En perfekt tradisjonsbrenning av Osterøykalk i Kvernsteinsparken: Kun 17 timer med optimalisert testovn!

Det ble så varmt under brenningen at vi regelmessig måtte vanne brannsikringsplatene i taket over ovnen!
Det ble så varmt under brenningen at vi regelmessig måtte vanne brannsikringsplatene i taket over ovnen! Foto: Matthias Rüttimann

Nå har vi fått så mye erfaring i tradisjonell kalkbrenning at vi begynner å forstå hvordan det skal gjøres: 24-25 juli brant vi marmor fra Skaftåbruddet (Osterøy) på bare 17 timer i testovnen vår. Skaftåkalk er vanskelig, fordi den har en tendens til å pulverisere ved høye temperaturer (over 850 grader). Det kan tette ovnen og hindre nødvendig trekk. Derfor optimaliserte vi ovnen med luftekanaler, forlenget brennkammer og tetting av ovnstoppen. Slik fikk vi god trekk og svært jevne temperaturer i ovnen. Vi har nå 9 brenninger bak oss i Kvernsteinsparken siden 2017, og vi har lært av gode tradisjonsbrennere i Norge, Sverige og Romania. Slik tar vi opp igjen et tapt håndverk i Norge. Osterøykalken går til testing som slemming og hvitting på ulike bygninger.

Om å utforske tradisjonell kalkbrenning

Etter Kalknetter 2019, 9 kalkbrenninger i Kvernsteinsparken siden 2017, flere testbrenninger i elektriske ovner – og ikke minst samtaler og jobbing sammen med tradisjonsbrennere i Norge, Sverige og Romania – begynner vi å få grepet på det: Hvordan vi effektivt skal brenne kalk i en fri, nedskalert kopi av en middelalderovn. En middelalderovn fyres med ved i et enkelt brennkammer med en (eller flere) fyrings/ovnsåpninger. Over brennkammerhvelvet ligger ladningen av marmor eller kalkstein (eller skjell) som må brennes på minst 850 grader for å få god brentkalk til mørtel og slemming og maling. Det skal ikke være noen lang pipe på toppen, en «middelalderovn» er «åpen».

Testkalkovnen i Kvernsteinsparken. Over brennkammeret ligger ladningen av marmor på ribber, en forenkling av et gammeldags hvelv.
Testkalkovnen i Kvernsteinsparken. Over brennkammeret ligger ladningen av marmor på ribber, en forenkling av et gammeldags hvelv.

Kalkbrenning kan gjøres på utallige måter i mange typer ovner. Men vi holder oss altså til «middelaldermetoden». Det er den vi vil utforske. Derfor har vi i tillegg til «storovnen» vår (som tar 2 tonn kalk) også bygget en liten testovn (ca. 100 kg) for å kunne eksperimentere med seks viktige parametere, for å kunne overføre kunnskap til større og mer langvarig brenning i storovnen. Storovnen trenger 2-3 dager med brenning, testovnen ofte mindre enn 24 timer:

