Kalkmørtel har vært brukt i 10 000 år

Da NDR startet gjenreisingen av Nidarosdomen på slutten av 1800-tallet, ble det brukt sementmørtel til oppmuringen. Den gangen var sementen en relativt ny oppfinnelse, som man hadde stor tro på. I dag ser vi imidlertid at moderne sementmørtel er for hard, og dermed fører til skader på murverket. Hardheten tillater ikke naturlige bevegelser i murverket, noe som fører til oppsprekking. Sementfugene slipper heller ikke ut fukt og dette fører blant annet til frostsprengning. Studerer man murverket på utsiden av Nidarosdomen, ser man at de nyere delene av katedralen, hvor det er murt med sementmørtel, har store skader, mens det originale murverket fra middelalderen er godt bevart. Siden tidlig på 2000-tallet, har Bygghytta ved Nidarosdomen derfor i stadig større grad valgt å bruke kalkbaserte mørtler.

Hvordan foregår det?

Et viktig mål med fremstilling av kalkmørtel, er å finne en mørtel med lignende egenskaper og kvaliteter som de opprinnelige mørtlene som ble brukt på Nidarosdomen. Da er det viktig å ha kunnskap om hele prosessen og om de materialene mørtelen består av; kalkstein, sand og pozzolan. Kalksteinen kan imidlertid ikke brukes som den er, den må brennes for å omdannes til kalsiumoksid, eller brent kalk som vi kaller det. I form av brent kalk har kalkstein evnen til å leske seg med vann, noe som er nødvendig for å produsere mørtel.

HAR BYGGET EGEN KALKOVN
I senere år har vi brent kalk selv, for å tilegne oss kunnskap om denne prosessen. I 2016 bygde vi en kalkovn til dette formålet. Til bygging av kalkovnen ble det benyttet moderne byggematerialer som betong, armering, fabrikkproduserte betongkummer, ildfast stein, varmebestandig glass og stål. Dette var ment som et eksperiment for å finne den ideelle konstruksjonen på ovnen med hensyn til størrelse, utforming og bruk. Etter flere gangers bruk, ser vi at ovnen fungerer etter forventningene. Gjennom dette prosjektet har vi høstet erfaringer og kunnskap av stor nytteverdi, dersom vi i fremtiden ønsker å bygge en mer autentisk middelaldersk kalkovn.

OPP MOT 1000 GRADER
Nå, i første uke av april 2025, er vi igjen i gang med å brenne kalk. Dette gjøres på følgende måte: Ovnen blir lastet opp med ca. 1 mᶟ kalkstein. Steinene er på størrelse med en knyttneve. Det blir etablert luftekanaler gjennom steinmassene ved å sette inn tre til fire trestokker på høykant, når disse etter hvert brenner opp dannes luftekanalene. Dette sikrer god trekk under fyringen og bidrar til at det blir enklere å holde riktig temperatur. For å tette mellom pipehatten og brennkammeret blir det lagt leire mellom disse. Dette skal hindre falsk trekk og sørge for at pipehatten står stødig under brenningen.

Vi fyrer med tørr furuved, noe som gjør det enkelt å holde en jevnt høy temperatur. Etter opptenning prøver vi å holde temperaturen svakt stigende de første timene. En stigning på ca. 100 C˚ i timen er greit, men 800 - 1000 C˚ bør ikke nås før etter ca. 24 timer. Temperaturen må deretter holdes mellom 900 og 1000 C˚. Brenningen i sin helhet tar minimum tre døgn. I denne perioden er det viktig å ha kontinuerlig oppsyn med ovnen og tilpasse matingen med ved, slik at temperaturen holdes på ønsket nivå gjennom hele prosessen. (Fig. 2 og 3)

Når brenningen er ferdig og ovnen er avkjølt, kan den tømmes. Dette gjøres ved å demontere pipe og pipehatt før den ferdig brente kalksteinen håndplukkes ut. Kalksteinen lastes over i lufttette tønne, hvor den blir oppbevart frem til mørtelen skal produseres..

RÅVARER I KALKPRODUKSJON

Mørtelen vi produserer i dag består i hovedsak av tre bestanddeler; sand, knust brent kalk og pozzolan. Sanden vi bruker har lokalt opphav på Kalvskinnet, et steinkast fra Nidarosdomen. Den ble funnet dypt i bakken, i forbindelse med byggingen av en skole, og viste seg å være velgradert sand av god kvalitet. Analyser av sandprøver, utført av Norsk Betong og Tilslagslaboratorium, viser at den er godt egnet som tilslag i mørtelen.

Kalksteinen vi brenner kommer fra Tromsdalen nord i Trøndelag og er veldig ren, noe som betyr at den har lite innhold av andre mineraler enn kalk. På grunn av kalksteinens renhet, trenger vi tilsetninger som endrer egenskapene til mørtelen, noe som er helt nødvendig i det kalde klimaet her i nord. Tilsetningen vi har valgt for å gi kalkmørtelen bedre levedyktighet i det norske klimaet er italiensk pozzolan (vulkansk aske). Pozzolan har lange tradisjoner som tilslag i mørtel, sannsynligvis var det Romerne som først tok det i bruk til mørtelproduksjon.

Blandeprosessen er kanskje det viktigste i framstillingen av mørtel. Kalkmørtel kan blandes på flere måter, og vi har valgt metoden som kalles hotmix. I denne prosessen blandes sand, kalk og pozzolan og det tilsettes vann. Når vann tilsettes, lesker kalken og det utvikles høy temperatur. Varmen bidrar til at bestanddelene binder seg bedre til hverandre enn om kalken leskes alene. En annen fordel med hotmix er at den ferdige kalkmørtelen kan tas i bruk umiddelbart.

Gjenoppdagelse av glemt kunnskap

Etter flere år med forskning og utprøving av ulike typer kalkmørtel, har vi kommet frem til at oppskriften vi bruker i dag, tilfredsstiller våre krav til egenskaper og kvalitet til den pågående restaureringen av Nidarosdomen. Likevel er det slett ikke sikkert at denne mørtelen vil være ideell til fremtidige prosjekter på andre deler av Nidarosdomen. De middelalderske katedralbyggerne brukte sannsynligvis bare lokale ingredienser og tilpasset mørteloppskriftene etter hvilke materialer som var tilgjengelig. Derfor fortsetter forskningen på mørteloppskrifter. I dette arbeidet tilstreber vi bruk av lokale materialer, og på bakgrunn av dette planlegger vi å teste ut trøndersk blåleire som erstatning for italiensk pozzolan. Et annet alternativ er å finne kalkstein med de «riktige» urenhetene, slik at mørtelen får de ønskede egenskapene uten bruk av «tilsetningsstoffer».

Vi erfarer at kunnskapen vi tilegner oss ved å selv produsere mørtel har stor verdi. Håpet er at vår tilnærming til middelalderens produksjonsmetoder og mørteloppskrifter kan bidra til at Nidarosdomen kulturminneverdier bevares så godt som mulig for kommende generasjoner.