Historisk eksperiment: Brenning av skjell for å lage kalkmaling

Det gløder fint i kamskjellene under brenningen 9-10 september 2018
Det gløder fint i kamskjellene under brenningen 9-10 september 2018

Dag og natt, 9-10 september 2018 gjorde vi et historisk eksperiment i Kvernsteinsparken. Støttet av Riksantikvaren, brant vi to bøtter kamskjell for å lage kalkmaling. For å gjenskape en stor tradisjon i det nord-atlantiske området, en tradisjon som har røtter i middelalderen og helt tilbake til romertiden. Skjell og skjellsand ble brent for å reise Kinn kirke i middelalderen, men først og fremst ble teknologien brukt for å lage mørtel, puss og maling i Danmark, på De britiske øyer og på øyene i Atlanterhavet, f.eks. på Færøyene, helt opp til våre dager. Teknologien er kjent ellers i verden også. De fleste skjell har tilsvarende kjemi som kalkstein og marmor, de består av kalsiumkarbonat, CaCO3. Et godt brennbart materiale, som gir mørtel og maling så hvit som snø. Men først må man opp i 850 grader!

Historien og teknologien

Det har nok ikke vært vanlig å brenne skjell i Norge, selv om vi kjenner til mange eldre steinbygninger som har skjellsand som tilslag i kalkmørtel produsert fra brent marmor og kalkstein. Faktisk kjenner vi bare til ett tilfelle av skjellbrenning, nemlig for produksjon av mørtel til Kinn kirke i middelalderen. Dette fremkommer av analyser utført av Torben Sejr i Danmark, på oppdrag fra Kinn kommune og Forsvarsbygg, i forbindelse med den forestående restaureringen av kirken.

Kinn ligger på ei øy i den «kalkfattige» delen av det ytre Vestlandet. Mellom Bergen og Sunnmøre finnes det bare en brukbar kalk/marmorforekomst, nemlig i Hyllestad. At det var vanskelig å oppdrive kalk fra fast fjell omkring Kinn, er nok hovedårsaken til at man benyttet skjell (eller skjellsand). Det samme ser man på øyer uten kalkstein i Nord-Atlanteren, f.eks. på vulkanske Færøyene, der katedralen i Kirkjøbøur er bygget med skjellkalk til mørtel. På «Hvitanes» ved Torshavn var det produksjon av «skælkalk» eller «skilp» fram til 1920-årene.

Domkirkeruinen på Kirkjubøur, Færøyene (med stillas). Kirken er bygd med mørtel fra skjellbrenning.
Domkirkeruinen på Kirkjubøur, Færøyene (med stillas). Kirken er bygd med mørtel fra skjellbrenning.
Samling av skjell for brenning i gamle dager: «Skipper A. Hansen Mandø og en Medhjælper skyller Hjertemuslinger under Skælgravning ved Jordsand ca. 1920. Man gaar i Vandet uden Støvler. Bemærk de flade, lave Skælkurve. Til højre ses Lægteren. Kaanen ligger bagved Fotografen, op til dens Side var lagt et Bræt, saa man kunde trille Børen op og hælde Skallerne i. I Baggrunden ses den store Skælbanke, der er tør selv ved almindelig Højvande…» Fra «Skælgravning i Vadehavet» (1940)
Samling av skjell for brenning i gamle dager: «Skipper A. Hansen Mandø og en Medhjælper skyller Hjertemuslinger under Skælgravning ved Jordsand ca. 1920. Man gaar i Vandet uden Støvler. Bemærk de flade, lave Skælkurve. Til højre ses Lægteren. Kaanen ligger bagved Fotografen, op til dens Side var lagt et Bræt, saa man kunde trille Børen op og hælde Skallerne i. I Baggrunden ses den store Skælbanke, der er tør selv ved almindelig Højvande…» Fra «Skælgravning i Vadehavet» (1940)

Danmark har mengder av kalkstein, men det har likevel vært en stor tradisjon å brenne skjell, helt fra middelalderen til langt ut på 1900-tallet. Årsaken er troligi at brente skjell ga mørtel og kalkmaling med andre egenskaper enn brentkalk fra fast fjell. Det snakkes om at mørtelen ble sterkere, at kalkmalingen ble hvitere. Men ulike skjelltyper har ulike egenskaper, og det var ikke alle som kunne brukes; blåskjell likte man f.eks. ikke. Noen skjelltyper gav dessuten kalkmaling som «smittet» ved berøring. Kvalitetsvariasjonene er bl.a. knyttet til at skjell ikke bare inneholder kalsiumkarbonat, men også proteiner og andre stoffer, til forskjell fra kalk i fast fjell.

