Ústav teoretické a aplikované mechaniky
Solvayovy lomy - experimentální vápenná pec
Výzkum
- studium historických stavebních materiálů (rozbory, zkoušky, analýzy, konzultace, kazuistika);
- výzkum a replikací historických stavebních technologií;
- vývoj a návrhem nových maltových směsí, které svým složením, kvalitou a zpracováním odpovídají historickému originálu;
- návrh postupů oprav autentických prvků historických staveb v případech, kdy je oprava prováděna tak, aby vznikla co nejvěrnější kopie předlohy;
- dokumentace historických surovinových zdrojů a technologií;
- určování provenience surovin pro výrobu vápna nebo stavebního kamene – mramorů;
- materiálový výzkumem (optimalizace výroby a funkčních vlastností, procesy tuhnutí a tvrdnutí);
- zhodnocení faktorů výroby, funkčních vlastností a dopadů na životní prostředí.
Vybavení
Vápenná pec
Experimentální vápenná pec je navržena pro tradiční výpal vápna dřevem popř. výpal vápna ve směsi s palivem. Typicky je provozována jednodávkově, tzn. po naplnění se vsázka vypálí a vybere, nicméně při směsném plnění lze dávky paliva a vápence během výpalu shora přidávat a dolním otvorem vybírat. Jednorázová produkce kusového vápna je kolem 500 kg (CaO). Pec je vybavena monitorovacím systémem teploty po obvodu šachty a analýzou spalin (CO2, CO, O2). Provoz a experimentální využití je popsáno v publikované literatuře [1, 2, 3, 4]. Vápenná pec je funkčním vzorkem projektu NAKI DF11P01OVV010.
Technické údaje:
- Maximální jednorázová vsázka: 1 t kamene
- Spotřeba paliva: 600 kg dřeva na 500 kg CaO
- Dosahované teploty: 800 – 1200 °C
Módy výpalu:
- jednorázový výpal dřevem (směs tvrdého a měkkého dřeva)
- jednorázový výpal směsi paliva a vápence (f 50 – 80), palivo - dřevěné lisované brikety popř. dřevěné uhlí
Odzkoušená vápenná pojiva – výsledky projektu NAKI DF11P01OVV010.
Tradiční vápenná kaše (funkční vzorek)
Funkčním vzorkem je nehydraulické vápenné pojivo ve formě vápenné kaše. Jeho předností je soubor vlastností, který je dán kvalitou výchozí suroviny, způsobem výpalu, hašením v nadbytku vody a uležením. Využití vápenné kaše je spojeno s ověřenými tradičními postupy, které zajišťují její kvalitu. Nově byly definovány klíčové vlastnosti a technologické vlivy, jež byly laboratorně ověřeny a umožňují kontrolu kvality tradičně vyráběného produktu [1, 5, 6]. Unikátní a zároveň hospodářsky významnou vlastností tohoto vzorového produktu je právě napodobení historické předlohy.
Tradiční přirozeně hydraulické vápno (funkční vzorek)
Funkčním vzorkem je přirozeně hydraulické vápenné pojivo vhodné pro využití ve stavebnictví a zejména pro opravy historických objektů. Experimentálně bylo přirozeně hydraulické vápno vyrobeno z dvorecko-prokopských vápenců. Jeho unikátní a zároveň hospodářsky významnou vlastností je právě napodobení historické předlohy (obdobná výchozí surovina). Klíčové vlastnosti a kvalita vápenného pojiva byly laboratorně nově ověřeny i s ohledem na tradiční technologie výroby a zpracování [1, 7].
Horká vápenná malta (funkční vzorek)
Funkčním vzorkem je speciální vápenná malta připravená hašením vápna přímo ve směsi s pískem a vodou. Její charakteristickou vlastností je napodobení historické předlohy s dodržením určitého složení a postupu přípravy, které jsou podstatné pro zaručení jejích specifických vlastností [1]. Horká vápenná malta je připravena postupem, při kterém se nehašené vápenné pojivo smíchá s vlhkým či mokrým pískem. K vyhašení vápna může podle způsobu zpracování dojít v různých časových intervalech, podstatné je, že nastává v momentě, kdy je vápno ve směsi s pískem. Přirozeně hydraulické vápno zpracované jako horká malta bylo použito při rekonstrukci památkově chráněného haltýře v obci Salajna, obr. 6.
Specializované mapy surovinových zdrojů a technologií pro výrobu vápna
Mapy a databáze Calcarius jsou souhrnně k dispozic na webových stránkách http://www.calcarius.cz/gis
Mapa historických a současných zdrojů surovin pro vápenné technologie zobrazuje výskyt dokumentovaných lomů a surovinových zdrojů od 12. století po současnost. Hlavním atributem mapy je zjištěné časové zařazení využívání horninových ložisek z hlediska založení jejich těžby, doby provozu, ukončení těžby a opuštění místa. Tyto informace jsou získány z archivních zdrojů, literatury a ze soupisových a mapovacích geologických prací, které dané surovinové zdroje popisují. Přesnost a kompletnost mapy je závislá na kvalitě a přesnosti dochovaných informací; obecně platí, že klesá, čím více se časově vzdaluje od 20. století.
Mapa karbonátových surovin pro výrobu vápna umožňuje detailnější zobrazení lokalit na základě chemického složení, stáří a litologického popisu kamene. Hlavním atributem mapy je tedy rozlišení lomů a surovinových zdrojů podle geologického označení vápence a jeho složení. Chemické složení se uvádí jako průměr z analýz obsažených v publikovaných, popř. archivovaných průzkumných zprávách. Ve specifických případech je chemické složení doplněno o poznatky získané z vlastního odběru vzorků a individuálních analýz. Geologická skladba je popsána a doplněna na základě regionálních znalostí. Mapa charakterizuje čistotu suroviny pomocí cementačního indexu. Přesnost a kompletnost mapy je dána dostupností pramenů.
Mapa vápenných technologií umožňuje zobrazit výskyt historických pecí, mís, karbů, milířů a dalších vápenických zařízení počínaje archeologickými nálezy ze starověku a raného středověku a konče průmyslovými a technickými památkami 20. století. Kromě popisu technologie je hlavním atributem opět časové zařazení. Pro určení místa a popis technologie byly využity informace z literatury a písemných pramenů, z Archeologické databáze Čech, historických mapových děl, vlastního zjištění v terénu a informace z regionálních muzeí, archivů nebo z webových stránek zaměřených na historické či technické památky. Popis archeologické nálezů z oblasti Moravy byl získán z publikovaných písemných pramenů.
