Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Projektes war die qualitative und quantitative Kl\u00e4rung des Versagensph\u00e4nomens der Stein-M\u00f6rtel-Stein-Verbindung f\u00fcr S\u00e4chsischen Sandstein unter Witterungseinfl\u00fcssen und Umweltbelastung, um eine gr\u00f6\u00dfere Dauerhaftigkeit der steinsichtigen Fassadenbereiche beim Wiederaufbau der Frauenkirche Dresden zu erreichen. Die Ergebnisse sollten unmittelbar in die Erhaltung der stehengebliebenen Ruinenteile sowie beim Einsatz von geborgenem und bruchfrischem Sandsteinmaterial einflie\u00dfen. Die Entwicklung von optimierten M\u00f6rtelrezepturen stand dabei im Mittelpunkt der Analysen. Neben Auswahlkriterien f\u00fcr geeignetes Steinmaterial wurden Hinweise zur Verarbeitung und Ausf\u00fchrung von Sandsteinsichtmauerwerk aufgestellt. Die Ergebnisse sind allgemein auch bei anderen Sanierungsaufgaben anwendbar.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufbauend auf einer umfangreichen Analyse des Wissensstandes zur Problematik wurden die einzelnen Arbeitsschritte und die notwendigen experimentellen und theoretischen Untersuchungen durchgef\u00fchrt. Dabei wurde der Nachstellung von Umwelteinfl\u00fcssen einschlie\u00dflich m\u00f6glicher Schadstoffbelastungen besonderes Augenmerk geschenkt. Die kritischen Bauwerksbereiche wurden hinsichtlich der real auftretenden Bauwerks- und Klimaverh\u00e4ltnisse untersucht. Die entscheidenden Belastungen des Stein-M\u00f6rtel-Stein-Verbundes sind: Eigenspannungszust\u00e4nde infolge thermischer, hygrischer, thermisch-hygrischer und mechanischer Beanspruchung. Dar\u00fcber hinaus erfolgte die Analyse der Schadstoffwirkung beim Transportprozess des Wassers in die Fuge, durch den Stein und bei der anschlie\u00dfenden Verdunstung. Durch baustoffliche Analysen an ausgew\u00e4hlten M\u00f6rtelrezepturen und geeignetem Steinmaterial wurde der Versuchsablauf vorbereitet. Dabei konnten die entscheidenden Materialparameter herausgearbeitet werden. Mit numerischen Berechnungen und Parameterstudien wurden die ablaufenden thermisch-hygrischen und mechanischen Prozesse wirklichkeitsnah abgebildet und sp\u00e4ter mit den Versuchsergebnissen abgeglichen. Durch Kleinversuche wurden die herausgearbeiteten Zusammenh\u00e4nge an Zwei- und Viersteink\u00f6rpern experimentell unter Ansatz realer Umwelteinfl\u00fcsse in einer Klimakammer best\u00e4tigt und die theoretische Nachstellung anschlie\u00dfend kalibriert. Weitere Parameterstudien rundeten die Gesamtergebnisse ab. Zum Schluss erfolgte eine Zusammenfassung der theoretischen und experimentellen Ergebnisse. Ein optimierter M\u00f6rtel konnte vorgeschlagen und Kriterien f\u00fcr die Auswahl geeigneten Sandsteins formuliert werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Frauenkirche ist ein weithin sichtbares Bauwerk, das entscheidend das Erscheinungsbild der Stadt Dresden pr\u00e4gt. Aufgrund ihrer exponierten Lage ist die steinsichtige Kuppel ausgesprochen intensiven Witterungseinfl\u00fcssen ausgesetzt. Vor diesem Hintergrund kommt der Auswahl besonders dauerhafter Baustoffe sowie der Entwicklung geeigneter Konstruktionsvarianten und -details eine besondere Bedeutung zu. Die im Rahmen dieses Forschungsprojektes behandelte Problematik erwies sich als ausgesprochen komplex und die zu l\u00f6senden Probleme als vielschichtig. Dabei mussten neben den besonderen Eigenschaften der verschiedenen s\u00e4chsischen Sandsteine denkmalpflegerische Gesichtspunkte sowie Aspekte des Versetzens der Sandsteine ber\u00fccksichtigt werden.Nach eingehenden Untersuchungen stellte sich heraus, dass eine Verwendung von Postaer Sandstein in Kuppeldeckschicht und Hintermauerung ohne eine zus\u00e4tzliche Abdichtung bei ung\u00fcnstigen Witterungsbedingungen zu einer starken Durchfeuchtung des Kuppelmauerwerks f\u00fchrt. Im Rahmen zus\u00e4tzlicher Untersuchungen hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung des Reinhardtsdorfer Sandsteins eine