Brenning av skjell har man utført i mange forskjellige ovnstyper, fra de aller enkleste kalkmiler, til store, kontinuerlige ovner. Felles er at temperaturen må opp i ca. 850 grader for at karbondioksidet i skjellene drives av og man får kalsiumoksid, som kan leskes og blandes til mørtel.

Tore Granmo og Jakob Solheim bygger brennkammeret på Miniovnen i juni 2018.
Tore Granmo og Jakob Solheim bygger brennkammeret på Miniovnen i juni 2018.

Bygging av «miniovn» i Kvernsteinsparken

Vi benyttet den nybygde «Miniovnen» i Kvernsteinsparken til brenning av kamskjell. Denne ovnen ble reist i forbindelse med ombyggingen av den tilliggende «Storovnen» under et praktisk, nasjonalt håndverksseminar i juni 2018. Miniovnen er en «moderne» ovn, men den har elementer av historiske kalkovner, med brennkammer under og fyllingskammer over, adskilt av ribber som fungerer som hvelv.

Miniovnen er bygget som en liten, fri kopi av den nye kalkovnen på Domkirkeodden ved Hamar. Det er en skorsteinsformet testovn med forholdsvis kort brenntid og måler 76 x 78 x 105 cm i det ytre og 105 x 39 x 39 m i det indre. Den indre foringen er bygget med chamottestein satt på høykant nede i det ca. 45 cm høye brennkammeret og tilskårne kleberplater fra Pillarguri-bruddet på Otta, også satt på høykant, i fyllingskammeret ovenfor. Mellom de to kamrene er det montert 2 ribber i chamottestein til å legge materialet som skal brennes på, som et slags «fast hvelv». Alle fuger er i leiremørtel (1:3, leire fra Vårdal:sand fra Loneland, < 4 mm). Fyllingskammeret har et volum på ca. 0,1 m3, omregnet til vekt av kalkstein/marmor-biter blir dette 100-150 kilo (avhengig av pakningsgrad). Kamskjell er lette, tar mye plass og kan ikke pakkes tett, så brenner man slike, blir det ikke mer enn noen kilo. Det kan være nok til å kalke et lite fjøs.

I det ytre er ovnen kledd med vraktegl (stort sett hardbrent og klinker) samlet fra den gamle teglverkstomta i Vårdal (Askvoll) (takk til Cecilie Utne!), og så murt i leiremørtel. Kledningen hviler på et fundament av gråstein rundt innmaten. Over fyringsåpningen ligger en stor, langstrakt kleberblokk. Mellomrommet på 1-2 cm mellom innmat og kledning er fylt med grove kuler og biter av leiremørtel. Her er det ikke stampet; fyllingen er den «løse» bufferen mellom innmat og kledning når materialene utvider seg under oppvarming. «Kroningen» av ovnen er gamle ildfaststein som ble brukt til å bygge teglovnene på Vårdal teglverk.

Oddvin Kverhellen samler vraktegl fra moloen ved den gamle teglverkstomta i Vårdal.
Oddvin Kverhellen samler vraktegl fra moloen ved den gamle teglverkstomta i Vårdal.
Kledning i vraktegl fra teglverkstomta i Vårdal (Askvoll) omkring fyllingskammeret som er laget av kleberstein
Kledning i vraktegl fra teglverkstomta i Vårdal (Askvoll) omkring fyllingskammeret som er laget av kleberstein
Kalkovnsmiljøet i Kvernsteinsparken tar form. Miniovnen er under hvitting med egenbrent Hyllestadkalk.
Kalkovnsmiljøet i Kvernsteinsparken tar form. Miniovnen er under hvitting med egenbrent Hyllestadkalk.

