pece předindustriálního typu, výpal, hašení i zásady skladování a zrání takto vyrobeného vzdušného vápna v jámě až po přípravu a použití vápenné malty přímo na stavbě. To vše pod vedením odborného týmu složeného z kameníka Milana Kostě a archeologů Petra Holuba a Petra Kose. Petr Baxant z VUT Brno bude během výpalu provádět měření speciálními přístroji pro jasovou analýzu.

Majitelé historického pivovaru na Třebíčsku – manželé Procházkovi, kteří sami jsou absolventi kurzu řemeslné obnovy pořádaného NPÚ, koupili tento rozlehlý objekt, nechali jej prohlásit za památku a postupně jej svépomocí rekonstruují. V areálu bude třeba obnovit rozsáhlé plochy jádrových omítek a právě proto se rozhodli postavit si vlastní vápenku za pomoci odborníků technologů a archeologů z NPÚ a ARÚ Brno a pod jejich metodickým vedením. Vápenku stavěnou pro opakovaný výpal a nejen jako jednorázový archeologický experiment. Cílem dílny je tedy prakticky ověřit, zda se produkce vlastního vápna s použitím suroviny z místních zdrojů majitelům vlastně dlouhodobě ekonomicky vyplatí. I v tomto smyslu se tedy jedná o experiment svého druhu, vrátit pálení a hašení vápna přímo na stavbu, tak jak tomu v minulosti bylo.

A jak to celé probíhá?

Těžba vápence v kamenolomu

Pro těžbu suroviny jsme zvolili místní nedaleký lom v Nové Vsi, kde se podle tradice vápenec na výrobu vápna těžil, vlastně ložisko nejblíže situované obnovovanému objektu. Vzorky vápence z jednotlivých etáží lomu byly podrobeny detailní laboratorní analýze, aby mohl být celý experiment vědecky zdokumentován. Ukázalo se, že čistší vápence s obsahem až 93 % uhličitanu vápenatého, které jsou vhodné pro výrobu vzdušného vápna, se nachází zejména v nižších partiích lomu. Z takového vápence je možné vypálit vápno, které je možné po vyhašení ve vodě nechat zrát a skladovat přímo v zemi a je výborné na jemné omítkářské a štukatérské práce. To co naši předci intuitivně věděli, musíme mnohdy pracně objevovat pomocí soudobých vědeckých metod. Těžba probíhala pod vedením zkušeného kameníka Milana Kostě pomocí klínů a palic.

Stavba pece na místě výpalu

Na místě stavby pece jsme nejprve roztřídili natěžený kámen podle velikosti: hrubší kámen přijde dovnitř pece, z větších klínů vyzdíme klenbu, kterou zpevníme drobnými klínky. Samotnou pec stavíme ve formě polokruhové stavby v šachtě zahloubené dva metry do země, plášť pece je vyzdíván z místního kamene vždycky na jíl nikdy na maltu.  Klenba, která během výpalu prohoří, je zděna už z vápence. Jílem se vymazává vnitřek pece – kychta – a tato vymázávka se po výpalu obnovuje a opravuje. Kamenný plášť se staví spíše rozvolněné, při výpalu snadno puká, v plášti pece je velké napětí.

Průběh výpalu

Pec má dva otvory, přičemž horní slouží k přikládání až metr dlouhými poleny a spodní k přívodu vzduchu a vyhrabávání popela. Po zapálení musíme oheň neustále udržovat a může to trvat i dva dny. Pec roztápíme zvolna, aby se vsádka i pec vysušily a nedošlo k poškození pláště. Přikládáme kvalitním vysoce výhřevným dřevem (směs smrk, habr, buk) až po zhruba patnácti hodinách prostoupí vrcholek pece plameny a v této chvíli dochází k samotnému procesu kalcinace vsádky – teplota v peci vystoupá v této fázi až max. na 1200 °C. Dopal probíhá dalších asi šest hodin při snížené teplotě  900-1050 °C, kdy přikládáme menšími kusy dřeva například odřezky. Po dopalu uzavřeme všechny otvory pece, aby nedocházelo k příliš rychlému ochlazení vsázky. Doba chladnutí pece by měla zhruba odpovídat době samotného výpalu. Vápno po výpalu vybíráme v kusech.

Hašení vápna

Rovnici hašení jsme se učili v šesté třídě, ale víme, co to vlastně znamená? Hašení je v podstatě hydratace oxidu vápenatého. CaO +  2 H₂O  →  Ca(OH)₂

A jak to probíhá v reálu? Vybrané kupy vápna přeneseme do kádě (zvané hasnice) a zalijeme je za stálého míchání vodou. Množství vody musí být takové, aby se směs neustále udržovala ve varu, asi 110 stupňů Celsia. Hašením ve vodní lázni dochází k prudké ezotermické reakci.

Pro představu:

Na vyhašení kusového vápna z jednoho výpalu pece (1 metr krychlový vápence) je potřeba cca 3 000 litrů vody a 6 metrů krychlových dřeva. Vyprodukujeme zhruba dvojnásobné množství vápenné kaše než bylo množství původního vápence.