Известковый карьер — это либо место, где добывают известняк, либо искусственная яма, используемая для обжига известняка таким же образом, как современные печи и горны, построенные из кирпича, используются на поверхности для обжига известняка (карбоната кальция, CaCO3) и с помощью которых производится негашеная известь (оксид кальция, CaO) — важный компонент в гидроизоляции и оштукатуривании стен (штукатурка).
Примитивные известковые ямы
Производство извести в Земле Израиля датируется еще ханаанским периодом и с тех пор продолжалось в последующих поколениях. Искусственно созданный известняковый карьер обычно выкапывался в земле недалеко от места добычи известняка. Остатки старых известняковых карьеров были обнаружены в ходе археологических раскопок по всему Леванту. В стране, где были найдены сотни таких известняковых карьеров или известковых печей для обжига известняка, Израильское управление древностей (IAA) описывает десятки из них (иврит: בור סיד / כבשן סיד), один из которых был обнаружен в Кирьят-Йеариме, другой в Хар-Гиоре — Восток (2 км к северу от Бар-Гиоры), а также в Неве-Яакове и других местах. Две печи для обжига извести, стратиграфически датированные поздним эллинистическим периодом, были раскопаны в Рамат-Рахеле, последняя из которых имела круглую форму (3,6 метра в диаметре) и была построена в руинах большого бассейна с использованием более ранних стен. Круглая печь (2,5–2,8 метра в диаметре) была найдена к северо-востоку от Иерусалима, датируемая железным веком (седьмой–шестой век до н. э.), и была построена из камней и имела прямоугольный блок, прилегающий к ней. В районе Лахиш несколько печей для обжига извести были раскопаны группой по поручению IAA, и эти печи были частично высечены в коренной породе, а частично построены из полевых камней и последний раз использовались в какой-то момент между серединой 15 века и серединой 17 века н. э.
В бедуинско-арабской культуре в Палестине известковая яма выкапывалась на глубину около 2,5 метров (8,2 фута) и около 3 метров (9,8 фута) в диаметре.
Судя по всему, яма была сделана по тому же основному принципу, который использовался в «костровой яме дакота», которая сделана с воздухозаборником у основания, что обеспечивает вентиляцию воздуха, но в большем масштабе. Поступление воздуха достигалось путем рытья смежного канала, который шел с небольшого расстояния в известковую яму, или же подземной шахты (шахт) на уровне пола известковой ямы, ведущей с открытой местности, что позволяло обеспечить постоянную, свободную тягу воздуха в известковую яму по мере ее горения. Таким образом, не было необходимости использовать мехи для достижения высокой температуры, а только непрерывно подбрасывать дрова в огонь в течение нескольких дней, чтобы он достиг температуры 900 °C (1650 °F). Его режим работы был похож на режим работы шахтной печи. После охлаждения скопившаяся древесная зола отделялась от обожженных блоков известняка. Затем блоки известняка измельчались, затем гасились (процесс добавления воды и постоянного перемешивания извести для создания химической реакции, в результате которой обожженная известь, или то, что также известно как оксид кальция, превращается в гидроксид кальция) и смешивались с заполнителем для образования клеевой пасты (штукатурки), используемой в строительстве и для оштукатуривания зданий.
При правильном обжиге известняк теряет свою угольную кислоту (
H2CO3) и превращается в каустическую или негашеную известь (CaO). Из ста частей сырого известняка получается около 56 частей негашеной извести. На Западе негашеная известь раньше была основным компонентом обычного раствора, помимо ее основного использования в штукатурке. В некоторых странах Ближнего Востока, где в сухой сезон выпадало мало осадков, производство извести для использования в штукатурке самодельных цистерн (для придания им непроницаемости путем добавления в них пуццоланового агента) было особенно важным. Это позволяло им собирать зимний сток дождевой воды и хранить ее для последующего использования, будь то для личных или сельскохозяйственных нужд. Известь также является важным компонентом в производстве мыла Nabulsi, при окраске тканей и в качестве депилятора.
Основной дизайн
Многие известковые карьеры были вкопаны в землю на глубину от 2,5 до 5 метров и от 3 до 4,5 метров в диаметре, по кругу, а некоторые были построены с подпорной стенкой внутри для поддержки, обычно построенной из необработанных полевых камней. . Более простые известняки делались без несущих стенок. В следующем отчете Абу-Рабия описывает обычаи бедуинов в Негеве в конце 19 — начале 20 века:
Известь получают из мела [sic] путем обжига. Бедуины использовали ее для оштукатуривания своих цистерн. Обжиг мелового камня производился в простых печах в непосредственной близости от места, где был найден мел. Печи для обжига извести строились путем рытья круглой ямы шириной три метра и глубиной два с половиной метра. После того, как яма была вырыта, в нее приносили мел и топливо для огня. Камни из мела (известняка) размещали в круглом куполе в яме. Процесс обжига длился от трех до шести дней без перерыва. После окончания обжига печь оставляли остывать в течение четырех-шести дней. Затем известь вынимали. Крупные блоки извести по краям ямы считались кладовыми самого высокого качества, тогда как небольшие куски ближе к центру ямы считались сортом B. Один верблюжий груз, или кантур (квентар / кунтар = 100 рателов, или 250–300 килограммов), извести стоил 40 грошей на иерусалимском рынке в начале 1880-х годов.
В Палестине основным топливом, используемым для поддержания горения в известковой печи, был высушенный хворост из колючей кровохлебки (Sarcopoterium spinosum) и чабера (Satureja thymbra), причем часто верблюды с этой высушенной древесиной тащили ее к известковой печи. Монолитные каменные конструкции уже использовались для обжига известняка (nāri) во времена Османской империи по всему Леванту. Современные печи для обжига извести впервые появились в Палестине во время Британского мандата.
Химические изменения
Выбранные известняковые камни содержали наименьшее количество примесей. Известковые ямы почти всегда строились вблизи источников известняка, и перед началом фактического процесса сжигания насыпалась достаточная куча дров для растопки, запас которой должен был длиться от 3 до 7 дней непрерывного горения, как ночью, так и днем. В южных регионах Средиземноморья одним из любимых источников древесины была колючая кровохлебка (Sarcopoterium spinosum). У костра были мужчины с длинными шестами и вилами, которые сталкивали горящий материал в яму. Сначала из ямы вырывалось облако дыма. После нескольких дней горения, когда самый верхний камень в яме для огня начал светиться огненно-красным, это означало, что процесс горения извести завершен, и что процесс выделения углекислого газа из известняка завершен, и что известь теперь готова к продаже в виде извести или порошка. После остывания обожженный известняк извлекался из ямы, когда он был легким и хрупким. В процессе обжига известняк терял около 50% своего первоначального анатомического веса. Известь становилась готовой к использованию только после добавления воды.