Projekt 26476/02

Förderschwerpunkt: Langzeitkontrolle von Maßnahmen zur Beseitigung anthropogener Umweltschäden an bedeutenden Kulturdenkmälern – Untersuchungen im Regionalverbund West-Mitte

Projektträger

Institut für Steinkonservierung e. V.
Große Langgasse 29
55116 Mainz
Telefon: +49 6131 2016 500

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Denkmäler aus Naturstein sind trotz wesentlicher Verbesserungen bei der Luftreinhaltung immer noch gravierenden anthropogen verursachten Umweltbelastungen durch Feinstaub, Stickoxide, Ozon und Schwefeldioxid ausgesetzt. Die Schadstoffe sowie die natürlichen Witterungseinflüsse reduzieren auch die Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit von Konservierungsmaßnahmen, so dass immer kürzere Instand-setzungsintervalle erforderlich geworden sind. Regelmäßige Kontrolle und Wartung findet nur an sehr wenigen Baudenkmälern statt. Umso wichtiger werden fundierte Aussagen zur Dauerhaftigkeit von Steinkonservierungsmaßnahmen, um rechtzeitige Kontrollen und Pflegemaßnahmen einleiten zu können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAn acht Denkmalobjekten wurden Nachuntersuchungen zur Dauerhaftigkeit von Steinkonservierungsmaßnahmen durchgeführt. Die untersuchten Konservierungsmaßnehmen hatten eine Standzeit von 10 - 25 Jahren. In zwei Parallelprojekten wurden weitere Objekte untersucht, so dass insgesamt eine Datenbasis von 30 nachuntersuchten Objekten erarbeitet wurde.
An acht Denkmalobjekten wurden Nachuntersuchungen zur Dauerhaftigkeit von Steinkonservierungsmaßnahmen durchgeführt. Die untersuchten Konservierungsmaßnehmen hatten eine Standzeit von 10 - 25 Jahren. In zwei Parallelprojekten wurden weitere Objekte untersucht, so dass insgesamt eine Datenbasis von 30 nachuntersuchten Objekten erarbeitet wurde.
Wichtig war die Erarbeitung einer gemeinsamen Untersuchungsmethodik:
Um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, wurde zunächst eine Beschränkung auf eine Auswahl zerstörungsfreier und zerstörungsarmer Untersuchungsmethoden festgelegt. Dabei standen bewusst auch sehr einfache Untersuchungsmethoden im Fokus des Projektes, um den Weg für möglichst kostengünstige Nachuntersuchungen zu bereiten. Daneben wurden auch einige Messverfahren angewandt, die höheren apparativen Aufwand und entsprechende Erfahrung des Untersuchenden voraussetzen.
Möglichkeiten und Grenzen der Messmethoden wurden ausgelotet bzw. aufgrund von Erfahrungen und Literaturdaten beschrieben. Die Durchführung und die Auswertung der Messungen wurden vereinheitlicht und soweit als möglich wurden Bewertungskriterien erarbeitet.
Basierend auf diesen Untersuchungen wurde zunächst Zustand und Behandlungsbedarf für jedes einzelne Objekt bewertet. Im Anschluss wurde objektübergreifend die Dauerhaftigkeit verschiedener Konservierungsmittel


