Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel der Maßnahme, war die Erarbeitung eines Sanierungskonzeptes, für den in der gesamten Saale-Unstrut und Ostharzregion überwiegend verbauten und durch aggressive Umwelteinflüsse infolge des über Jahrhunderte abgebauten und verhütteten Kupferschiefers und der Industrialisierung der letzten hundert Jahre stark geschädigten und in der Substanz gefährdeten roten Sandsteines. Zur Instandsetzung, Restaurierung und Konservierung des roten Sandsteines gab es bisher nur geringe handwerkliche Erfahrungen aber kein wissenschaftlich fundiertes Sanierungskonzept. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Grundlage für die Planung, Vorbereitung und Ausführung der Maßnahmen, sowie die Erstellung des entsprechenden Konservierungskonzeptes waren wissenschaftlich-technische Voruntersuchungen durch Herrn Dr. Eberhard Wendler - Fachlabor für Konservierungsfragen in der Denkmalpflege, München, in Zusammenarbeit und fachlicher Abstimmung mit dem Institut für Diagnostik und Konservierung an Denkmalen in Sachsen und Sachsen-Anhalt. Im Rahmen mehrere Baustellentermine wurden im Beisein vom LfD Sachsen-Anhalt und unter Federführung des IDK Halle repräsentative Bereiche für Probeentnahmen und Musterflächen festgelegt. Wichtig war hier neben den Feuchte- und Salzbestimmungen von Stein und Mauerwerk, auch alle notwendigen geologischen und Steinfestigkeitsuntersuchungen am roten Sandstein durchzuführen, auch in Rückkopplung zum einzusetzenden Mörtel. Die Ergebnisse und Erkenntnisse der wissenschaftlich-technischen Voruntersuchungen wurden im Konservierungskonzept des Fachlabors Dr. E. Wendler schriftlich fixiert und sind dann unmittelbar in die Ausführungsplanung und Ausführung der Stein- und Mauerwerkskonservierung in einem entsprechend aus-gewählten Bereich eingegangen. Auch nach Abschluss aller Maßnahmen (November 2002) ist es notwendig, die Ergebnisse mittel- und langfristig zu überwachen und zu kontrollieren. Fazit: Abschließend ist einzuschätzen, dass das gesamte Projekt in seiner Aufgabenstellung, Zielstellung, Methodik, Abarbeitung der Arbeitsschritte und nicht zuletzt in seinen Ergebnissen und fachtechnischen Lösungen zur Konservierungsproblematik des rotliegenden Sandsteines ein absoluter Erfolg war und weit über das bearbeitete Projekt an der St. Jacobi Kirche Sangerhausen hinaus, aufgrund seines Modellcharakters, Ausstrahlung besitzt. Insbesondere ist hier zur Vorgehensweise und Methodik zu erwähnen, dass ausgehend von rein theoretischen Ansätzen über wissenschaftlich-technische Voruntersuchungen bis hin zur praktischen Umsetzung und konkreten Ausführung der spezifisch neuen Konservierungsmethoden eine schlüssige und vollständige Abarbeitung zur gegebenen Zielstellung erfolgen konnte.
Die Wallfahrtskirche von Sankt Salvator in Schwäbisch Gmünd wurde 1617 bis 1621 durch Kaspar Vogt als natürliche Felsenkirche oberhalb von Schwäbisch Gmünd in eine obere und untere Kapelle ausgebaut. Die Wandoberflächen in der oberen Felsenkapelle zeigen eine bildliche Reliefdarstellung aus dem Leben Christi (Ölbergdarstellung, entstanden 1620). Diese in Deutschland einzigartige Darstellung ist direkt aus dem Felshang herausgearbeitet, der aus Stubensandstein des mittleren Keupers besteht. Verwitterungsvorgänge, die überwiegend durch das natürliche, dauerfeuchte Milieu des Felsens bestimmt werden, haben zu einem starken Kornbindungsverlust geführt. In Teilbereichen haben sich schwarze Krustenbildungen mit dahinter liegenden Auflockerungszonen sowie mikrobieller Befall entwickelt. Ein fortschreitender Verlust der originalen Oberflächen ist festzustellen und eine baldige konservierende Behandlung ist unumgänglich. Aufgrund der natürlichen, hohen Bergfeuchte, die jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt, gibt es bisher keine geeigneten Gesteinsfestigungsmittel bzw. Konservierungsverfahren, die gefahrlos für das Objekt eingesetzt werden können. Ein Austrocknen des Reliefs birgt die Gefahr, dass es - aufgrund des fragilen Zustands - zu verstärkten und schnellen Materialverlusten kommt. Hier setzt das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) und der Denkmalpflege geförderte Forschungsprojekt der Universität Stuttgart an, das sich zum einen der Entwicklung eines Steinfestigungsmittels für dauerfeuchte Untergründe und zum anderen der damit möglichen Musterkonservierung der Felsenkapellen widmet. Besonderes Augenmerk liegt auf der Problematik Feuchtehaushalt, Salzbelastung und mikrobieller Befall. Einen Überblick über die Arbeitsschritte gibt. Das Konsortium aus universitärer Forschungseinrichtung, dem Eigentümer, fünf kleinen und mittleren Unternehmen sowie dem Landesamt für Denkmalpflege im Regierungspräsidium Stuttgart bietet die Gewährleistung der Verbreitung der Ergebnisse in Forschung, Praxis und Denkmalpflege.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Schloss Friedenstein in Gotha gilt als die größte frühbarocke Schlossanlage Deutschlands. An den in den Arkaden des Schlosses verbauten Lettenkohlensandsteinen (Unterer Keuper) sind starke Verwitterungen vorhanden. In der Restaurierung erweisen sich diese Steine bisher als problematisch und häufig treten nach der Durchführung von Sanierungen erneut Schäden auf. Im Rahmen des Projektes sollen die Schadensphänomene in Abhängigkeit von Steineigenschaften und der Exposition am Beispiel der Schlossarkaden erfasst und bewertet werden. Auf der Basis dieser Bewertung wird eine Sanierungstechnologie erarbeitet und erprobt. Die Erprobung der Reinigungs- und Konservierungstechniken erfolgt im Labormaßstab und an Musterachsen am Objekt. Neben der Konservierung von vorhandenen Steinoberflächen werden Steinergänzungsmaterialien und geeignete Mörtel für die Verfugung auf den Lettenkohlensandstein abgestimmt. In die Objektarbeit werden Studenten der Fachhochschule Erfurt, Fachbereiche Restaurierung und Bauingenieurwesen einbezogen. Fazit: - Bei der Festigung zeigte sich, dass an vertikalen Oberflächen Eindringtiefen bis zu 4 cm erreicht werden können und die Schädigungszone somit bis zum ungeschädigten Kerngestein überbrückt werden kann. An gewölbten Untersichten hingegen konnten diese Eindringtiefen trotzt geänderter Applikation nicht erreicht werden. - Die Steinergänzungsmörtel und Schlämmen sind farblich und strukturell sehr gut an den vorliegenden Lettenkeupersandstein angepasst. - Geeignetes Austauschmaterial für den rotbraunen Lettenkeupersandstein wurde erst zum Ende des Projektes gefunden. Zwischenzeitlich musste auf andere Sandsteine zurückgegriffen werden. Mit den neuen, geeigneten Steinen wurde an 2 Musterpfeilern gearbeitet. - Wegen unvorhergesehener statisch bedingter Zwischenstandzeiten (Gründung der Pfeiler) konnten die Antragungen erst im Spätsommer 2007 aufgebracht werden. Eine erste Zwischenkontrolle, die möglichst nach dem Winterhalbjahr erfolgen sollte, ist daher erst im Februar, kurz vor Ende des Projektes machbar. Die Ergebnisse werden aber in den Abschlussbericht und in das Kolloquium mit einfließen.