Analyser af blyprøver sikrede kvaliteten på Sorø Klosterkirkes nye tag

CASE: UNDERSØGELSE AF BLYPRØVER

Stiftelsen Sorø Akademi er i gang med at renovere Sorø Klosterkirke, og i 2019 skulle kirkens gamle blytag udskiftes. De nye blyplader blev specialfremstillet i Leicester (UK), men undervejs opstod der variationer i kvaliteten. Derfor blev Teknologisk Institut bedt om at analysere blyprøver for få indsigt i den kemiske sammensætning og dermed sikre kvaliteten. Det førte sidenhen til en række yderligere analyser – bl.a. af blyprøver fra ærkebiskop Absalons grav i kirken.

Opførelsen af Sorø Klosterkirkes blev indledt ved midten af 1100-tallet. Bag kirken og det tilhørende kloster stod de såkaldte Hvider, den familieklan af magtfulde stormænd, som også ærkebiskop Absalon udsprang af - Absalon døde i 1201 og ligger begravet i kirkens højkor bag det nuværende alter.

I 2019 gik Stiftelsen Sorø Akademi i gang med at renovere kirken, og i den forbindelse skulle det gamle blytag udskiftes. Blytage er et meget gammelt håndværk, som kun få mestrer i dag, selv om der er ca. 800 kirker med blytag i Danmark. Man allierede sig derfor med specialister fra England, hvor blypladerne blev specialfremstillet i Leicester. Efter et stykke tid opstod der dog udsving i kvaliteten.

Efter at vi over en længere periode fik leveret blyplader med en ensartet overflade og jævn kvalitet, fik vi pludselig plader med et uens udseende og stærkt varierende kvalitet i form af hårdhed og blødhed. Det gjorde sig både gældende fra plade til plade, men især også inden for den samme plade

- Stiftelsen Sorø Akademi

Antagelsen var, at årsagen til den varierende pladekvalitet skyldtes variation i den kemiske sammensætning - fx små variationer i mængden af Tin og Kobber - samt produktionsforhold såsom støbetemperatur og vandtilsætning, men for at være på sikre side blev Teknologisk Institut bedt om at analysere nogle blyprøver, så kvaliteten af pladerne kunne sikres. Kvaliteten var især vigtig, fordi det forrige tag kun holdt 50 år, og derfor ville man gerne have en teknisk analyse, så det nye tag kunne optimeres mest muligt. Ofte har blytage nemlig en levetid på mere end 100 år.

Se en video om blystøbningsprocessen her - artiklen fortsætter under videoen

- At udskifte kirketaget er naturligvis en betragtelig omkostning. I vores seriøse bestræbelser på at oplægge et nyt tag med en holdbarhed omkring 100 år i stedet for de netop oplevede 50 år, har samarbejdet med Teknologisk Institut været til stor hjælp i forhold til dels at definere historik og dels at sikre en korrekt og ensartet levering af en optimal blylegering. Vi har været yderst tilfredse med kvaliteten og servicen i samarbejdet, som gav os de eksakte dimensioner for beslutningsprocessen, fortæller Jørgen Bech Christiansen fra Pyro Process Technology, som har været rådgiver på renoveringsprojektet.
Mangler du viden om dine metalliske materialer?

Detektivarbejde på gamle tagplader

Forud for undersøgelser og kvalitetstjek af de nyfremstillede blyplader fra Leicester, pågik et detektivarbejde med henblik på at finde årsagen til det gamle tags problemer.

- På nogle af de gamle plader kunne vi se, at vejrsiden var helt brun, mens den anden var pæn og grå. Vi var derfor nysgerrige på, om der kunne findes en forklaring på den uønskede overflade og fx konkluderes, om der var elementer, som burde undgås i fremtiden, lyder det fra Stiftelsen Sorø Akademi.

Som nævnt havde levetiden på det gamle tag også været relativ kort, og analyser fra Teknologisk Institut skulle hjælpe til at afdække mulige forklaringer herpå, så gentagelser kunne undgås.

Standardmetoder gav den nødvendige indsigt
På Teknologisk Institut målte man den kemiske sammensætning af blyprøverne fra de nye tagplader. Målingerne blev lavet ved hjælp af optisk emission spektroskopi – eller OES – der er en af de mange analysemetoder, som Teknologisk Institut bruger til at generere vigtig viden for virksomheder ved konkrete problemstillinger.

- OES-målemetoden har en stor nøjagtighed, og den kan måle selv meget små koncentrationsforskelle. Måleresultatet bliver angivet i en tabel med fordeling af materialets kemiske sammensætning i %, og ud over test af bly har vi bl.a. også mulighed for at lave akkrediterede OES-målinger af rustfrit stål, lavlegeret stål og kobberlegeringer, fortæller Søren Jepsen Mark, som er ekspert i metalliske materialer og faglig leder på Teknologisk Institut.

Til at undersøge farveforskellene på de gamle blyplader blev den kemiske sammensætning af overfladerne målt i et Scanning Elektron Mikroskop (SEM) udstyret med Energy Dispersive X-ray (EDX). Med denne teknik er det muligt at måle den kemiske sammensætning lokalt på eventuel kontaminering og misfarvning, og på den måde søgte Stiftelsen Sorø Akademi svar på forskellige spørgsmål.

Undersøgelse af blystykker fra Ærkebiskop Absalons grav
I forbindelse med restaureringsarbejdet på Sorø Klosterkirke havde Nationalmuseet samtidig et ønske om at få undersøgt nogle prøver, og også her gjorde man brug af Teknologisk Instituts ekspertise. Det drejede sig om prøver, der sandsynligvis er fra en blykiste, som ærkebiskop Absalon stadig ligger i, og som blev hentet op i 1953 samt noget smeltet bly, som i 1247 dryppede ned fra det brændende tag i Sorø og størknede fast på oversiden af sideskibets hvælv – sidstnævnte blykager er fundet på kirkens loft, bl.a. i forbindelse med den igangværende renovering.

Ærkebiskop Absalon blev gravsat i 1201, og selvom vi endnu mangler at komme helt til bunds med identifikationen af blystykkerne, som dukkede uventet op i et glemt magasin, så var det godt at få begyndt med en undersøgelse af dem

- Nationalmuseet

Resultaterne af disse analyser gav bl.a. en historisk viden om den blylegering, der blev anvendt til Absalons kiste, som vil kunne sammenlignes med bly fra de størknede kager på hvælvene. Særligt spændende i den forbindelse er det, at en fransk ven af Absalon, abbed Stefan, skrev til ham og bad om hjælp (læs: penge) til at købe bly til en kirke, som i 1188 var under istandsættelse i Paris. Stefan indikerer, at Absalon beskæftigede sig med at købe bly, og så kunne hans hjælp være en passende gestus i betragtning af, at vikingerne i sin tid brændte Paris af.

Resultater var med til at sikre kvaliteten af det nye tag
Med analyseresultaterne fra Teknologisk Institut var Stiftelsen Sorø Akademi i stand til at få justeret blylegeringen, så den fik det ønskede indhold af kobber og tin, og dermed sikre kvaliteten af blypladerne til det nye tag, som blev leveret fra Leicester – og med den nye legering fungerede støbeprocessen helt fint

Samtidig gav analyserne af blyprøverne fra Absalons kiste og hvælvene en større viden om blylegeringen – og dermed om datidens byggematerialer.