Den indre foringen ble bygd av Tore Granmo fra Hamar med hjelp av Jakob Solheim fra Hyllestad under det over nevnte seminaret, mens Per Storemyr bygde kledningen i juli 2018, med hjelp av Leif Akse og Kjell Magnar Myklebust. Ovnen ble kalkhvittet i 5 lag med Hyllestadkalk av Storemyr og Per Christian Burhol i slutten av juli. Dette for å gjøre den mer motstandsdyktig overfor vær og vind. Burhol sørget senere for en ovnsbunn med tilskårne kleberstein.

Klar for brenning i Miniovnen: Ved er på plass og ovnen er forvarmet for å drive av fukt.
Klar for brenning i Miniovnen: Ved er på plass og ovnen er forvarmet for å drive av fukt.

Ved, fylling, forvarming og forsterkning av ovnen

Brenningen av kamskjell søndag 9. til mandag 10. september startet med skaffing av tre storsekker tørr bjørkeved (hogd våren 2018 og tørket under tak gjennom den svært tørre sommeren) fra Jan Erik Hatlem/Vestskog AS i uka før. Veden ble stablet under grindahuset ved kalkovnene lørdag morgen 8. september av Leif Akse og Per Storemyr. Så fulgte fylling av ovnen med kamskjell vi hadde fått fra Kari Einen i Solund – tusen takk! For å få et fast underlag for skjellene, bygde vi først opp med to lag småbiter av marmor oppå chamotte-ribbene (dårlig brente/ubrente biter fra brenningen i Storovnen i juni 2017). Dernest stablet vi ca. to store bøtter med kamskjell på en «løs» måte, for å sikre at det ble åpninger nok til trekk.

Før vi fylte på med kamskjell benyttet vi marmorbiter for å «lukke» åpningene mellom «hvelvribbene».
Før vi fylte på med kamskjell benyttet vi marmorbiter for å «lukke» åpningene mellom «hvelvribbene».

Fylling av ovnen med kamskjell

Så startet vi med forvarming for å drive av fukt i ovnen. Vi fyrte lett til ca. 700 grader i brennkammeret og 300 grader på toppen i to omganger, ca. 8 timer totalt. Allerede 4. september fyrte vi av litt fukt i ovnen, men da på vesentlig lavere temperaturer.

Det viste seg at den lette fyringen 8. september forårsaket mindre sprekker i ovnen, alle i kledningens fuger. Som en sikkerhet før hard brenning dagen etter stablet vi derfor opp tunge blokker av kleberstein ved hvert hjørne som forsterkning, for å hindre eventuell kollaps. Vi kunne ha benyttet vinkeljern og jernbånd, men dette hadde vi ikke tilgang til på en lørdag, kort tid før brenning.

Ad hoc forsterkning av ovnen med kleberblokker. Legg merke til sprekken i ovnen.
Ad hoc forsterkning av ovnen med kleberblokker. Legg merke til sprekken i ovnen.

Brennstart på «Marmorsøndag» med stort publikum

Søndag morgen kl. 9 var det brennstart i en ovn der temperaturen hadde sunket til ca. 60 grader i løpet av natten. Flere fra den faste dugnadsgjengen hadde innfunnet seg; Leif Akse, Kjell Magnar Myklebust, Torbjørn Løland og flere, samt Per Christian Burhol fra Kvernsteinsparken. Vi startet svært forsiktig, men allerede etter en time var temperaturen i brennkammeret 600 grader. Så steg temperaturen langsommere de neste timene.

Brenningen er i gang!
Brenningen er i gang!

Vi fyrte lett. Vi fyrte for de 60-70 gjestene som kom innom for å være med på brenning under arrangementet «Marmorsøndag» i Kvernsteinsparken. Dette arrangementet var en del av de nasjonale tilstelningene «Geologiens dag» og «Kulturminnedagene»

Publikum fikk oppleve kalk/skjellbrenning, lesking av brentkalk, blanding av mørtel, foredrag om marmor, kalkstein og skjell i geologisk og kulturhistorisk perspektiv, visning av den ombygde/restaurerte Storovnen, samt ekskursjon til marmorforekomstene rett ved ovnen og polering av marmor. Løland og Storemyr drev på, mens Burhol og dugnadsgjengen fyrte.