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Im nordhessischen Bereich sind zahlreiche historisch interessante Gebäude aus Tuff erhalten. Die Tuffsteine aus dem Habichtswald und Knüll gehören zu den häufig eingesetzten Natursteinen, da sich dieses Material aufgrund der geringen Härte hervorragend bearbeiten lässt. Außerdem wirkt der Tuffstein durch die lebhafte Struktur sehr dekorativ. Das Problem der Tuffsteine ist die extrem hohe Witterungsanfälligkeit. Es sind derzeit keine Konservierungsmethoden bekannt, die in der Lage sind, das Material nachhaltig zu schützen. Bei Restaurierungsarbeiten wurden in der Vergangenheit die zerstörten Steine ausschließlich durch neue Steine ersetzt. Dieses Vorgehen ist kaum noch möglich, da seit längerer Zeit, spätestens seit dem Ende des zweiten Weltkrieges, nahezu sämtliche Tuff-Steinbrüche geschlossen und die vorhandenen Vorkommen unter Naturschutz gestellt wurden. Es ist nicht mehr möglich, Tuffsteinmaterial in der Region abzubauen. Ende der 80'er Jahre wurde kurzfristig, ausschließlich für die Restaurierung des Herkules und der Löwenburg in Kassel ein Steinbruch im Druseltal freigegeben, um Tuffsteinmaterial zu gewinnen. Es besteht die strenge Auflage, dass die Gesteine nur für Bauwerke im Park Wilhelmshöhe benutzt werden dürfen. Der Zustand der historisch wertvollen Gebäude ist bedrohlich und es ist dringend notwendig, Methoden zu entwickeln, die den weiteren Verfall aufhalten. Fazit: Die nordhessischen Tuffen unterliegen aufgrund ihrer besonderer Gesteinseigenschaften unter hiesigem Klima tiefreichenden Witterungsschäden Beobachtungen an historischen Tuffgebäuden zeigen, dass Beschichtungen mit Kalkputzen die Verwitterung des Tuffs verhindern oder zumindest verlangsamen. Im Rahmen des Projektes konnten abgestimmte Fugmörtel und Putze auf Basis des Funcosil Kalkspatzenmörtels entwickelt werden. Die hygrische Dehnung der Tuffe kann durch Behandlung mit quellmindernden Tensiden reduziert werden, bleibt aber bei Anwendung ohne Wasserabweisung auf recht hohem Niveau. Als prophylaktische Maßnahme wird die Anwendung dieser Quellminderer dennoch empfohlen. Wegweisend sind die Erfolge bei der Entwicklung geeigneter Festigungsmittel auf Kieselsäureesterbasis (KSE). Zahlreiche Vorversuche führten bislang nur zu unbefriedigenden Ergebnissen. Grundvoraussetzungen für eine wirkungsvolle Festigung sind das Vorschalten einer mehrmonatigen Trocknungsphase und die Wahl einer Applikationstechnik, die mehrstündige Tränkungszeiten garantiert. Dies konnte bei Tränkung über Kompressen, mittels Infusion oder spezieller Fluidapplikatoren erreicht werden. Weitere Voraussetzung sind Festigungsmittel, die kleine Molekülgrößen besitzen und langsam aushärten. Nur dann kann das Mittel in die feinporige tonmineralische Matrix der Tuffe eindringen und dort festigende Wirkung entfalten. Andernfalls liegen die Kieselgelplatten in den großen Poren und haben keine festigende Wirkung. (Text gekürzt)
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: In 13 Jahren des Engagements der DBU im Bereich Kulturgüterschutz wurden gerade auf dem Gebiet der Natursteinkonservierung viele wichtige Fortschritte erzielt. Diese Ergebnisse wurden in vielen Kolloquien, Berichten und Publikationen zum Abschluss einzelner Projekte der Fachwelt vorgestellt. Ziel der Tagung und der Begleitpublikation ist die Aufarbeitung und Zusammenfassung des erreichten Wissensstandes, um diesen in anschaulicher Form einem breiteren Publikum von Architekten, Restauratoren, Denkmalpflegern, Fachingenieuren und interessierten Laien zugänglich zu machen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die erste Phase des Projektes widmete sich der Stoffsammlung und Aufbereitung von Einzelbeiträgen für die Begleitpublikation. Gezielt wurden Autoren angesprochen, den Stand des Wissens zu ausgewählten Aspekten der Natursteinkonservierung und einigen denkmalpflegerischen Themen aufzuarbeiten und in komprimierter schriftlicher Form zusammenzufassen. Darüber hinaus brachte ein Call for Papers große Resonanz. In vielen Fallbeispielen wurden Themen der Natursteinverwitterung, der Steinkonservierung, aber auch der Untersuchungsmethodik und der statischen Sicherung dargestellt, wobei in den meisten Fällen die Ergebnisse von DBU-Projekten dargestellt wurde. In der Reviewphase blieben 70 Beiträge übrig. 