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Untersuchungen an Zementmörtelausbesserungen an einer historischen Sandsteinkirche in Lettland

abgeschlossen: 1997,
Ansprechpartner: Dipl.-Krist. Frank Schlütter

  Investigations of cement mortar repairs on a sandstone church in Latvia

  Von dem in seiner Bausubstanz stark geschädigten W-Portal der Kirche wurden Oberflächenproben von Gotlandsandsteinen und Ausbesserungsmörtel aus Zement, an denen noch wenig Sandsteinmaterial haftet, untersucht. Ziel der polarisations- und rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen war es, den Aufbau und die Zusammensetzung der abgeplatzten Mörtelschollen sowie das anhaftende Steinmaterials zu rekonstruieren und ihr Verwitterung im Vergleich zum Gotlandsandstein im Hinblick auf erforderliche Konservierungsmaßnahmen zu charakterisieren.
Der Gotlandsanstein ist oberflächlich durch Aerosolbestandteile stark verschmutzt. Überall, wo eine intensive Vergipsung der Oberflächenzone zu verzeichnen ist, weist der Sandstein starke Schäden im Mikrogefüge auf. Gips wirkt dabei zunächst stabilisierend auf das Korngefüge, wobei die Gipsbrücken aber eine deutlich geringere Festigkeit besitzen als der ursprüngliche Kornerband (clacitisch).
Die Ausbesserung setzen sich aus drei Lagen zusammen. Auf dem Gotlandsandstein wurde zunächst ein Zement aufgebracht. Seine Zusammensetzung sowie das Auftreten von Klinkerkörnern deuten auf einen Portlandzement hin. Die stark variierende Farbe der Klinkerkörner, insbesondere der eisenhaltige Verbindungen weisen auf eine inhomogene Temperaturverteilung beim Brennen hin, was für einen Schachtofenzement spricht. Eine dünne, darauf folgende Schlacketeilchenschicht diente der farblichen Anpassung des Zements an den Gotlanssandstein. Den Abschluß bildet eine nur noch in Relikten erhaltene Kalkschlämme.
Gegenüber der Oberflächenzone des Gotlandsandsteins sind die Veränderungen im Mikrogefüge der an dem Mörtel anhaftenden Gotlandsandsteins sehr viel stärker. Dies ist auf die sehr starre Zementauflage zurückzuführen. Die Vergipsung an der Oberfläche führte zu einer Herabsetzung der Wasseraufnahme.
Ablaufendes Wasser, das nach kruzer Zeit sulfatgesättigt war, drang insbeondere über Haarrisse oder aufgeplatzte Zementschollen ins vorgeschädigte Gotlandsandsteingefüge ein und breitete sich lateral aus. Dies führte zu einer verstärken Gipsanreicherung im Porengefüge. Die damit einhergehende Hinterfeuchtung und die durch die Oberflächenverdichtung in der Trocknungsphase behinderte Verdunstung haben Frostschäden nach sich gezogen.