  1. Type kalk/marmor/skjell: Noen typer er helt uproblematiske, andre er forferdelige; de går i oppløsning, pulveriserer og «tetter» ovnen ved høye temperaturer. Da blir det ikke trekk og vi får ikke brent effektivt. Østersskjell er spesielt vanskelige, men også f.eks. marmor fra Rogaland og Skaftå på Osterøy. Vanskelige råmaterialer kan ikke brennes bra uten at det er bygget inn luftekanaler i ovnen. Det er ikke helt enkelt – for slike kanaler kan bryte sammen under brenningen.
  2. Type ved: Noen vedtyper, som bøk og ask har høye brennverdier. Andre har relativt lave, som bjørk og furu. Noen brenner raskt og gir lite kull og aske, andre brenner langsommere og vi får store problemer med skyfle aske ut av ovnen med jevne mellomrom. Hva er den perfekte veden? Vi har testet bjørk, blandingsved og furu, med ulikt fuktinnhold. Tørr furu er nok best. Den brenner fort, men vi må ikke ta ut aske veldig ofte.
  3. Størrelsen på brennkammeret: Det må være avpasset mengden som skal brennes. Store brennkammere er generelt bedre enn små. Men blir brennkammeret for stort, så får vi så høye temperaturer nede i ovnen (12-1300 grader) at stein går i filler, mange materialer sintrer og vi står i fare for å ødelegge det vi skal brenne, nemlig kalk. Vi vil ha jevne temperaturer i ovnen, 900-1000 grader nede og litt mindre oppe. Det betyr at brennkammeret må være en god del mindre enn fyllingskammeret, kanskje i et forhold mellom 1:2 og 2:3.
  4. Materialer til ovnsbygging og reparasjon: Vi har testet ut lokale gneiser og skifre, sandstein, leire, silt, norsk kleberstein, teglstein, kalkmørtel og vi har måttet bruke modene ildfaststein for å få ting til. Generelt er naturligvis moderne ildfaststein best, men dette har ingenting med tradisjon å gjøre. Vi tror den regionale devonsandsteinen er best; sandstein har vært mye brukt i masovner i gamle dager. Kleberstein fra Otta er ikke god, den går i filler på temperaturer over 800 grader, men er bra til å bruke der temperaturene ikke er så høye. Gneis er stort sett ubrukelig, glimmerskifer kan gå. Og så er det interessant å legge merke til at kalkmørtel i fuger og som puss og slemming inne i ovnen er  bedre enn sitt rykte. Ikke mye dårligere enn leiremørtel, vel og merke om kalken er noenlunde herdet og karbonatisert før brenning
  5. Topplokk på ovnen: For å holde bra på varmen, så må en «middelalderovn» ha et topplokk. I Sverige bruker man steinplater, i Sveits leiremørtel, i Romania både kalkmørtel og steinplater. Og så bygger man inn åpninger i lokket for å sikre trekk. Vi har testet alle variantene. Og har kommet fram til at et lokk av marmorplater som tettes ekstra med kalkmørtel er det beste og mest fleksible. Da kan man hele tiden endre litt for å kontrollere trekk.
  6. Værlaget: Det er ikke trivelig å brenne kalk i stiv kuling og regn eller snø. Da kan man vanskelig kontrollere trekk. Sommervær med lite vind er best, stabilt vintervær med lite vind en god nr. 2. Vinden er problemet, i og med at den vil styre trekken på avgjørende måter i slike tradisjonelle ovner, spesielt om de er små. Legg ovnsåpningen mot den framherskende vindretningen!

Vi har – av mangel på erfaring – bygget firkantede ovner. De er lettere å bygge enn sirkulære ovner, som var standard i middelalderen. I en sirkulær ovn blir temperaturen jevnere, men prinsippene ved brenning er de samme som i en firkantovn.

Brenning av marmor fra Osterøy

Under brenningen av marmor fra Skafttåbruddet på Osterøy 24-25 juli 2019 prøvde vi å optimalisere alle parameterene nevnt over.

Osterøymarmoren har vi beskrevet tidligere. Det er en noe uren kalkspatmarmor med en spesiell, grovkornet tekstur som gjør at den pulveriserer eller «forsukrer» ved høye temperaturer (og ved forvitring). Dette har ved en tidligere brenning i Kvernsteinsparken medført at den bidro til å tette ovnen. Ved lesking blir den også litt kornet, og vi er ikke helt sikre på hvor godt den er egnet til mørtel og maling. Men kalken har en lang historie for bruk til bygging i Bergen, så den bør være brukbar.

Nærbilde av den grovkornede Osterøymarmoren. Bildebredde ca. 10 cm
Nærbilde av den grovkornede Osterøymarmoren. Bildebredde ca. 10 cm

Vi reparerte testovnen med kalkmørtel (av Hyllestadkalk) før brenning. Brannskadde vegger i fyllingskammeret ble dekket av et tynt lag med puss (ca 1:2, kalk:sand) som så ble slemmet.

Før og etter reparasjon av fyllingskammeret med kalkpuss og kalkslemming. Klebersteinene i kammeret er tildels totalt pulveriserte etter mange brenninger.
Før og etter reparasjon av fyllingskammeret med kalkpuss og kalkslemming. Klebersteinene i kammeret er tildels totalt pulveriserte etter mange brenninger.