48 davon wurden im 310 Seiten starken Buch Stein Zerfall und Konservierung) beim Verlag Seemann-Henschel (Edition Leipzig) publiziert. Zusätzlich konnte die Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften dazu gewonnen werden, ein Sonderheft Geowissenschaften und Denkmalpflege herauszugeben, in dem auf 238 Seiten 21 überwiegend geologisch orientierte Fachartikel publiziert wurden. In der zweiten Phase wurde die Fachtagung vorbereitet. Dabei wurde eine ähnliche Konzeption verfolgt wie im Buch: Die Tagung wurde in einzelne Themenblöcke untergliedert, die jeweils mit einem Überblicksvortrag begonnen wurden. Darauf folgten einige kurze Vorstellungen neuer Forschungsergebnisse. Fazit: In dem Projekt ist es gelungen, viele Einzelergebnisse überwiegend aus DBU-Projekten in anschaulicher und kompakter Form darzustellen. Dabei gelang die Kombination aus Rückschau und Präsentation aktueller Ergebnisse. Die beiden Publikationen dürfen wohl für einige Zeit für sich in Anspruch nehmen, den aktuellen Wissensstand zu Natursteinverwitterung und Natursteinkonservierung wiederzugeben.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziele des Vorhabens waren das Wiederaufgreifen der im LfD Sachsen- Anhalt durch Herrn Materna seit 1965 begonnenen Versuche zur Steinfestigung mit Kunstharzen; der Vergleich von Kunstharzen und Kieselsäureester als Festigungsmaterial für Loderslebener Sandstein in einer angeschlossenen Diplomarbeit sowie die Entwicklung eines durchgängigen Mörtelsystems vom Festiger über Injektionsmörtel, Schlämme bis Antragmörtel speziell für das im Querfurter Umland verarbeitete Sandsteinmaterial. Die modellhafte Umsetzung der Erkenntnisse in einer anschließenden Restaurierung der genannten Grabmale hatte zum Ziel, ortsansässige Firmen zur Anwendung auf ähnlich problembehaftete Steinobjekte zu befähigen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: In einer sehr ausführlichen Diplomarbeit wurden vier Kunstharze (Epoxid-, Silikon-, Polyurethan- und Acrylharz) mit einem Kieselsäureester als Festigungsmittel für Loderslebener Sandstein (dem für die Grabmale verwendetem Steinmaterial) verglichen. Die Voraussetzung dafür war eine genaue Analyse der für die Festigung relevanten Kenndaten des Gesteins. Um die dann für den Stein besten Materialien anwenden zu können, war eine genaue Untersuchung der Schadensursachen an den Steinen notwendig. Als Hauptgrund der Schädigung erwies sich CaSO4 (Gips) im oberflächennahen Bereich. Diesen zu beseitigen bzw. deutlich zu reduzieren, erwies sich als sehr kompliziert und hat dazu geführt, dass der Schwerpunkt des Projektes in diese Richtung verschoben werden musste. Ohne eine Entsalzung wären aber alle weiteren Schritte unsinnig gewesen, da das Schadsalz in kurzer Zeit alle Restaurierungsmaßnahmen wieder zerstört hätte. Unter mehreren Möglichkeiten erwies sich die Wannentränkung als die effektivste Methode und wurde demzufolge an den meisten Teilen durchgeführt. Nach erfolgter Entsalzung war dann erst die Festigung gelockerter Gesteinspartien möglich. Danach folgten die Arbeitsschritte mit dem zwischenzeitlich von Dr. Wendler entwickelten Mörtelsystem. Fazit: Neben einem KSE ist auch ein Kunstharz (Silikonharz) in der Lage, dem Loderslebener Sandstein seine durch Umwelteinflüsse gelockerte Stabilität zurückzugeben. Der im Stein eingelagerte, die Schäden verursachende Gips ist durch im Projekt ermittelte Methoden soweit zu mindern, dass er keine nennenswerten Schäden mehr bewirken kann. Da sich die Umweltbedingungen inzwischen deutlich verbessert haben, also kein Schwefel mehr in der Luft angereichert ist, kann man davon ausgehen, dass die Steine langfristig saniert sind. ...
