Projekt 21627/01

Beseitigung umweltbedingter Schadstoffanreicherungen auf wertvollen Architekturteilen und Bauzierelementen aus Terrakotta an der Neuen Orangerie im Park Potsdam – Sanssouci (UNESCO Weltkulturerbe), Brandenburg

Projektträger

Stiftung Preußische Schlösser und Gärten (SPSG) Berlin-Brandenburg
Allee nach Sanssouci 5
14471 Potsdam
Telefon: 0331/9694-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Terrakotten der zweiten Hälfte des 19. und des beginnenden 20. Jahrhunderts stellen ein weit verbreitetes keramisches Material dar, aus dem baugebundene Architekturzierteile wie auch freistehende Elemente (Skulpturen, Vasen, Brunnen etc.) hergestellt wurden. Auf deren Oberflächen haben sich umweltbedingt mikrokristalline und amorphe Beläge gebildet, die zu physikalischen und chemischen Schadensprozessen führen. Die substanzschonende Ausdünnung dieser Beläge mit geeigneten, im Rahmen des Pro-jektes herauszuarbeitenden Technologien war Hauptaufgabe des Vorhabens. Gleichzeitig sollten wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt werden, die KMU´s den Einsatz der Verfahren erleichtern.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenProjektgegenstand sind Verfahrensentwicklungen - verallgemeinerbar - zur Reinigung von Terrakottaoberflächen am Beispiel des großen Terrakottaamphorenprogrammes der Neuen Orangerie im Park-Sanssouci (entstanden 1860). Das Vorhaben umfasst folgende Bestandteile:
- Erfassung und Systematisierung der Umweltschäden an Terrakottaobjekten der Parkbereiche Sanssouci und Babelsberg- Archivrecherche zur Entstehungs- und Restaurierungsgeschichte der Amphoren Neuen Orangerie
- Materialkundliche und bauklimatische Untersuchungen der Schäden, vor allem Licht- und Elektronenmikroskopie, physikalisch-chemische Eigenschaften von Oberfläche und Scherben
- Technologische Untersuchungen (Verfahrens- und Parametervergleich) zur Reinigungsproblematik und Optimierung flankierender Restaurierungsmaßnahmen an§ In-situ-Objekten (Neue Orangerie und Vergleichsobjekte)
§ Depotstücken (demontierte oder geborgene, eingelagerte Objekte)
§ geeigneten Ersatzmaterialien in Form einfacherer keramischer Objekte, wie spezieller Formziegel und anderweitig keramtechnisch vergleichbarer Objekte
- Komplexe Auswertung aller Erhebungen unter den Gesichtspunkten substanzschonender Reinigungsverfahren und -parameter sowie Aspekten der Wirtschaftlichkeit
- Modellhafte Umsetzung der Ergebnisse durch Teilrestaurierungen und Restaurierungen von in-situ- und Einzelobjekten der Neuen Orangerie sowie geeigneter Referenzobjekte


