Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Vorrangiges Projektziel war die Entwicklung von problemangepassten Sanierungsstrategien f\u00fcr die am Marmorpalais in Potsdam gesch\u00e4digten Bauteile aus Marmor. Grundlage daf\u00fcr sollte eine detaillierte Materialcharakterisierung sowohl von ausgebauten, langzeitexponierten Originalteilen als auch von bruchfrischen Referenzproben sein.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt war der Zielsetzung entsprechend in zwei Projektstufen gegliedert. Die erste Stufe beinhaltete eine detaillierte Materialcharakterisierung der verbauten Marmortypen und bruchfrischer Referenzproben mittels gef\u00fcgekundlicher, petrographischer und petrophysikalischer Untersuchungen. Auf Grundlage der so gewonnenen Ergebnisse wurden dann f\u00fcr die zweite Projektstufe die Konservierungsexperimente im Labor und vor Ort materialangepasst ausgerichtet. Die nachfolgend aufgef\u00fchrten Projektschritte V1-V8 wurden durchgef\u00fchrt:
\nV1: Auswertung vorhandener Untersuchungsberichte und Unterlagen \u00fcber bereits durchgef\u00fchrte Sanierungen und deren Ergebnisse.
\nV2: Mineralogische Untersuchungen
\n-Durchlichtpolarisationsmikroskopie,
\n-optische Kathodolumineszensmikroskopie,
\n-Rasterelektronenmikroskopie in Verbindung mit Kathodolumineszenz;
\nV3: Gef\u00fcgekundliche Untersuchungen
\n-Mikrostrukturelle Untersuchungen (Beschreibung des Korn-zu-Korn-Gef\u00fcges)
\n-Texturanalyse mittels R\u00f6ntgen-, Neutronen- oder Elektronenbeugung,
\n-Bildanalytische Auswertung zur Quantifizierung von Korngr\u00f6\u00dfen und Formregelungen,
\n-Untersuchung des Mikrobruchgef\u00fcges mittels U-Tisch Mikroskopie.
\nV4: Petrophysikalische und bruchmechanische Untersuchungen
\n-Bestimmung von Porosit\u00e4ten, Porenradienverteilungen und Inneren Oberfl\u00e4chen,
\n-Experimentelle Bestimmung verschiedener richtungsabh\u00e4ngiger Materialkennwerte (P- und S-Wellengeschwindigkeiten, W\u00e4rmeausdehnung und -leitf\u00e4higkeit, Druck-, Zugfestigkeit).
\nV5: Modellrechnungen
\n-Ableitung der Poisson-Verh\u00e4ltnisse (Vp\/Vs) zur lithologischen Charakterisierung stofflich unterschiedlich zusammengesetzter Marmortypen,
\n-Experimentelle Quantifizierung von Rissporosit\u00e4ten durch die druckabh\u00e4ngige Bestimmung der elastischen Eigenschaften (Vp, Vs). Dabei wurde die Kompressionswellengeschwindigkeit an Kugelproben in 100 Richtungen und Drucken bis 200 MPa analysiert, -Modellierung richtungsabh\u00e4ngiger petrophysikalischer Eigenschaften auf der Basis quantifizierter Gesteinsgef\u00fcge.
\nV6: Formulierung der Anforderungen an die Sanierung\/Konservierung auf der Grundlage einer in sich schl\u00fcssigen Beschreibung des Gesteinszustandes
\nV7: Auswahl\/Entwicklung von Steinkonservierungsverfahren im Laborma\u00dfstab
\n-Versuche mit verschiedenen Reaktionsharzen.
\n-Einsatz verschiedener Applikationstechniken
\nV8: Bewertung von steinkonservierenden Ma\u00dfnahmen durch den Vergleich von bruchfrischen und konservierten bzw. nicht konservierten langzeitexponierten Gesteinsproben.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Aufgrund der Ergebnisse ist davon auszugehen, dass die unterschiedlichen Verwitterungsarten von Marmor (z.B. Absandung, Ausbr\u00fcche) durch Kombination bestimmter Korngef\u00fcge und Texturen spezifisch ausgel\u00f6st und gesteuert werden. Da die untersuchten Proben ein weites Spektrum von Gef\u00fcgekombinationen aufweisen, waren die am Marmorpalais in Potsdam verbauten Marmortypen f\u00fcr die detaillierten Untersuchungen sehr gut geeignet.