Verbesserung des feuchtetechnischen Verhaltens der Kuppelkonstruktion erzielt wird. Im Hinblick auf die Verwitterungsbest\u00e4ndigkeit ist jedoch die Kuppelausf\u00fchrungsvariante, welche die Verwendung des Postaer Sandsteins M\u00fchlleite\/Eisenhaltige Bank in der Deckschicht der Kuppel und den Reinhardtsdorfer Sandstein in der Hintermauerung vorsieht, gegen\u00fcber der Variante ausschlie\u00dflich aus Reinhardtsdorfer Sandstein als wesentlich g\u00fcnstiger zu bewerten. Es wurde vorgeschlagen, dass die Deckschicht aus dem dauerhafteren Sandstein M\u00fchlleite in allen Bereichen der Kuppel eine Mindestdicke von 30 cm aufweisen sollte. Damit ist der frostempfindlichere Reinhardtsdorfer Sandstein in ausreichendem Ma\u00dfe gesch\u00fctzt.Die Ergebnisse der Untersuchungen an den patinierten Altsteinen lassen darauf schlie\u00dfen, dass die Patina den Diffusionstransport nicht signifikant beeinflusst, w\u00e4hrend die kapillare Wasseraufnahme gegen\u00fcber dem unpatinierten Gestein deutlich reduziert wird. Diese Eigenschaften sind grunds\u00e4tzlich als positiv zu bewerten, da durch den Einfluss der Patina das Eindringen der Feuchtigkeit erschwert, das Austrocknen des durchfeuchteten Gesteins jedoch kaum beeintr\u00e4chtigt wird.
\nAls Ergebnis der M\u00f6rteluntersuchungen bzw. der M\u00f6rteloptimierung liegen im Vergleich zu den jeweiligen Ausgangsrezepturen neu entwickelte Verguss- sowie Verfugm\u00f6rtelmischungen mit erheblich verbesserten Materialeigenschaften vor. Durch den Einsatz dieser optimierten M\u00f6rtel kann die Gefahr der Rissbildung insbesondere an den Fugenflanken wesentlich reduziert werden.Die f\u00fcr den Einsatz in der Kuppeldeckschicht entwickelten Verguss- und Verfugm\u00f6rtel sind das Ergebnis einer Optimierungsaufgabe, bei der die unterschiedlichsten Anforderungen an den Fugenf\u00fcllstoff miteinander in Einklang gebracht werden mussten. Bei den M\u00f6rteln handelt es sich um verwitterungsunanf\u00e4llige und dauerhafte Fugenf\u00fcllstoffe, die in Verbindung mit den Sandsteinvariet\u00e4ten M\u00fchlleite, Eisenhaltige Bank in der Kuppeldeckschicht sowie Reinhardtsdorf in der Hintermauerung eine sehr dauerhafte Kuppelausf\u00fchrungsvariante darstellen. Die im Rahmen der M\u00f6rtelentwicklung gewonnenen Erkenntnisse tragen somit zur Schadensminimierung bei und k\u00f6nnen auch auf \u00e4hnlich gelagerte Anwendungsf\u00e4lle angewendet werden. Das Zeitintervall bis zur Notwendigkeit der Durchf\u00fchrung von Instandhaltungsarbeiten wird somit wesentlich verl\u00e4ngert. Die Ergebnisse des Projektes stellen einen wesentlichen wissenschaftlichen Beitrag zur L\u00f6sung des Problems des Versagens der Stein-M\u00f6rtel-Stein-Verbindung dar, die modellhaft in den Wiederaufbau der Frauenkirche einflie\u00dfen. Gleichzeitig konnte damit eine Basis f\u00fcr weitere, vertiefende wissenschaftliche Arbeiten zur Problematik geschaffen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des gef\u00f6rderten Projektvorhabens wurden entsprechend den Regeln der DBU aufbereitet. Die Daten werden an das IRB Stuttgart und das Hornemann-Institut Hildesheim zur Gew\u00e4hrleistung einer breiten Nutzung durch die Fach\u00f6ffentlichkeit und interessierte Leser weitergegeben.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Ergebnis der Projektbearbeitung liegen auf der Grundlage wissenschaftlich fundierter Untersuchungen Rezepturen f\u00fcr optimierte Fugenf\u00fcllstoffe vor, die im Zusammenspiel mit ausgew\u00e4hlten Sandsteinvariet\u00e4ten eine dauerhafte Konstruktion f\u00fcr die Hauptkuppelau\u00dfenschale der Frauenkirche zu Dresden gew\u00e4hrleisten. Die gesammelten Erfahrungen erm\u00f6glichen \u00fcber das Vorhaben hinaus eine breite Anwendung des Wissens bei der Vorbeugung bzw. Beseitigung von Umweltsch\u00e4den an historischen Bauwerken auch im Sinne der Ressourcenschonung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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