Publikum får oppleve brenning av kalk.
Publikum får oppleve brenning av kalk. Foto: Per Christian Burhol

I timene frem til kl. 16 på søndag brant vi med åpen topp, slik at publikum kunne få oppleve «alt». Da flammene slo gjennom ca. kl. 16:30 hadde vi alt lagt på en ildfast plate som lokk, med hjemmelaget røykåpning, for å forhindre at det tok fyr i taket på grindabygget, som ovnen er plassert delvis inn under.

Kvelden kommer – trekkproblemer og oppsprekking

Ved 17-18-tiden var det god glød i toppen av ovnen, men temperaturen var likevel ikke mer enn 5-600 grader. Røyken var dessuten mørk og ble antent på toppen, et tydelig tegn på ufullstendig forbrenning og trekkproblemer. Dette skyldtes at vinden kom fra sør og «slo ned» i ovnen. Dessuten pakket skjellene seg og reduserte luftgjennomgangen; dette kunne vi ane fordi skjelldungen sank nedover.

Trekkproblemer!

Gode råd var nå dyre. Gunnar Rønneseth kom med løsningen – ei vifte foran fyringsåpningen! Rett før kl. 18 var vifta på plass og den førte til stor forbedring i de påfølgende timene. Temperaturen steg raskt til 850 grader i brennkammeret og ca. 800 grader helt på toppen. Røyken ble dessuten klar og det førte til at antenning av røykgasser opphørte.

Montering av vifte gjorde susen!

Ut på kvelden ble også lydene fra ovnen redusert. Oppsprekkingen var ledsaget av både dumpe og skarpe smell og vi kunne svært tydelig følge utviklingen på sprekkene som utvidet seg langs leirfugene i den utvendige kledningen. Noen sprekker utvidet seg til over 1 cm, men ovnen var likevel stabil, det var ingen utbulinger å spore i. Senere (se under) skulle det vise seg at de skarpe lydene trolig kom fra oppsprekking av kleberforingen. Dette kunne vi naturlig nok ikke observere direkte da fyringen sto på. Også oppsprekking av skjellene vil ha gitt fra seg lyd.

Sprekker og utpoppinger langs fuger i den ytre kledningen
Sprekker og utpoppinger langs fuger i den ytre kledningen

Men de skarpeste lydene kom nok fra «utpopping» av små biter av teglstein i kledningen. Vrakteglen har svært varierende kvalitet, og det poppet ut små biter av både klinker og løsere brent tegl.

Så brenner det lystelig gjennom natten og neste dag

Med unntak av flammehav som følge av kraftige vindkast sent på kvelden, var ovnen nå i stabilt leie og da vinden la seg i ett-tiden var det ikke lenger behov for vifta. Vifta reddet oss gjennom kvelden, men natten gjennom og helt til fyringen ble avsluttet neste dag, hadde vi stabile temperaturer rett under 900 grader. Vi fyrte ved behov og måtte hver tredje-fjerde time eller så fjerne kull og aske. Selv om sprekkene i det ytre utvidet seg litt, og selv om det kom ett og annet smell, så det ut til at ovnen hadde funnet sin «likevekt»

Flammehav da det kom vindkast på natten
Flammehav da det kom vindkast på natten
Det er et hardt liv å være kalkbrenner midt på natten!
Det er et hardt liv å være kalkbrenner midt på natten!

I fire-tiden på natten tok vi ut et skjell på toppen og testlesket det mens det ennå var glødende varmt. Deler av skjellet kunne da allerede leskes.

Devis lesket kamskjell tatt ut av ovnen i fire-tiden på natten
Devis lesket kamskjell tatt ut av ovnen i fire-tiden på natten

Dugnadsfolket Leif Akse, Kjell Magnar Myklebust, Torbjørn Løland, Gunnar Rønnseth, Harald Systad og Frøydis Akse kom og gikk utover kvelden, natten og dagen derpå, slik at det alltid var godt med selskap for Storemyr og Burhol

Avslutning og lesking av kalken – koking!

