Byggherrer etterspør kortreiste, naturlige materialer med lang levetid og lavt miljøfotavtrykk. Ottaskiferen er, som all naturstein, hundre prosent naturlig. Den har et særegent, koksgrått fargespill, skapt av glimmer, hornblende og granat, som gir et tredimensjonalt preg selv på en finslipt skiferplate. Pillarguri-varianten inneholder dessuten et jernsulfidmineral, magnetkis, som gjør at skiferoverflaten kan endre seg gradvis over tid og få en karakteristisk fargepatina (rust). Den tekniske kvaliteten kan også påvirkes av været den utsettes for.
Slik påvirkes skiferen av været
Otta Skifer AS ønsker best mulig kunnskap om materialet, fra skiferutvinning, via produktutvikling og transport, til anvendelse av hovedprodukter så vel som overskuddsmasser fra skiferdriften.
Vi har derfor undersøkt hvordan bruk og værforhold påvirker skifer på ulike bygg.
Prøver fra bygg og fra skiferproduksjonen er undersøkt i SINTEFs Berglaboratorium for å forstå og tallfeste sammenhenger mellom fargeendring, tekniske materialegenskaper og levetid. Dette har gitt ny kunnskap om hvordan bruk og eksponering påvirker utseende og teknisk levetid for skiferen, og hvordan materialet kan fungere best mulig.
Ottaskifer
Ottaskiferen startet som leire og sand som ble avsatt i grunn sjø ved et elvedelta for rundt 480 millioner år siden. Avsetningene ble etter hvert deformert og omdannet i den kaledonske fjellkjededannelsen, og skiferen gikk inn for landing ved Pillarguri-toppen, like sør for Otta i Gudbrandsdalen. Den ble en fyllittskifer med et levende utseende du ikke finner andre steder i verden. Men du finner den i en rekke bygg og anlegg i inn- og utland. I år har produksjonen av Ottaskifer 150-års-jubileum. Forregion Innlandet har støttet forprosjektet «Kunnskapsutvikling for Ottaskiferens livssyklus i et fremtidig klimaperspektiv».
Klimatiske forhold påvirker fargen. Brukes skiferen utendørs, for eksempel på et tak eller en fasade, kan fargen endres over tid. Fargeendringen kan i noen grad styres gjennom å ta hensyn til steds- og bygningstekniske forhold.
Tørt og kaldt innlandsklima gir generelt få endringer i farge og tekniske egenskaper. Her kan skiferen beholde sin opprinnelige, koksgrå farge innenfor det som normalt antas å være levetiden til bygg; 60 år. Områder med høye nedbørsmengder og «mye vær» gir fargeforandringer over kortere tid. I kystnære områder med mye nedbør, slagregn, vind og sjøsalt kan skiferen over år få en nærmest gylden farge i overflaten.
Himmelretning styrer også hvordan skiferen skifter farge. Solens UV-stråler, og vekslinger mellom sol, regn, tørking, oppvarming og avkjøling gir oksidasjon av magnetkisen. Når magnetkisen oksideres, dannes en jernforbindelse som «vandrer» i kløvplanene og avsettes i kanter og skiferoverflaten ved tørking. Sørvendte fasader og tak får mest sol og høyere temperaturer, og blir oftere opptørket enn andre flater. Vestvendte flater har kveldssol, mens nordvendte flater får lite eller ingen direkte sol, og tørker sent etter regn. Jevn fukt og lite sol er slik sett fordelaktig for en stabil farge. Nordvendte tak og fasader kan beholde opprinnelig farge i svært mange år, mens sørvendte flater kan få rask fargeforandring.
Naturlig rust
Otta Skifer AS produserer blant annet plateprodukter med naturlig rust fra steinbruddet. For slike plater er det viktig å kontrollere at den tekniske kvaliteten ikke er forringet. Ved å blande Ottaskifer med og uten rust i nye bygg, kan fargeforandringen til en viss grad styres. Andel plater med naturlig rust kan med fordel være størst på byggets nordside.
Utforming og bygningsfysikk påvirker kvaliteten
Bygningsfysiske forhold og formen på skiferplatene påvirker også utseende og holdbarhet. Fargen vil over tid forandre seg mer på små plater enn på større plater. Magnetkisen ligger i kløvplan, og på små plater vil vandringen av jernforbindelser ut til kantene gå raskere.
Ottaskiferen har i utgangspunktet lav vannabsorpsjonsevne og meget høy bøyestrekkfasthet. Høy bøyestrekkfasthet er viktig når materialet utsettes for lastpåkjenninger, og lav vannopptaksevne gir god frostmotstandsevne. Forvitringen av magnetkis vil kunne føre til at vannopptaksevnen øker og styrken reduseres. I vårt prosjekt har vi imidlertid verifisert at skiferen kan ha en reststyrke tilsvarende "ny" skifer selv om vannopptaksevnen har økt.
Lufting bak skiferplatene bidrar til å opprettholde kvalitet og levetid. SINTEFs tester har vist at gammel takskifer får de største, fysiske endringene på undersiden av platene. Her kan det over mange år skje delaminering og dannelse av leirmineraler og sulfater som følge av forvitring av magnetkis. Dette forringer den tekniske holdbarheten. Luftet fasadekledning og takutforminger som sikrer god lufting, øker levetiden for skiferen.
Levetid og miljøfotavtrykk
I 2024 ble det påbudt å stille klima- og miljøkrav i offentlige anskaffelser. Klima- og miljøhensyn skal nå vektes med minimum 30 prosent. Gjennom EPD-er (Environmental Product Declaration) kan man sammenlikne ulike byggevarers miljøfotavtrykk. EPD-ene tar utgangspunkt i at materialer skal ha en levetid på 60 år. Men vi har identifisert langt eldre tak og fasader av Ottaskifer, der funksjonaliteten er intakt. Natursteiners lange levetid blir ikke synliggjort i dagens LCA- og EPD-beregninger. Dermed vil miljøfotavtrykket for disse materialene angis som større enn det er i realiteten.
Klimaendringene vi står overfor, forventes å ha en forringende effekt på de aller fleste byggematerialer og konstruksjoner. Økt nedbør og temperaturer kan også påvirke naturstein, for eksempel ved at patinering og andre endringsprosesser kan gå raskere. Levetiden vil kunne påvirkes. Likevel har skifer vist seg å være et seigt og bærekraftig materiale, som kan forringes sakte dersom bygningstekniske forhold legges til rette for det.