Ergebnisse und Diskussion

Die dunklen, meist filmartigen Auflagerungen (gültig hier für Neue Orangerie, steinzeugähnliche Terrakotta!) sind silikatisch gebunden und enthalten - entgegen den Erwartungen - ebenso wenig Gips wie das oberflächennahe Gefüge: Sie gehören demnach zum Typ der thin black layers, mit amorpher Kieselsäure als Bindemittel; Schwärzung beruht auf Art und Menge enthaltner Partikel aus Oxiden+ Hydroxiden+ Sulfiden der Elemente: Fe, Pb, Zn, Ti, V, Cl, S, P die überwiegend durch Umwelteinflüsse eingetragen wurden.
Untersucht wurden primär das trocken-abrasive Mikrotrockenstrahlverfahren und das feucht-abrasive Rotationsstrahlverfahren JOS mit Piccolodüse. Als Strahlmittel kamen Edelkorund, Glasbruch und Glaskugeln in verschiedenen Korngrößen, Granatsand, Bodenkalk, Steinpudermehl, Hohlglaskugeln sowie ein Weichstrahlmittel zum Einsatz. Die Strahldrücke betrugen meist 0,5 und 1 bar. Zusätzlich wurde der Effekt verschiedener Vorbefeuchtungsvarianten bei nachfolgender Partikelstrahlreinigung mit dem JOS-Verfahren gestestet und Reinigungsversuche mit Laserstrahlung.
Messungen von kapillarer Wasseraufnahme und Luftpermeabilität zum Nachweis der physikalischen Reinigungswirkung erwiesen sich als nicht aussagekräftig, da keine Veränderungen an den dichten keramischen Oberflächen nachgewiesen werden konnten. Zur Feststellung reinigungsbedingter Schäden wur-den die Musterflächen auflichtmikroskopisch untersucht, die Phänomene katalogisiert und in drei Kategorien mechanisch empfindlicher Merkmale als mikroskopische Schadensindikatoren definiert. Es zeigte sich, dass das Ausmaß mechanischer Schäden an der Oberfläche mittels auflichtmikroskopischer Untersuchungen der gereinigten Flächen nur unzureichend festzustellen ist. Erst die fotografische Dokumentation ausschnittgleicher mikroskopischer Befunde vor und nach einer Reinigung ermöglichte eine zuverlässige und differenzierte Beurteilung des Schädigungsgrades.
Es wurden nachfolgend Kriterien zur Bewertung der ästhetischen Reinigungswirkung mit bloßem Auge (Reinigungsintensität, Gleichmäßigkeit und Verletzungen der Oberfläche) und des Schädigungsgrades im mikroskopischen Maßstab (Kraterränder, Quarzkornumgebungen, aufstehende Körner) sowie Bewer-tungsstufen und Bewertungsmaßstäbe definiert. Damit stehen zwei Bewertungsalternativen zur Verfügung: Das erste System beruht auf einer fein abgestuften qualitativen Bewertung mikroskopisch nach-weisbarer Oberflächenveränderungen anhand von jeweils ca. 8 mikroskopischen Bildpaaren. Das zweite System gruppiert sämtliche Oberflächenphänomene einer größeren Anzahl von ca. 20 Mikrofotopaaren in die beiden Kategorien eindeutig verändert oder nicht verändert oder nicht eindeutig verändert. Die Auswertung erfolgt rein statistisch und wird als Prozentsatz der Veränderungen gegenüber dem ungerei-nigten Zustand ausgewiesen.
Einige Strahlmittel bewirken bei schlechter Reinigungswirkung eklatante Beschädigungen der keramischen Oberflächen trotz der geringen Strahldrücke (Glasbruch 54, Glasperlen 6, Weichstrahlmittel S). Weitere Strahlmittel verursachen bei guter oder ausreichender Reinigungswirkung nicht akzeptable Schäden, die sich bereits bei einfacher mikroskopischer Betrachtung feststellen lassen (Glasperlen 9, Glasbruch 100). Das Schädigungspotential weiterer Strahlgüter wird dagegen erst durch den Vergleich von Mikrofotos von Vor- und Nachzustand offenbar. Zu dieser Gruppe gehören Bodenkalk, Hohlglasku-geln S 22 und Granatsand. Mit Edelkorund 1200 können bei Strahldrücken von 1 und 1,5 bar gute bis ak-zeptable Reinigungsergebnisse bei vergleichsweise sehr geringem Schädigungsgrad erzielt werden, je-doch ist die benötigte Reinigungsdauer wirtschaftlich nicht tragbar. Mit Edelkorund 600 können auf bei-den Substraten mit trocken- wie feucht-abrasivem Strahlverfahren bei akzeptablem Zeitaufwand durch-weg positive Ergebnisse hinsichtlich Reinigungswirkung und Schadensarmut erzielt werden. Steinpuder-mehl wurde letztlich, auch aufgrund der guten Steuerbarkeit von Intensität und Gleichmäßigkeit des Reinigungsergebnisses, als Trockenstrahlmittel empfohlen und bereits an mehreren Amphoren praktisch eingesetzt.
Das Laserstrahlverfahren ermöglicht bei gut angepassten Parametern eine schädigungsfreie Reinigung. Da eine breitere Anwendung dieses Verfahrens aus Kostengründen häufiger nicht in Frage kommt, ist es um so wichtiger, Kombinationen anderer Reinigungsverfahren, Reinigungsmittel und Verfahrensparametern auszuwählen, die unerwünschte Veränderungen der Objektoberfläche nur im geringsten Ausmaß hervorrufen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

- Abschlusstagung Schloß Lindstedt, 04.Juli 2006
- Ausstellung Freiplastiken aus Terrakotta - ein Forschungsprojekt hilft bei der Erhaltung einer kostbaren Gartenstaffage, Ausstellungsinsel in Neuer Orangerie Sanssouci mit Reinigungsexponaten und Begleittexten im Rahmen der großen SPSG-Ausstellung Eisen, Stein und Marmor bricht


Fazit

- Spezielle, mikrofotografische Dokumentation deckungsgleicher Objektausschnitte von Probereinigungen eröffnet neue Dimension der Verfahrensbewertung.
- Entwicklung von reproduzierbaren, praxistauglichen Bewertungsmethoden zur Qualitätskontrolle von Reinigungsmaßnahmen.