Ved 14-tiden på mandag hadde vi hatt god glød i skjellene i toppen av ovnen i omkring 18 timer. Vi tok derfor nok en gang ut et par skjell for å kjøle dem ned og prøveleske. Uten særlig hell. Men så eksperimenterte vi litt og dermed viste det seg at kalde skjell lesker ekstremt langsomt i kaldt vann. Varme skjell lesker bedre, men det er først med kokende vann det blir fart på prosessen.

Lesket kamskjellkalk!
Lesket kamskjellkalk!

Dette hadde vi en anelse om fra litteraturen og diverse filmer av skjellbrenning som er å finne på Youtube. Med kokende vann får man rask lesking og flott, kremet, hvit deigkalk. Det var litt småbiter i den leskede kalken; trolig er dette fra komponenter i skjellene som ikke kan brennes. For det var liten tvil om at skjellene var gjennombrente.

Etter 32 timer avsluttet vi derfor brenningen (ca. kl. 15) og lot ovnen kjøle seg ned gjennom ettermiddagen og kvelden. Kl. 23 på kvelden hadde temperaturen i kleberforingen sunket til ca. 220 grader og det var ikke noe problem å plukke ut skjellene og pakke dem i lufttette bøtter. Skjellene hadde pakket seg, men hadde i svært liten grad sprukket i filler. Marmorbitene som skjellene hvilte på tok vi ut neste dag. Alle var fullstendig gjennombrente.

Skjellene er klare til å tas ut. Legg merke til hvor mye dungen har sunket.
Skjellene er klare til å tas ut. Legg merke til hvor mye dungen har sunket.

 

Skjellene er tatt ut og de brente marmorbitene under kommer til syne. Legg merke til sprekker i kleberforingen.
Skjellene er tatt ut og de brente marmorbitene under kommer til syne. Legg merke til sprekker i kleberforingen.

Totalt benyttet vi ca. 1,5 storsekker med bjørkeved. Det skulle tilsvare omtrent 1,5 kubikkmeter. Et forferdelig energiforbruk for å brenne litt skjell, men så hadde vi over lang tid også store problemer med trekken.

Så har vi avsluttet brenningen

Oppsprekkingen av ovnen

Med skjell og marmor plukket ut, kunne ovnen inspiseres. Sprekkene i det ytre hadde nå trukket seg noe sammen. Vi kunne se at det opprinnelige sprekkemønsteret som oppsto tidlig i brenningen ikke hadde forandret seg nevneverdig, selv om størrelsen på sprekkene hadde øket. Dette lover godt for videre brenninger i ovnen.

Verre er det at klebersteinen i foringen hadde sprukket opp. Steinene er satt på høykant, med skifrigheten vertikalt langs ovnsveggene. Derfor er det en viss fare for at biter kan løsne helt ved ytterligere brenninger. Men bitene vil holdes på plass av fyllingen med marmor og ikke falle av før disse tas ut. Verre er det om eventuelt løsere pakket skjell skal brennes.

Sprekker i den øvre delen av ovnen
Sprekker i den øvre delen av ovnen

Leirefugene inne i ovnen ble brent til løs «keramikk», men de ytre fugene fikk ikke temperatur nok til at dette kunne skje. Ved bygging av en tilsvarende ovn i fremtiden bør man vurdere å benytte leiremørtel forsterket med kalk eller ren kalkmørtel.

Om vi opprettholder og forbedrer den ytre forsterkningen av ovnen og leirekliner ovnen innvendig før neste brenning, så skulle det ikke være noe i veien for å benytte ovnen til senere eksperimenter og testbrenninger, først og fremt av marmor (eller kalkstein).

