Vôi sống, vôi tôi và vữa thành xưa: từ đá vôi trở lại thành đá

Vữa của thành quách, đình chùa xưa ở Việt Nam chủ yếu làm từ vôi trộn cát, có nơi thêm mật mía, giấy bản hay nhựa cây. Điều thú vị là vôi đi một vòng tròn: đá vôi được nung thành vôi sống, tôi với nước thành vôi tôi, trộn vữa xây lên tường, rồi hút khí CO₂ trong không khí để cứng lại thành… đá vôi. Bức tường thành cổ thực chất là đá vôi được "đúc lại" bằng tay người.

Vòng tròn của vôi: bốn chặng

Chặng	Chuyện gì xảy ra	Người thợ gọi là
1. Nung	Đá vôi (hoặc vỏ sò, vỏ hến) nung khoảng 900 °C trở lên, nhả khí CO₂ bay đi. Còn lại những cục trắng nhẹ, xốp.	Vôi sống, vôi cục
2. Tôi	Đổ nước vào vôi sống. Vôi hút nước, sôi sùng sục, bốc hơi nóng, rã ra thành bột hoặc bùn trắng mịn.	Vôi tôi, vôi nhuyễn
3. Trộn và xây	Vôi tôi trộn cát (và phụ gia), dùng gắn gạch, trát tường.	Vữa vôi
4. Đóng rắn	Vôi trong vữa hút dần khí CO₂ trong không khí, trở lại thành đá vôi, rất chậm, qua nhiều tháng nhiều năm.	Vữa "lên tuổi"

Chặng 1 và chặng 4 là hai chiều ngược nhau của cùng một phản ứng: nung thì đá vôi nhả CO₂, để ngoài trời thì vôi lại hút CO₂ về. Ở giữa, nước giúp vôi trở thành thứ bùn dẻo có thể trát, có thể xây.

Lò vôi: từ núi đá và vỏ sò

Ở miền Bắc, vùng núi đá vôi Ninh Bình, Thanh Hoá, Hải Phòng có nhiều lò vôi truyền thống. Đá vôi được đập vừa cỡ, xếp xen với than hoặc củi trong một lò hình tháp, đốt liên tục nhiều ngày. Vôi cục lấy ra ở đáy lò.

Ven biển miền Trung, nơi ít núi đá vôi, người xưa nung vỏ sò, vỏ hến, vỏ hàu để lấy vôi. Vỏ sò cũng là canxi cacbonat như đá vôi, chỉ là do con vật tự làm ra. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng vôi vỏ sò là nguồn vôi quan trọng cho các công trình xưa ở vùng duyên hải.

Lò vôi tạo nhiều khói bụi và khí CO₂. Ngày nay sản xuất vôi chuyển dần sang lò công nghiệp có kiểm soát.

Tôi vôi: phản ứng nóng và nguy hiểm

Khi đổ nước vào vôi sống, phản ứng toả ra rất nhiều nhiệt, đủ làm nước sôi bùng lên, bắn ra. Vôi sống và vôi tôi đều có tính kiềm mạnh, dính vào da, vào mắt gây bỏng nặng.

Ở công trình, người ta thường đào một hố để tôi vôi và ngâm cho vôi nhuyễn. Mặt hố vôi nhìn như nền đất trắng phẳng, nhưng bên dưới là bùn vôi sâu và nóng. Ở Việt Nam đã có nhiều tai nạn thương tâm khi trẻ nhỏ trượt chân xuống hố vôi. Tuyệt đối không lại gần, không đứng chơi cạnh hố vôi, khối vôi đang tôi. Thấy hố vôi không rào, hãy báo người lớn.

Thợ xưa có kinh nghiệm: vôi tôi xong ngâm càng lâu càng mịn và dẻo, có nơi ngâm hàng tháng trước khi dùng cho những lớp trát đẹp.

Vữa thành xưa: vôi, cát và những "bí quyết" thêm vào

Người Việt xưa gọi một loại vữa tốt là vữa tam hợp, nghĩa là ba thứ hợp lại: thường kể là vôi, cát và mật mía. Tuỳ vùng và công trình, thành phần còn có thêm giấy bản ngâm nát, rơm băm, nhựa cây, hoặc chất kết dính từ cây cỏ địa phương. Các công thức này được truyền miệng trong giới thợ, ít khi ghi chép đầy đủ.

Mật mía để làm gì

Câu hỏi này đến nay vẫn còn được nghiên cứu, chưa có một câu trả lời thống nhất. Một số ý kiến phổ biến:

• Đường trong mật mía làm vôi tan trong nước nhiều hơn và làm chậm sự đông cứng, giúp thợ có thời gian xây, và vữa đông chậm nên ít nứt.
• Chất hữu cơ có thể làm các tinh thể đá vôi mọc trong vữa nhỏ và đều hơn, giúp vữa đặc chắc hơn.
• Giấy bản, rơm băm hoạt động như những sợi gia cường li ti, giữ vữa không nứt toác, giống như cốt thép rất nhỏ.

Ở Trung Quốc, có một thứ vữa nổi tiếng khác: vữa vôi trộn nước cháo gạo nếp, dùng ở một số đoạn Vạn Lý Trường Thành và lăng mộ cổ. Năm 2010, nhóm nghiên cứu ở Đại học Chiết Giang công bố rằng tinh bột trong gạo nếp giúp tinh thể đá vôi mọc thành cấu trúc rất nhỏ và chặt, nên vữa bền hơn vữa vôi thường. Với vữa mật mía ở Việt Nam, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục phân tích những mẫu lấy từ di tích.