Steinerne Kulturgüter und Baudenkmale unterliegen der Steinverwitterung und des Steinzerfalls, der insbesondere durch Umwelteinflüsse beschleunigt wird. Besonders davon betroffen sind Sedimentgesteine mit poröser Struktur. Einen erheblichen Anteil an den Zerstörungsprozessen haben neben der Luftverschmutzung Biodeteriorationsprozesse. Die Untersuchungen sollen dazu beitragen, diesen Prozessen entgegenzuwirken. Im Rahmen des Projektes soll modifiziertes Siliciumdioxid-Nanosol zur Konsolidierung von Kulturgütern aus Sächsischem Sandstein der Varietät Cotta verwendet werden. Beim Cottaer Sandstein handelt es sich um eine feinporige, relativ verwitterungsanfällige und somit gefährdete Varietät des Sächsischen Sandsteins. Er ist verhältnismäßig weich, lässt sich daher steinmetzmäßig sehr gut bearbeiten und wurde und wird sowohl für dekorative und skulpturale Elemente als auch flächenhaft als Fassadenstein eingesetzt. Die modellhafte Erprobung soll an verwitterungs- und umweltgefährdeten Skulpturen der Fasanerie Moritzburg erfolgen, die zwingend einer dauerhaften Verfestigung bedürfen. Die Skulpturen sind besonders stark durch die Umwelteinflüsse in Mitleidenschaft gezogen worden. Die Untersuchungen zur Verfestigung von Cottaer Sandstein durch reine und modifizierte Siliciumdioxid-Nanosole gliedern sich in drei Versuchsabschnitte: Versuche an bruchfrischem, an künstlich geschädigtem und an natürlich verwittertem Sandstein. Vom Gestein werden die hygrischen Eigenschaften vor und nach Tränkung mit Nanosol analysiert. Nachzuweisen ist, dass diese Eigenschaften nach der Tränkung weitgehend erhalten bleiben oder noch verbessert werden. Anhand von Festigkeitsuntersuchungen ist der Nachweis zu erbringen, dass die äußere, geschädigte Schicht wieder eine ähnliche Festigkeit erreicht, wie das gesunde Steininnere. Weitere Analysen betreffen das Eindringverhalten des Sols und die Auswirkungen auf das Verformungsverhalten. Die Untersuchungsergebnisse sollen die Basis für die Entscheidung einer Expertenrunde zum Einsatz des Nanosols an historischen Sandsteinobjekten bilden. Die Anwendung erfolgt in Zusammenarbeit mit einer in das Projekt eingebundenen Restauratorengemeinschaft.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Im Rahmen eines Modellvorhabens soll am Beispiel der Kirchturmes der Pfarrkirche Gehofen nach Auswertung der Ergebnisse und Erfahrungen des BMBF - Forschungsvorhabens von 1995/97 an der Nebraer Kirche das Problem der Sandsteinkonservierung-/Restaurierung und der Einsatz von Fug- und Mauermörteln untersucht werden. Ziel des Modellvorhabens ist die Entwicklung und Erprobung marktgängiger, 'alltagstauglicher' Konservierungs- und Restaurierungstechnologien, die bei der Sanierung einer Vielzahl historischer Gebäude im Bereich des Nebraer Sandsteines von der Stadtkirche bis hin zur Kirchhofsmauer zum Einsatz kommen können. Das Sandsteinmaterial ist ein regional bedeutsamer Baustoff, der sehr umfangreich an historischen Objekten in Thüringen und Sachsen Anhalt zur Anwendung kam. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die Arbeiten in Gehofen können aufgrund der typischen Schadensbilder wie folgt vorgesehen werden: - Schonende Entfernung schwarzer Gipskrusten, die durch Reaktionen von Luftschadstoffen mit carbonatischen Sandstein- und Fugmörtelanteilen entstanden sind. Durch Schmutzkrusten entstandene Gefügeschäden am unterlagernden Sandstein sind deutlich zu erkennen. - Lokale Maßnahmen zur Reduzierung der Salzbelastung (in erster Linie vermutlich Gips und Alkalinitrate sowie entsprechend Nebra Magnesiumsulfate, resultierend aus der Reaktion dolomitischer Sandstein- und Mörtelanteil mit Schwefeldioxid) - Konservierung von mürben, absandenden Bereichen des Sandsteins mit Steinfestiger (Anforderungen an Steinfestiger wurden im Projekt Nebra erarbeitet - s. Zielstellung) - Ergänzung von rückgewitterten und extrem geschädigten Sandsteinteilen mit Restauriermörteln (SEM - Steinergänzungsmörtel) bei Fehlstellen bis Faustgröße. Erprobung handelsüblicher Mörtel bzw. aus handelsüblichen Grundbestandteilen herstellbarer Mörtel und Vergleich mit den BMBF - Produkten - Schließen großer Fehlstellen mit Vierungen/Ergänzung von Profilen bei vollständiger Zerstörung - Nachverfugung des schadhaften Fugennetzes mit geeignetem Fugenmörtel. Erprobung handelsüblicher Mörtel bzw. aus handelsüblichen Grundbestandteilen leicht herstellbarer Mörtel als Alternative zu den aufwendigen BMBF-Produkten, Anwendung der Applikationstechnik aufgrund der z. T. sehr engen Fugen. Fazit: Die Arbeiten konnten planmäßig im Sommer 2002 abgeschlossen werden. Im Ergebnis des Modellvorhabens wurden die Außenwände des Kirchturmes umfassend instandgesetzt. Eine langfristige Beobachtung und Auswertung ist Bestandteil des Vorhabens.
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