Diskusjon av brennforløp og temperaturutvikling

Ovnen brant i 32 timer. Første del av brenningen, fra 10-12-tiden til vi fikk på vifte ved 18-tiden på søndag, var preget av store trekkproblemer og vanskeligheter med å få opp temperaturen. Om vi hadde hatt litt gunstigere vær og ikke fått pakking av skjell i ovnen, så ville brenningen ha kunnet blitt redusert til ca. 24 timer. Det er dessuten høyst sannsynlig at skjellene var gjennombrente før vi tok dem ut i 14-tiden. Allerede 10 timer tidligere hadde vi jo delvis leskbare skjell.

Temperaturforløp inne i ovnen og ute på kledningen. Temperaturen ble målt med en infrarød-måler (Amprobe IR-750-EUR). Det gir ikke helt nøyaktige målinger, men vi får et godt inntrykk av forløp og omtrentlig temperatur.
Temperaturforløp inne i ovnen og ute på kledningen. Temperaturen ble målt med en infrarød-måler (Amprobe IR-750-EUR). Det gir ikke helt nøyaktige målinger, men vi får et godt inntrykk av forløp og omtrentlig temperatur.

Med gunstig vær, brenning av marmor som ikke pakker seg og naturligvis tørr og god ved, så skulle det være mulig å brenne på langt under 24 timer. Tore Granmo har gitt oss opplysninger om at den mye større «søsterovnen» (ca. 1 kubikkmeter) på Hamar ved siste brenning i sommer var nede på 18 timer. Da ble det fyrt med furu, som erfaringsmessig er bedre enn bjørk. Som konklusjon: Får vi tak i god furuved, så burde vi kunne komme godt under 18 timer i testovnen i Hyllestad.

Bruk av de brente skjellene

Brente og leskede skjell vil bli benyttet til testforsøk for å lage mørtel, slemming og hvitting. Testene vil foregå på begge ovnene i Kvernsteinsparken, men i større skala trolig ikke før til våren 2019, da vi planlegger et nasjonalt kalkbrenneseminar med Storovnen vår i sentrum.

Så måtte vi jo hvitte ovnen med kamskjellkalk. Oppå ligger skjell til kjøling under tømmingen.
Så måtte vi jo hvitte ovnen med kamskjellkalk. Oppå ligger skjell til kjøling under tømmingen.

Vi vil senere forsøke å markedsføre ovnen ikke bare til testing av ulike skjell/kalk/marmor-typer, men også til brenning for og av bonden som vil ha seg kalk til å kalke fjøset – og samtidig lære om produksjon av kalk på gamlemåten. I en slik liten ovn kan man brenne mye oftere enn i Storovnen vår, som det tar mange dager å fylle opp og brenne i.

Formidling/media

Bygging, brenning og publikumsarrangementet «Marmorsøndag» ble løpende formidlet på Kvernsteinsparkens facebookside (www.facebook.com/Kvernsteinsparken).

Prosjektet ble også formidlet på kalkmurekurs for regionale håndverkere, i regi av Fylkeskommunen, på Selja kloster, 5-7 september 2018.

Det blandes Hyllestadkalk under kurs for regionale murere på Selja kloster 5-7 september 2018: Foto: P.C. Burhol
Det blandes Hyllestadkalk under kurs for regionale murere på Selja kloster 5-7 september 2018: Foto: P.C. Burhol

I forkant av brenningen hadde vi to oppslag i lokalavisa Ytre Sogn og regionalavisa Firda.

Unik-kalkomn-i-Hyllestad-Ytre-Sogn-30-8-2018-small

Referanser

Internett-filmer om skjellbrenning

*

Kalkbrenneprosjektet i Kvernsteinsparken utføres med stor hjelp, tusenvis av timer, fra vår faste dugnadsgjeng og ergenerøst støttet av Riksantikvaren, under programmet for bevaring av ruiner fra middealderen.

Tekst og foto: Per Storemyr

2 thoughts on “Historisk eksperiment: Brenning av skjell for å lage kalkmaling

  1. kvernsteinsparken 19. september 2018 / 22:24

    Thank you! Perhaps we’ll get some time in the winter to write something.

Legg att eit svar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com logo

Du kommenterer no med WordPress.com-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Google+ photo

Du kommenterer no med Google+-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer no med Twitter-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Facebook-foto

Du kommenterer no med Facebook-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Koplar til %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.