Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Raseneisenstein ist im Norden Deutschlands in allen Stilepochen h\u00e4ufig als Baumaterial verwendet worden. Aufgrund seiner nat\u00fcrlichen und anthropogen beschleunigten Verwitterung verliert der Raseneisenstein seinen Gef\u00fcgezusammenhalt und es kommt zu erheblichen Bauwerkssch\u00e4den wie Absanden, Abschalen, R\u00fcckwitterung und Risse. \u00dcber die Zusammensetzung der Bindemittelmatrix ist nach Literaturrecherchen bisher kaum etwas bekannt. Im Rahmen des beantragten Projektes soll nach M\u00f6glichkeiten zur Gef\u00fcgestabilisierung gesucht werden. Dabei sollen handels\u00fcbliche und speziell konditionierte Steinfestiger angewandt werden. Der Festigungserfolg soll durch physikalisch-chemische und mikroskopische Untersuchungsmethoden \u00fcberpr\u00fcft werden. Als Ziel ist geplant, dass nach Bestimmung einzelner repr\u00e4sentativer Gesteinsparameter ein erfolgversprechendes Steinfestigungsmittel dem Restaurator bzw. der ausf\u00fchrenden Baufirma empfohlen werden kann.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie bisherigen Untersuchungen an nichtwitterungsresistenten Raseneisensteinen ergaben keine kraftschl\u00fcssigen Verbindungen in der Bindemittelmatrix. Im Gegenteil zeigten die verwendeten handel\u00fcblichen Steinfestiger auf Kieselesterbasis ein extremes Schrumpfen im Porenraum. Nach Ermittlung der Zusammensetzung der Bindemittelmatrix, vor allem der Tongehalte und der verschiedenen Eisenanteile (Verh\u00e4ltnis des 2-wertigem zum 3-wertigem Eisen), der hygrischen und thermischen Eigenschaften, der Porosit\u00e4ten sowie Porenradienverteilungen an witterungs- und nichtwitterungsresistenten Raseneisensteinen sollen Steinfestiger entwickelt werden. Dabei sollen Steinfestiger auf Acrylat- und Polyurethanbasis in die Untersuchungen einbezogen werden. Die M\u00f6glichkeit einer chemischen Umwandlung reaktiver Eisenverbindungen in chemisch inerte Verbindungen soll ebenfalls \u00fcberpr\u00fcft werden. Die an Denkmalobjekten verbauten Raseneisensteine sollen per Augenschein, durch zerst\u00f6rungsfreie Untersuchungen (Ermittlung der E-Moduli und Wasseraufnahmekoeffizienten) bzw. schadensarme Untersuchungen (Bestimmung der Bohrh\u00e4rte) in Schadenskategorien eingeteilt werden. Nach der \u00dcberpr\u00fcfung des Festigungserfolges an Ausbauraseneisensteinen unterschiedlicher Schadenskategorien im Labor durch physikalisch-chemische und mikroskopische Untersuchungen sollen Musterfl\u00e4chen an Denkmalobjekten angelegt werden. Nach den Untersuchungen im Labor sollen repr\u00e4sentative Gesteinsparameter f\u00fcr zerst\u00f6rungsarme Untersuchungen am Objekt ausgew\u00e4hlt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es konnte der Raseneisenstein in seinen Materialeigenschaften charakterisiert werden. Es wurden die mineralogischen, geochemischen, chemischen und physikalisch-mechanischen Kennwerte des Raseneisensteines ermittelt. Die Kennwerte wurden zum Teil an Lesesteinen im Labor und zum Teil durch umfangreiche Messungen vor Ort ermittelt. Es zeigen sich \u00fcberall die schon makroskopisch erkennbaren erheblichen Unterschiede zwischen den Raseneisensteinen. Die Untersuchungen ergaben, dass sich Raseneisenstein grunds\u00e4tzlich in zwei unterschiedliche Variet\u00e4ten einteilen l\u00e4sst:
\nVariet\u00e4t A – eisensch\u00fcssiger Sandstein bzw. Ortstein
\nVariet\u00e4t B – Raseneisenstein-Konkretion
\nZum Schadensbild konnte festgestellt werden, dass das ferritische Bindemittel \u00fcberwiegend dicht und stabil ist. Es sind jedoch Bereiche vorhanden, die eine Mikroporosit\u00e4t im nm-Bereich aufweisen. Kennzeichnend f\u00fcr die gesch\u00e4digten Proben ist eine Rissbildung innerhalb des Bindemittels. Die Hauptsch\u00e4den vom Br\u00f6ckeln \u00fcber Schollen- und Schuppenbildung bis zur Bildung hohlliegender Schalen und die vereinzelt auftretende fl\u00e4chige R\u00fcckwitterung wurden klassifiziert und ihre einheitliche Ursache in der Mikrorissbildung, die schon bei der Bildung des Raseneisensteines entsteht, erkannt. Von den stark schwankenden physikalischen Eigenschaften ausgehend, nach optischen Gesichtspunkten und in Anlehnung an die Sandsteinpetrogafie wurde eine einheitliche Terminologie und Material- und Schadenskartierung der Raseneisensteine erarbeitet.
