Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Um Denkm\u00e4ler aus Naturstein langzeitlich vor weiteren Sch\u00e4den durch Umwelteinschl\u00fcsse zu sch\u00fctzen, werden Konservierungsmittel eingesetzt, die definierbaren Anspr\u00fcchen gerecht werden m\u00fcssen. Von der Firma Jbach wurde hierzu ein Verfahren und ein Tr\u00e4nkungsmittel entwickelt, das die Vollkonservierung von Objekten aus Sandstein mit dem Festigungsmittel auf der Basis einer funktionellen Silankonsolidierung (FSK) erm\u00f6glicht. Die Durchtr\u00e4nkung von Natursteinen ist bisher mit den auf dem Markt vorhandenen Festigungsmitteln nicht m\u00f6glich. Ziel des Vorhabens ist, die Praxistauglichkeit des Verfahrens
\nunter Beweis zu stellen und gleichzeitig wichtige Vorinformationen zur Anwendung im denkmalpflege-rischen Bereich zu liefern.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenF\u00fcr die Untersuchungen wurden verwitterte Sandsteine mit unterschiedlichen petrophysikalischen Eigenschaften ausgew\u00e4hlt. F\u00fcr die Materialuntersuchungen wurde der Baumberger Sandstein, der Cottaer Sandstein, der Gr\u00fcne Mainsandstein und der Rote Mainsandstein eingesetzt.
\nVon den Gesteinen wurden dann ausgew\u00e4hlte petrographische und petrophysikalische Daten aufgenommen, um die Natursteine zu charakterisieren und damit die Basisdaten f\u00fcr die anschlie\u00dfende
\nBehandlung mit dem Festigungsmittel zu erhalten.
\nAls Methoden wurden die Rasterelektronenmikroskopie, die Durchlicht-Polarisationasmikroskopie, die R\u00f6ntgendiffraktometrie, die Porosimetrie, Rein- und Rohdichtebestimmung, die Luftpermeabilit\u00e4t, die Wasseraufnahme, der w-Wert, die hygrische und thermische Dehnung, die Druck- und Biegezugfestigkeit, das dyn. E-Modul und die Schalllaufzeit gemessen.
\nNach der Tr\u00e4nkung der Natursteine mit dem Festigungsmittel auf der Basis zweier funktioneller Silane, die aminfunktionalisierte und epoxidfunktionalisierte Komponenten enthalten, wurden die petrogra-
\nphischen Merkmale mit den oben genannten Methoden erneut bestimmt und ihre prozentuale Ver\u00e4nderungen gegen\u00fcber den Basisparametern ermittelt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Wie die Untersuchungsergebnisse zeigen, werden die Kennwerte der Sandsteine zum Teil signifikant ver\u00e4ndert. Bei den Druck- und Biegezugfestigkeiten kommt es zu einer deutlichen Verbesserung der Messwerte, w\u00e4hrend die E-Module, wie gew\u00fcnscht, geringere Anstiege aufwiesen. Bei zwei tonmineralhaltigen Sandsteinen, dem Cottaer Sandstein und dem Gr\u00fcnen Mainsandstein, wurde eine Verringerung der hygrischen Dehnung festgestellt. Der ebenfalls tonmineralhaltige Baumberger Sandstein und der Rote Mainsandstein zeigten diese Effekte nicht. Es kann vermutet werden, dass die Art der Tonminerale hierf\u00fcr verantwortlich ist.
\nAlle untersuchten Sandsteine zeigten bei der thermischen Dehnung nach der FSK-Behandlung nur geringe Messwertunterschiede.
\nMit Hilfe von REM-Aufnahmem an den D\u00fcnnschliffen behandelter Baumberger Sandsteine, bei denen das calcitische Bindemittel herauspr\u00e4pariert wurde, konnte ein Siloxanfilm mit einer Filmst\u00e4rke von < 1\u00b5m festgestellt werden. \nHervorgerufen durch die organischen Reste an den Polyorganosiloxanen des Festigungsmittels zeigten die Oberfl\u00e4chen der behandelten Pr\u00fcfk\u00f6rper eine mehr oder weniger stark ausgepr\u00e4gte Hydrophobie. Die im Projekt durchgef\u00fchrten Modellans\u00e4tze zur Verteilung des Festigungsmittels beruhen auf vereinfachten Annahmen, genauere Messwerte z. B. bei der Dichtebestimmung der Siloxanfilme k\u00f6nnten hier die Modellvorstellung verbessern und zu einem genaueren Ansatz zur Beurteilung der Verteilung des Festigungsmittels f\u00fchren.\nZusammenfassend l\u00e4sst sich feststellen, dass die untersuchte Silanmischung ein deutliches Potential f\u00fcr die Steinfestigung besitzt. Hierbei hat die Durchf\u00fchrung der FSK einen erheblichen Einfluss.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nDie im Abschlussbericht vorgestellten Untersuchungsergebnisse werden in der Zeitschrift f\u00fcr Angewandte Geologie (ZAG) ver\u00f6ffentlicht, um auf diese Weise die interessierte \u00d6ffentlichkeit zu informieren.\n\n\nFazit\n\nWie die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse zeigen, gestaltet sich die FSK-Behandlung der ausgew\u00e4hlten Testgesteine differenzierter als man urspr\u00fcnglich angenommen hatte. Es wird daher aus der Sicht der Arbeitsgruppe die Notwendigkeit gesehen, dass vor einer Umsetzung des\nVerfahrens in die Praxis noch einige Randbedingungen in der Verfahrensdurchf\u00fchrung optimiert werden. Diese Untersuchungen sollen dazu beitragen die im Laborma\u00dfstab erarbeiteten urs\u00e4chlichen Zusammenh\u00e4nge und Erkenntnisse statistisch zu untermauern und damit die \u00dcbertragung auf die Praxis zu verbessern. \nEs w\u00e4re daher sinnvoll, zur Absicherung der Ergebnisse, W\u00fcrfel der vier Testgesteine mit ca. 20 cm Kanten l\u00e4nge unter entsprechend ausgew\u00e4hlten Verfahrensbedingungen zu tr\u00e4nken und nach dem Reaktionsende in einem Raster Proben zu entnehmen, die dann mit den im Abschlussbericht beschriebenen Untersuchungsmethoden analysiert werden.\n\nAufbauend auf der Empfehlung, die Verteilung des Siloxanfilms im Porenraum zu kl\u00e4ren, hat die Firma Consolidas Kunst und Kulturgut GmbH erste Versuche mit verschiedenen Verfahrensparametern (Temperatur und Feuchte) bei und nach der FSK-Behandlung an einem fr\u00e4nkischen Dogger-Beta Sandstein durchgef\u00fchrt und mit Hilfe von Bohrwiderstandsmessungen \u00fcberpr\u00fcft. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Ausbildung einer Randzone bei Optimierung der Objektvor- und -nachbehandlung im Verlauf der FSK wahrscheinlich vermieden und ein ausgeglichenes Festigkeitsprofil erreicht werden kann. \n\nF\u00fcr das gesamte Verfahren ergibt sich hieraus die Notwendigkeit, dass die optimale Verteilung des Festigungsmittels im Porenraum in Abh\u00e4ngigkeit von verschiedenen Verfahrensschritten unbedingt vor einer Anwendung an einem Natursteindenkmal gekl\u00e4rt werden muss.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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