Vi fylte ovnen med biter på størrelse med en halv håndball nederst (oppå ribbene, «hvelvet», av ildfaststein), og gikk suksessivt ned i størrelse til et lite eple øverst. I hvert hjørne bygde vi inn en trekk-kanal ved å legge marmorbitene omkring en trestokk – på en slik måte at de vanskelig kunne falle ned i kanalen. Vi laget også en tilsvarende trekk-kanal i midten (den var nok ikke nødvendig, skulle det vise seg).

Fylling av ovnen med innlagte trekk-kanaler. Trepinnene brenner opp når vi fyrer.
Fylling av ovnen med innlagte trekk-kanaler. Trepinnene brenner opp når vi fyrer.

Vi forlenget brennkammeret på en enkel måte ved bruk av tykke klebersteinsplater slik at vi kunne fyre med 60 cm ved (furu fra Ørjar Eiken, 12-14% fukt). Det har den fordel at vi får mer jevn brenning i hele brennkammeret. Bruker vi kortere ved har vi en tendens til å skyve den for langt inn. Dessuten er et lengre brennkammer bra for trekken.

Kalkovnen brenner med det forlengede brennkammeret bygd enkelt med klebersteinsplater
Kalkovnen brenner med det forlengede brennkammeret bygd enkelt med klebersteinsplater

Vi tettet store deler av toppen av ovnen fullstendig ved bruk av mange små marmorplater (Hyllestadmarmor) som vi murte sammen med kalkmørtel. Gjennom brenningen eksperimenterte vi med åpning og lukking av luftekanalene i hjørnene for å få så jevn temperaturfordeling som mulig.

Matthias Rüttimann murer det tett med kalkmørtel på topplokket av små marmorplater - mens vi fyrer svakt for å ikke svi oss i varmen!
Matthias Rüttimann murer det tett med kalkmørtel på topplokket av små marmorplater – mens vi fyrer svakt for å ikke svi oss i varmen!

Brennforløp

Vi startet brenningen rett etter kl. 18 onsdag kveld, i fint vær med lite vind. De første tre timene fyrte vi svært forsiktig med 30 cm blandingsved, på maksimalt ca. 300 grader, for å drive av fukt i marmoren. Fyrer vi hardt på våt stein kan den gå helt i knas. Marmoren ble hentet fra en bekk dagen før og var klissvåt!

Ved 9-tiden på kvelden var marmoren helt tørr og vi kunne starte fyringen på ordentlig. Nå brukte vi ca. to timer på å suksessivt dekke til nesten hele toppen av ovnen, unntatt ved de forreste trekk-kanalene og et lite hull i bakkant der vi kunne måle temperatur. Vi ønsket å få opp temperaturen i framkant ved å tvinge trekken framover i ovnen.

Enorm flammeutvikling i framkant av ovnen når trekken tvinges fremover på grunn av et tett topplokk, med åpninger bare i framkant.
Enorm flammeutvikling i framkant av ovnen når trekken tvinges fremover på grunn av et tett topplokk, med åpninger bare i framkant.

Dette hadde en fantastisk virkning. Flammene kom opp som vulkaner i framkant og vi kunne se hvordan trekken ble tvunget framover. Temperaturen var allerede kl. 24 på over 800 nede i ovnen og nesten 700 på toppen i framkant, noe høyere enn i bakkant.

Mot tre-tiden på natta eksperimenterte vi med å også åpne for trekk-kanalene i bakkant. Etter hvert hadde vi fått så jevn temperaturfordeling at vi fyrte videre til slutt med alle kanalene åpne, men med noe mindre åpninger bak enn foran. Tidlig på natta tok vi dessuten i bruk ei jernplate for å dekke til ovnsåpningen. Det ga noe bedre trekk, men ikke mye.

Fyring med åpning over trekk-kanalene i alle hjørnene. Flammeutviklingen er jevn og god.
Fyring med åpning over trekk-kanalene i alle hjørnene. Flammeutviklingen er jevn og god.

Fram til kl. 12 på torsdags formiddag fyrte vi jevnt og godt på 800-1000 grader, bare avbrutt av regelmessig uttak av kull og aske. Vi tok bare ut litt av gangen for ikke å få sterke temperaturfall. Hele tiden hadde vi solide flammer på toppen, så mye at vi regelmessig måtte dynke brannsikringsplata (av gips) oppe i taket over ovnen for å kjøle den ned.