\nIn Laborversuchen wurden nach einer ersten Vorauswahl 10 Steinfestiger und Hydrophobierungsmittel n\u00e4her auf ihre Eignung zur Konsolidierung von Raseneisensteinen untersucht. Von diesen Mitteln kamen drei Favoriten bei einem ersten vor-Ort-Versuch zum Einsatz. Da aber der Restaurierungserfolg kaum nachweisbar war, wurde im Rahmen der zweiten Untersuchungskampagne die Technologie des Festi-gungsmitteleintrages vom einfachen Fluten zum Mehrfachfluten bzw. zur Infusionstr\u00e4nkung erfolgreich ver\u00e4ndert. Der Restaurierungserfolg wurde durch Messungen des Ultraschalls, des Bohrwiderstandes, der Wasseraufnahme, des Quellma\u00dfes, der Porenraumverteilung und durch mikroskopische Untersuchungen \u00fcberpr\u00fcft. Mittels Ultraschall- und Bohrwiderstandsmessungen konnte ein befriedigender Festigungserfolg ermittelt werden. Mikroskopisch war der Festiger nicht nachweisbar. Bei der Porenraumverteilung war der Anteil an Mikroporen geringer als vor der Festigung. Einen Einfluss auf die Wasseraufnahme hatte dies allerdings offenbar nicht.
\nParallel zu der Entwicklung geeigneter Steinfestiger, wurde versucht, Ersatzmaterialien aufzufinden. Nach den Recherchen befindet sich das einzig relevante Vorkommen von Raseneisensteinen in einer Kiesgrube im Wolfsdickicht in der N\u00e4he von Babben, Ldk. Elbe- Elster. Um diesen Raseneisenstein als Ersatzstein einbauen zu k\u00f6nnen, muss er vorher gefestigt werden. Nach Tr\u00e4nkungsversuchen mit einem elastifizierten Kieselester konnte eine Festigkeitssteigerung von ca. 50 % werden. Mikroskopisch konnte eine gleichm\u00e4\u00dfige Verteilung des Festigers nachgewiesen werden. Kleinere Mengen von Ersatzsteinen k\u00f6nnen von diesem Vorkommen bezogen werden und nach vorausgehender Festigung als Austauschsteine verbaut werden. Ebenfalls k\u00f6nnen kleinere Mengen des Raseneisensteines der Variet\u00e4t Konkretion von mehren gr\u00f6\u00dferen Lesesteinhaufen im Wald bei Babben als Austauschmaterial ohne vorhergehende Festigung benutzt werden.
\nZus\u00e4tzlich wurde eine Steinerg\u00e4nzungsmasse auf der Basis hydraulischer Bindemittel entwickelt. Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, E-Modul, Wasserdampfdiffusionswiderstand) der Steinerg\u00e4nzungsmasse liegen im Bereich des Raseneisensteins. Die Steinerg\u00e4nzungsmasse wurde mit der Fa. Rajasil entwickelt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Fr\u00fchjahr 2004 werden die Ergebnisse des Modellprojektes im Rahmen eines Arbeitsheftes des Brandenburgischen Landesamtes f\u00fcr Denkmalpflege ver\u00f6ffentlicht. Parallel dazu werden die Ergebnisse im Rahmen eines Potsdamer Kolloquiums zur Denkmalpflege in Zusammenarbeit mit der FH Potsdam, Bereich Restaurierung vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Eine Festigung des Raseneisensteines der Variet\u00e4t Ortstein ist gut und der Variet\u00e4t Konkretion bisher nur mit erheblichen Aufwand und mit m\u00e4\u00dfigem Erfolg m\u00f6glich. Als Austauschmaterial stehen Raseneisensteine sowohl der Ortsteinvariet\u00e4t (nach einer prophylaktischen Festigung) als auch der Variet\u00e4t Konkretionen in geringen Mengen zur Verf\u00fcgung. Eine Steinerg\u00e4nzungsmasse, die in ihren physikalischen Kennwerten und optischen Eigenschaften auf den Raseneisenstein eingestellt wurde, wurde entwickelt und ist im Handel \u00fcber die Fa. Rajasil erh\u00e4ltlich.
\nEin weiterer Forschungsschwerpunkt zum Schutz des abbr\u00f6ckelnden Raseneisensteines w\u00e4re das \u00dcberputzen mit Kalkm\u00f6rteln. Dazu sollen in Zusammenarbeit mit den Landes\u00e4mtern f\u00fcr Denkmalpflege Sachsen und Sachsen-Anhalt an der Dorfkirche Bataune Probefl\u00e4chen angelegt werden<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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