Cũng cần biết rằng không phải thành xưa nào cũng dùng vữa. Thành nhà Hồ ở Thanh Hoá nổi tiếng vì những khối đá lớn được xếp khít nhau gần như không cần vữa. Ngược lại, kinh thành Huế, nhiều đoạn Hoàng thành Thăng Long, các lăng tẩm triều Nguyễn được xây bằng gạch gắn vữa vôi.

Vì sao vữa vôi xưa vẫn được ưa chuộng khi trùng tu

Xi măng cứng nhanh, chắc hơn vôi rất nhiều. Vậy sao khi tu bổ đình chùa cổ, chuyên gia thường dặn dùng vữa vôi?

• Vữa vôi mềm hơn gạch cổ. Khi tường lún nhẹ hay co giãn theo mùa, vết nứt nhỏ sẽ đi qua lớp vữa (dễ sửa) thay vì làm vỡ viên gạch cổ (không thay được).
• Vữa vôi "thở" được. Hơi ẩm trong tường thoát ra qua vữa vôi. Trát xi măng lên tường gạch cổ thường nhốt ẩm bên trong, làm gạch mủn, muối kết tinh, rêu mọc.
• Vữa vôi tự lành vết nứt nhỏ. Nước mưa hoà tan chút vôi, mang tới vết nứt rồi đọng lại thành đá vôi, bít dần vết nứt li ti.

Đây là một bài học hay: vật liệu "mạnh nhất" chưa chắc là vật liệu phù hợp nhất. Vật liệu tốt là vật liệu hợp với những thứ nằm cạnh nó.

Vôi trong đời sống thường ngày

• Quét vôi tường: nước vôi trắng quét lên tường giúp tường sáng, phản chiếu bớt nắng, và có tính kiềm nên hạn chế nấm mốc. Ngày Tết, nhiều làng xưa có tục quét vôi lại tường, gốc cây.
• Bón vôi ruộng: ruộng đất chua được bón vôi để giảm độ chua cho cây lúa.
• Vôi ăn trầu: miếng trầu cau quệt chút vôi tôi. Ống vôi, cơi trầu là đồ vật quen thuộc trong nhà ông bà.
• Tẩy uế: rắc vôi bột ở chuồng trại, nơi ẩm thấp sau lũ để diệt khuẩn.

Thử làm: bắt đá vôi "nhả" khí

Không cần nung, bạn vẫn thấy được đá vôi chứa CO₂ bên trong.

1. Chuẩn bị ba chiếc cốc thuỷ tinh hoặc cốc nhựa trong, một ít giấm ăn.
2. Cốc 1: một mảnh vỏ trứng. Cốc 2: một mẩu phấn viết bảng (phấn nhiều loại làm từ canxi cacbonat). Cốc 3: một viên sỏi, hoặc một mảnh đá vôi nếu nhặt được ở chân núi đá khi đi chơi cùng gia đình.
3. Rót giấm ngập mỗi mẫu. Quan sát kỹ trong 5 phút.
4. Mẫu nào nổi bọt li ti liên tục? Bọt đó là khí CO₂, được giấm "đẩy" ra khỏi canxi cacbonat. Vỏ trứng và đá vôi thường sủi rõ. Sỏi thạch anh hay đá hoa cương thì không sủi.
5. Để cốc vỏ trứng qua đêm. Sáng hôm sau, vỏ trứng mềm và mỏng hẳn đi.

Giấm ăn an toàn, nhưng đừng để dính mắt. Rửa cốc sạch sau khi làm.

Ở phòng thí nghiệm của trường (chỉ khi có thầy cô hướng dẫn): lớp học có thể làm thí nghiệm thổi nhẹ hơi thở qua ống hút vào cốc nước vôi trong. Nước sẽ dần vẩn đục trắng. Đó là chặng 4 của vòng tròn: vôi bắt CO₂ trong hơi thở và trở lại thành đá vôi dạng hạt mịn. Bức tường thành xưa cũng cứng lại đúng theo cách ấy, chỉ là chậm hơn hàng nghìn lần.

Câu hỏi thường gặp

Vôi sống và vôi tôi khác nhau thế nào?

Vôi sống là sản phẩm nung đá vôi, dạng cục trắng, rất hút nước và nóng lên dữ dội khi gặp nước. Vôi tôi là vôi sống đã cho nước vào, thành bột hoặc bùn trắng mịn, dùng để làm vữa và quét tường.

Vữa tam hợp là gì?

Là cách gọi dân gian một loại vữa xưa gồm ba thành phần chính, thường kể là vôi, cát và mật mía. Tuỳ nơi, thợ còn thêm giấy bản, rơm hoặc nhựa cây để vữa dẻo và bền hơn.

Vì sao người xưa trộn mật mía vào vữa?

Đến nay các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu. Một số ý kiến cho rằng đường làm vữa đông chậm, ít nứt và giúp tinh thể đá vôi mọc mịn, chặt hơn. Chưa có kết luận thống nhất cho mọi công trình.

Vữa vôi cứng lại bằng cách nào?

Vôi trong vữa hút khí CO₂ trong không khí và chuyển dần thành đá vôi. Quá trình diễn ra chậm, từ ngoài vào trong, kéo dài nhiều tháng tới nhiều năm.

Hố vôi nguy hiểm thế nào?

Hố tôi vôi chứa bùn vôi nóng, kiềm mạnh, mặt trên trông như nền đất phẳng nên dễ bị trượt chân. Rơi vào có thể bị bỏng rất nặng. Trẻ em không được lại gần và cần báo người lớn nếu thấy hố vôi không có rào.