Die Kalkgrube und der Kalkbrennofen im Freilichtmuseum wurden im Jahre 2000 eingerichtet. Der Ofen entstand nach dem Vorbild eines teilweise noch erhaltenen Kalkbrennofens bei Zweilütschinen im Berner Oberland. Die Kalkgrube und der Kalkbrennofen entstanden nach dem Vorbild eines teilweise noch erhaltenen Kalkbrennofens bei Zweilütschinen im Berner Oberland.
Gebrannter Kalk erfüllte viele Aufgaben: Bis ins 20. Jahrhundert strich man Wände von Küchen und Ställen zur Desinfektion mit Kalktünche. Kalk war auch beim Mauerbau ein zuverlässiges Bindemittel. Dazu mischte man gebrannten Kalk mit Sand und Wasser und rührte den Kalkmörtel an. Er ist atmungsaktiv und gleichzeitig dauerhaft, härtet aus und kann Jahrhunderte halten. Der Kalkmörtel wurde erst im 20. Jahrhundert durch Zement verdrängt. Kalkmörtel diente auch als Mauerverputz: Er hüllte repräsentative Häuser sowie Kirchen, Kapellen und in einigen Regionen auch Bauernhäuser in vornehmes Weiss. Diese Gebäude hoben sich deutlich ab von den dunklen Holzhäusern oder den Steinbauten mit unverputzten Mauern.
Meistens benutzte man einfache Feldöfen: Ein Steinzylinder mit etwa fünf Metern Aussendurchmesser barg einen Hohlraum, die runde Brennkammer. Im Alpenraum wurde dieser Typ des kleinen Feldofens teilweise noch anfangs des 20. Jahrhunderts gebaut, wovon viele Flurnamen wie «Chalchofe» zeugen. Doch kamen bereits im 19. Jahrhundert grössere Brennöfen auf, die für den Dauerbetrieb taugten. Sie waren mehrere Meter hoch und gelegentlich als Zwillingsöfen konstruiert. Vom Funktionsprinzip her glichen sie den industriellen Hochöfen zur Verhüttung von Eisenerzen. Oft brannte man in diesen Öfen auch Ziegel. Und sie produzierten nicht mehr nur für die Selbstversorgung. Wie einige Mühlen, Sägen, Gerbereien oder Brotbacköfen standen sie an der Schwelle zur industriellen Produktion. Der auf dem Ballenberg rekonstruierte Ofen gleicht am ehesten diesen protoindustriellen Öfen des 19. Jahrhunderts.
Das Kalkbrennen dauert etwa sieben Tage und benötigt über 20 Ster Holz: Man füllt die Brennkammer mit Kalksteinen und heizt ein, bis im Ofen nach zwei Tagen die Brenntemperatur von 1100 Grad herrscht. Nun schiebt man drei bis vier Tage lang immer wieder Holz durch den Ofenmund, bis die Kalksteine ganz ausglühen. Den Ofen lässt man auskühlen, entnimmt die Kalksteine, zertrümmert sie und benetzt sie in der Kalkgrube mit Wasser. Letzteres wird «Kalk löschen» genannt. Der Kalkmilch fügt man je nach Verwendung (als Putz oder Mörtel) Sand oder Wasser zu und arbeitet mit dem Produkt sofort oder sumpft es längere Zeit in einer Grube ein.