Ergebnisse und Diskussion

Die Nachuntersuchungen früherer Maßnahmen zur Konservierung und Restaurierung von Naturstein wurden an ca. 30 Objekten im Rahmen des Projektes von verschiedenen erfahrenen Restauratoren und Naturwissenschaftlern mit jeweils verschiedenen Kombinationen standardisierter Prüfmethoden durchgeführt.
Für die Überprüfung einer hydrophobierenden Imprägnierung wurde an den Objekten zumeist das Karstensche Prüfröhrchen, in Einzelfällen auch das Mirowski-Röhrchen eingesetzt. Hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der Maßnahme deutet sich eine direkte Abhängigkeit vom behandelten Gestein ab. Hauptsächlich kieselig gebundene Sandsteine weisen eine nachhaltigere Wirkung der ausgeführten Hydrophobierungen auf als vorwiegend tonig gebundene Materialien. Grünbewuchs als bekannte Folge einer Hydrophobierung konnte vereinzelt beobachtet werden.
An vielen der im Projekt nachuntersuchten Objekte waren Steinfestigungen mit Kieselsäureester vorgenommen worden. Ein Vergleich der Untersuchungsergebnisse ist nur eingeschränkt möglich, da viele Einflussfaktoren zu berücksichtigen sind. Bezüglich der Nachhaltigkeit der Maßnahmen zeigt sich trotz aller Streuung erwartungsgemäß eine Tendenz zu schlechteren Bewertungen, d. h. zum Nachlassen der Wirksamkeit mit zunehmendem Behandlungsalter. An den im Projekt untersuchten Denkmalobjekten wurde starkes Absanden in gefestigten Bereichen vor allem dort gefunden, wo bei der letzten Restaurierung keine Maßnahmen zur Reduzierung der damals schon vorliegenden Salzbelastungen vorgenommen wurden.
Auch die Acrylharzvolltränkung (AVT) fand im Rahmen des Projektes Berücksichtigung. Schäden an älteren Objekten ergeben sich aus damaligen Problemen des Verfahrens. Zur Bewertung der AVT wurden im Rahmen dieses Projekts sowohl Problemgesteine als auch Marmor herangezogen und mittels Ultraschall nachuntersucht. Als Ergebnis lässt sich festhalten, dass sich das Konservierungsverfahren an Marmorobjekten sehr gut bewährt hat. Das Verfahren führt zu sehr guten Festigkeitssteigerungen, die auch nach über 20 Jahren noch wirksam sind. Hinsichtlich toniger Sandsteine ist eine andere Entwicklung zu beobachten. Als Ergebnis lässt sich festhalten, dass die AVT zwar zu einer Festigkeitssteigerung des Sandsteins, aber auch zu intensiver Rissbildung geführt hat. Dies lässt das Konservierungsverfahren für diese Gesteinsart problematisch erscheinen.
Im Zuge von Konservierungs- und Restaurierungsarbeiten an steinernen Objekten spielen auch Steinergänzungsmaterialien eine entscheidende Rolle. Je nach Gesteinsart, Art und Umfang an Schäden sowie denkmalpflegerischer oder handwerklicher Vorgabe werden verschiedenartige Produkte eingesetzt. Unabhängig von der jeweiligen Rezeptur zeigt sich ein unterschiedliches Langzeitverhalten. Großflächig und dünn aufgezogene Ergänzungsmassen neigen aufgrund spannungsreicher und feuchtesperrender Materialeigenschaften zu Schadensbildern wie Hohlstellen und Rissen. Nicht selten kommt es durch zu dichte Steinergänzungsmörtel zu Folgeschäden durch Feuchte- und Salzverlagerung in angrenzende Steinbereiche. Eine Abhängigkeit von der Standzeit ist nicht erkennbar, zu individuell sind dabei Art und Weise der Applikation, Parameter von Stein und Mörtelrezeptur sowie objektspezifische Gegebenheiten.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Projektergebnisse wurden in dem beim Fraunhofer IRB-Verlag erschienenen Buch Leitfaden Naturstein-Monitoring publiziert. Darin werden die empfohlene Methodik und die Ergebnisse der Untersuchungen erläutert. Eine Präsentation von Buch und Projektergebnissen erfolgte im Rahmen einer stark frequentierten Fachtagung auf der DENKMAL 2010 in Leipzig (s. Projekt 28525-45).
Darüber hinaus wurde das Projekt auf einer eigenen Homepage präsentiert (www.naturstein-monitoring.de). Auf der Homepage werden die untersuchten Denkmalobjekte vorgestellt. Angaben zu den Objekten mit ihrer Restaurierungsgeschichte und eine Zusammenfassung der wichtigsten Untersuchungsergebnisse sind in Form kurzer Objektsteckbriefe auf der Homepage abrufbar.


Fazit

Naturstein-Monitoring ist in der Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege von besonderer Bedeutung. Für ein verlässliches Monitoring sind Untersuchungsverfahren zu empfehlen, deren Methodik und Auswertung standardisiert sind, die möglichst auch noch nach Jahrzehnten anwendbar sind und die möglichst ohne großen Aufwand durchgeführt werden können.
Naturstein-Monitoring liefert Aussagen zu:
o der Beständigkeit der Steinvarietäten in Abhängigkeit von Exposition und früherer Behandlung
o der Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit von Mitteln / Maßnahmen zur Konservierung und Restaurierung
o der material- und objektspezifische Definition von Wartungs- und Pflegezyklen zur langfristigen Substanzerhaltung und Kostenkontrolle
Neben materialrelevanten Aspekten und Aussagen zu Wartungsintervallen gibt es auch Effekte, die zur Kostenkontrolle der Bauunterhaltung sowie zur Kosteneinsparung beitragen können.
Ökonomische Bedeutung:
o die Feststellung von notwendigen u. die Vermeidung von unnötigen bzw. schädlichen Maßnahmen,
o die Früherkennung von Schadensprozessen,
o die Schadensvorsorge zur Vermeidung von Großschäden, deren Beseitigung weitaus mehr kostet, als die kontinuierliche Wartung und Pflege im Rahmen des Bauunterhalts.
Das Monitoring muss als Bestandteil der Bauunterhaltung betrachtet werden. Neben einer Prüfung unmittelbar nach einer Neubehandlung sollte die Effektivität der Maßnahme in regelmäßigen Abständen kontrolliert werden. Es wird empfohlen, die behandelten Bauteile zunächst im 5-jährigen Rhythmus zu begutachten. Ergeben sich kritische Befunde oder liegen besondere Problemgesteine vor, so können kürzere Untersuchungsintervalle oder vorgezogene Pflegema0nahmen notwendig werden. Das Monitoring soll an Referenzflächen unter Berücksichtigung der verschiedenen Expositionen und Gebäudesituationen erfolgen.