Forschungsprojekte
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Erforschung und Erhaltung historischer Putze und Mörtel im Hinblick auf Umweltschäden

gefördert durch Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU). abgeschlossen: 1997

Viele historische Mörtel sind in ihrem Bestand gefährdet. Analog der Schadensentwicklung an Naturwerksteinfassaden kommt den Luftschadstoffen dabei große Bedeutung zu. Das Forschungsprojekt zielte auf eine naturwissenschaftliche Untersuchung der Umwelteinflüsse auf den Mörtelzerfall romanischer Feldsteinkirchen in Brandenburg. Dazu wurden Objekte im Elbe-Elster-Kreis, der in der Vergangenheit durch eine hohe Schadstoffbelastung der Luft charakterisiert war, mit ausgewählten Objekten in der Uckermark und Prignitz verglichen, die eine geringe Luftverschmutzung aufwiesen. Voraussetzung für die Untersuchung war eine restauratorische Bestandsaufnahme der einzelnen Objekte, worin eine Erforschung der Baugeschichte und eine Rekonstruktion der Putzstratigraphie enthalten war. Die naturwissenschaftlichen Untersuchungen gliederten sich in die klassische Mörtelanalytik (z.B. Bindemittelart, -gehalt, Zuschlagstoffgehalt, Sieblinie, Porosität und Porenradienverteilung, Wasseraufnahme, E-Modul) sowie mikroskopische Material- und Gefügeanalysen, die von der MPA Bremen durchgeführt werden.
Mit dem Polarisationsmikroskop wurde sowohl die qualitative als auch die quantitative Zusammensetzung ermittelt. Insbesondere der bauwerksübergreifende Vergleich machte deutlich, wie wichtig es ist, auch die quantitative Zusammensetzung mit mikroskopischen Methoden zu bestimmen. Hervorzuheben sei nur der unterschieldliche Gehalt an Kalkspatzen sowie Kalkstein- und/oder Kalksteinbruchstücken im Zuschlag. Mit herkömmlichen Methoden der klassischen Mörtelanalyse (Naßchemie, auch RFA) werden diese Komponenten nicht erkannt und fälschlicherweise dem Bindemittel zugerechnet, obgleich solche Kenntnisse für eine Nachstellung unentbehrlich sind.
Bei den Zuschlägen der mittelalterlichen Kalkmörtel handelt es sich jeweils um die lokalen eiszeitlichen Sande. Der Feinanteil ist stets noch vorhanden. Im bauwerksübergreifenden Vergleich sind die Unterschiede des Zuschlags von Bauwerk zu Bauwerk im allgemeinen größer als zwischen den einzelnen Bauphasen eines Bauwerks. Der Anteil an karbonatischen Zuschlagkörnern beträgt 12 Vol.% und schwankt in der Uckermark und Prignitz sehr stark. Im Elbe-Elsterkreis mit den etwas älteren und zumeist entkalkten eiszeitlichen Sedimenten fehlt ein nennenswerter Kalkgehalt im Zuschlag.
Generell wiesen die Kirchen im Elbe-Elsterkreis eine höhere Gipsbelastung auf, was mit der höheren SO2-Belastung der Luft einhergeht. Der Gips ersetzt das karbonatische Bindemittel häufig bis in mehrere Millimeter Tiefe und steuert den oberflächennahen Zerfall des Mörtels (Abschuppen). Die Hauptschäden and den untersuchten Mörteln der Kirchen in Brandenburg stellten allerdings Risse dar, die den Putz- oder Fugenmörtel bis in 32 cm Tiefe durchsetzen können. Die mikroskopischen Gefügemerkmale deuten auf Frost-/Tauwechselschäden hin. Die Intensität ist häufig expositionsabhängig. Die Vorzugsrichtung variiert aber bei den einzelnen Objekten, was auch in Zukunft stets objektspezifische Untersuchungen erforderlich machen wird.

 

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