Kl. 12 testlesket vi en marmorbit helt på toppen i framkant. Den var ca. 50% gjennombrent. Kl. 14 testlesket vi på samme måte igjen. Nå var det helt gjennombrent. Dette vil si at fra vi startet ordentlig brenning kl. 21 på kvelden, så tok det bare 17 timer til alt var gjennombrent. Vi holdt på litt til, for sikkerhets skyld, men fra kl. 15 var det fyring bare på gøy. Vi avsluttet mellom 16 og 17, altså etter ca. 22 timer totalt. Da hadde vi brukt ca. 1 kubikk med ved.

Testlesking av den brente Osterøymarmoren. Vi ser tydelig at den er litt "sukkeraktig" i konsistensen og ikke alltid helt hvit.
Testlesking av den brente Osterøymarmoren. Vi ser tydelig at den er litt «sukkeraktig» i konsistensen og ikke alltid helt hvit.

Den tidligere rekorden vår er på ca. 22,5 timer, men da brant vi tørr og mer «lettbrent» Hyllestadmarmor, uten bruk av luftekanaler og med det opprinnelige, lille brennkammeret. Vi brukte samme type furuved, men i 30 cm lengder. Optimaliseringen av ovnen førte altså til at vi nå brant hele 5 timer raskere, og det med «vanskelig» marmor.

Temperaturdiagrammet viser også at brenningen var overmåte vellykket. Vi har aldri før hatt så små temperaturvariasjoner i ovnen. Vi lå mellom 800 og 1000 grader gjennom store deler av brenningen. Og spesielt viktig er at det var svært små variasjoner i temperatur også på utsiden av ovnen. Når vi har dårligere trekk, så har flammene en tendens til å slikke opp utenfor brennkammeret og øke temperaturen på framsiden. Dette skjedde praktisk talt ikke i den optimaliserte ovnen.

Temperaturdiagram for brenningen.
Temperaturdiagram for brenningen. Hele loggen for brenningen kan lastes ned som PDF.

Overføringsverdi til Storovnen

Som kjent hadde vi problemer med å få gjennombrent all kalken i Storovnen vår under Kalknetter 2019 i slutten av juni. Det var fordi trekken gikk for mye bakover i ovnen. Vi fikk voldsomme temperaturer i bakkant og ikke høye nok i framkant.

Erfaringene fra brenningen av Osterøykalk tilsier at vi ved neste brenning i Storovnen bør bygge inn trekk-kanaler og tette ovnen godt for å få drevet fram trekken til de forreste delene av ovnen

Uttak av brentkalken

Etter et drøyt døgn, kl. 22 på fredag kveld, var temperaturen i ovnen sunket til ca. 60 grader og vi kunne ta ut marmoren. Vi testlesket biter fra ulike deler av ovnen underveis og kunne bekrefte at alt var gjennombrent. Totalt ble det 5 fulle 12-liters bøtter med brentkalk, ca. 50-60 kg.

Ovnen under nedkjøling etter brenningen. Her ser vi tydelig trekk-kanalene. Vi hadde ikke trengt den midterste kanalen, for her hadde vi det tett på toppen gjennom hele brenningen
Ovnen under nedkjøling etter brenningen. Her ser vi tydelig trekk-kanalene. Vi hadde ikke trengt den midterste kanalen, for her hadde vi det tett på toppen gjennom hele brenningen

Men marmoren var til dels ille pulverisert, og gikk ofte i knas når vi tok på den. Det er et lite under at strukturen i oppbyggingen av marmorladningen holdt seg, og at ladningen ikke sank ned mer enn ca. 5 cm. Vi tror dette kan ha å gjøre med at brenningen tok så kort tid. Hadde vi måttet holde på lenger, så ville det ha vært større fare for at ladningen kollapset og ødela luftekanalene.

Uttak av brentkalken. Legg merke til alle pulveriserte biter i ovnen.
Uttak av brentkalken. Legg merke til alle pulveriserte biter i ovnen.