\nDie Untersuchungen haben gezeigt, dass die bevorzugte Ausbildung von Risssystemen in Marmor nur in wenigen F\u00e4llen makroskopischen Vorzeichnungen (z.B. Foliation) folgt sondern vielmehr durch das Gesteinsmikrogef\u00fcge kontrolliert wird. Dies bedeutet das eine makroskopische Schadensanalyse nur in Verbindung mit mikroskopischen Gef\u00fcgeuntersuchungen zur Kl\u00e4rung der realen Sch\u00e4digung und der steuernden Prozesse f\u00fchren kann. Hierbei ist es insbesondere f\u00fcr die Interpretation der Schadensdiagnostik mittels Ultraschall notwendig die durch intrinsische (Texturen) und extrinsische (durch die Verwitterung erzeugte Risssysteme) Eigenschaften erzeugten Anisotropien im Gestein zu kennen. Eine auf dieser Basis erstellte Diagnostik der Sch\u00e4den stellt eine gute Grundlage f\u00fcr die Entwicklung problem-angepasster Sanierungsstrategien f\u00fcr umweltgesch\u00e4digte Kulturg\u00fcter aus Marmor dar.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Forschungsprojektes wurden in verschiedenen Schriftenreihen ver\u00f6ffentlicht.
\nI Marble as a natural building stone: rock fabric, physical and mechanical properties von S.Siegesmund, T. Weiss, A. Vollbrecht & K. Ullemeyer, Z.dt.Geol. Ges. 150\/2: 237-257.
\nII Microfabric of fresh and weathered marbles: Implications and consequences for the reconstruction of the Marmorpalais Potsdam von T.Weiss, B.Leiss, H. Oppermann und S.Siegesmund, Z. dt Geol. Ges. 150\/2 313-332.
\nIII Die Schadensanalyse von Naturwerksteinen mittels Ultraschalldiagnostik: M\u00f6glichkeiten und Grenzen von H. D\u00fcrrast, S. Siegesmund und M. Prasad Z. dt. Geol. Ges. 150\/2 359-374.
\nIV Control of marble weathering by thermal expansion and rock fabrics von S. SIEGESMUND, T. WEISS & E.K. TSCHEGG, Proceedings of the 9th Int. Conf. on Deterioration and Conservation of Stone, Venice 2000, Elsevier.
\nV The relationship between deterioration, fabric, velocity and porosity constraint von T.WEISS, S.SIEGESMUND & P.N.J. RASOLOFOSAON, Proceedings of the 9th Int. Conf. on Deterioration and Conservation of Stone, Venice 2000, Elsevier.
\nVI Deterioration characteristics of columns from the Marmorpalais Potsdam (Germany) by ultrasonic tomography von S.SIEGESMUND, C.PRETZSCHNER, J.R\u00dcDRICH, H.LINDNER, T. WEISS, I. RICHTER, D.RICHTER UND M. WOYDE, Proceedings of the 9th Int. Conf. on Deterioration and Conservation of Stone, Venice 2000, Elsevier.
\nVII Physical weathering of marbles caused by anisotropic thermal expansion von S. Siegesmund, K. Ullemeyer, T. Weiss & E.K. Tschegg, Int. J. Earth Sci. (2000) 89:170-182.
\nVIII Deterioration characteristics of marbles from the Marmorpalais Potsdam (Germany): a compilation von J. RUEDRICH, T. WEISS & S. SIEGESMUND, Z. dt. Geol. Ges., in press.
\nIX Marble columns and their state of weathering: structural evidence and ultrasonic tomography von J. RUEDRICH, S. SIEGESMUND & D. RICHTER, Z. dt. Geol. Ges., in press.
\nX Schadensanalyse von Architekturteilen am Marmorpalais Potsdam von S. SIEGESMUND, T. WEISS & J. RUEDRICH, Naturstein Ausgabe 5\/2001.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass neben der Exposition und den klimatischen Einfl\u00fcssen vor allem das interne Gef\u00fcge die Verwitterung der untersuchten Marmortypen steuert. Die detaillierte Kenntnis der prim\u00e4ren Eigenschaften des Gesteins sowie der durch die Verwitterung entwickelten materialspezifischen Schadensph\u00e4nomene sind sowohl f\u00fcr die Schadensdiagnostik zu ber\u00fccksichtigen um Fehldeutungen zu vermeiden als auch grunds\u00e4tzlich notwendig um gesteinsspezifische Sanierungskonzepte zu erarbeiten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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