Vi kunne også konstatere at store deler av topplokket av Hyllestadmarmor var gjennombrent. Faktisk fikk vi ei hel bøtte brent kalk ut av lokket. Dette betyr at temperaturene trolig har vært høyere enn hva vi har klart å måle med lasermåleren vår. Vi har tidligere også erfaring med at måleren kan vise temperaturer som er så mye som kanskje 100 grader for lave.

Ovnen holdt!

Testovnen klarte brenningen på en utmerket måte, selv om klebersteinene i fyllingskammeret etter 7 brenninger i denne ovnen nå er svært brannskadet. Det ramlet også ned en kleberbjelke som skal holde en del av veggene under brenningen. Men alle reparasjoner med leiremørtel og kalkmørtel har gjort at ovnen fortsatt kan klare flere brenninger, før den må «totalrenoveres».

Det var interessant å legge merke til at helt fersk kalkmørtel klarte seg utmerket inne i ovnen, selv om den delvis falt ned etter brenningen. Men en god del av mørtelen hadde faktisk sintret og blitt glasert(!) og det vitner om svært høye temperaturer (bak i ovnen), trolig på 12-1300 grader til tider.

Denne gangen fyrte vi uten å forsterke ovnen på utsiden, etter at vi hadde reparert tidligere sprekker med kalkforsterket leiremørtel for et par måneder siden. Ovnen durte og gikk uten at det sprakk ytterligere opp, kun litt langs de eksisterende sprekkene. Vi hadde bundet en ståltråd rundt toppen av ovnen for sikkerhets skyld, men tråden forble «slakk» under brenningen. Dermed vet vi at vi ikke trenger forsterkning med vinkeljern og jernbånd i framtiden.

Vi fikk veldig lite oppsprekking i ovnen, og det hadde ikke vært nødvendig med ståltråd som forsterkning
Vi fikk veldig lite oppsprekking i ovnen, og det hadde ikke vært nødvendig med ståltråd som forsterkning

Planer for testing av kalken

Brenningen var del av testing for å kunne bruke Osterøykalken spesielt til slemming og hvitting. Hyllestadkalk er som kjent beige til litt brunlig og er best egnet til muring. Om vi kan bruke Osterøykalk til «finishen på en vegg», så har vi en «produktpakke». Testing av slemming og hvitting vil bl.a. foregå på Havråtunet, Koppen gård og trolig på Fastings Minde i Bergen.

Takk til

Denne gangen brant vi uten hjelp av lokale dugnadsfolk; vi kan jo ikke «bruke opp» lokale krefter så ofte som vi brenner for tida! Men Matthias Rüttimann fra Sveits stilte opp og var med å hjalp helt fram til 5-tida på morgenen. Takk også til Magne Raknes og familien Rüttimann- Storemyr for hjelp med å bære 200 kg marmorblokker i ryggsekker ned fra Skaftåbruddet. Spesiell takk til Tore Granmo for mange diskusjoner om forbedring av ovnen. Og som alltid: Takk til Riksantikvaren som generøst støtter arbeidet med kalk i Kvernsteinsparken.

Tekst og foto: Per Storemyr

2 thoughts on “En perfekt tradisjonsbrenning av Osterøykalk i Kvernsteinsparken: Kun 17 timer med optimalisert testovn!

  1. Arnulv Bergstrøm 29. juli 2019 / 09:29

    Fantastisk! Interessant og spennende. Men dessverre nok et felt hvor praktisk håndverk er gått tapt og må rekonstrueres – en i og for seg spennende prosess – men man tenker uvegerlig på all kunnskap og ferdighet som er blitt borte med folk og tid, fra så mange felt. Da det nylig ble bygd en liten jekte her på Fosen, var det forbausende lite å støtte seg på av opplysninger, verktøy og ikke minst båter. Minner og kunnskap om jektebygginga som var så utbredt her gjennom flere hundre år var i praksis borte, ble ikke tatt vare på da den nye tida kom for sjøfarten for vel 100 år sia. Hvilket nettopp medførte at båtbyggerne i dag for en stor del måtte prøve/gjette seg fram – en i og for seg spennende prosess. 🙂

  2. kvernsteinsparken 29. juli 2019 / 22:09

    Ja, mye er gått tapt. Men som du sier: Det er en fantastisk spennende prosess å lete det fram igjen! Takk for fin kommentar! Hilsen Per

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.