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Modellhafte Kalksteinkonservierung am stark umweltgeschädigten Westportal des Halberstädter Doms

gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), abgeschlossen: 2000
Ansprechpartner: Frank Schlütter

   Exemplary treatments to conserve environmentally damaged limestone at the western portal of the dome of Halberstadt
Limestone from the dome of Halberstadt was studied microscopically to get an overview of the typical damage forms. Stone strengtheners based on silic acid esters and casein were used on the limestone. The effect of those applications was checked microscopically. Until now neither of the two materials showed satisfying conservation results.

Kieselsäureester (KSE) an der Oberfläche einer Gipskruste. Das Festigungsmittel kann morphologisch durch die materialspezifischen Schwindrisse nachgewiesen werden. (REM-SE-Aufnahme)

Typisches Profil der Gipskruste über einer Hohlstelle (Blase): An der Außenseite (im Bild links) haben eng verwachsene Gipskristalle ein dichtes Gefüge gebildet. Dahinter befindet sich ein poröses, lockeres Gefüge aus überwiegend tafeligen Gipskristallen. (REM-RE-Aufnahme)

   Die filigranen Skulpturen und Ornamente des Halberstädter Doms weisen nach jahrzehntelanger Einwirkung von SO2 und Feuchtigkeit zum Teil gravierende Schäden auf. Durch oberflächliche bzw. oberflächennahe Umwandlungen von Calcit in Gips und die damit verbundene Volumenvergrößerung sind Schalen und Blasen entstanden. Im Rahmen des Projektes werden konservatorische Ansätze zur Behandlung der geschädigten Kalksteine entwickelt und an Testflächen erprobt.
Durch mikroskopische Untersuchungen konnten zunächst die Gefügeveränderungen innerhalb der Schalen und Blasen erkannt und detailliert beschrieben werden. Hieraus ließen sich Schlussfolgerungen auf die Entstehung bzw. Entwicklung der Schäden ziehen. Beispielsweise sind idiomorphe Gipskristallformen an den Schalenrückseiten und die Existenz von Algen ein Hinweis auf langanhaltende Durchfeuchtung hinter den Schalen. Weiterhin wurden durch die Beschreibung der Entfestigungsformen und die mikroskopische Bestimmung von Partikelabständen und Rissweiten wichtige Anforderungen an die Konservierungsmittel definiert.
Versuche zur strukturellen Festigung mürber Gefügebereiche wurden mit Kieselsäureester und mit Kalkkasein durchgeführt. Nach der Applikation an Testflächen wurde der Konservierungserfolg u.a. mikroskopisch untersucht.

Die mikroskopischen Untersuchungen haben deutlich gezeigt, dass die äußerst problematischen Schadensformen mit beiden Konservierungsmitteln zur Zeit noch nicht zufriedenstellend behandelt werden können. Trotz hoher Aufnahmeraten ist das Festigungsmittel nur sehr vereinzelt in den geschädigten Gefügen nachweisbar. Es muss angenommen werden, dass erhebliche Mengen in Rissen versickern. Durch fehlenden Kapillarzug des umgebenden, nur äußerst schwach saugenden Kalksteins werden die flüssigen Konservierungsmittel nicht ausreichend lange in den Gefügebereichen gehalten, in denen die Erhärtungsreaktionen stattfinden sollen.

Auch die Verwendung von Kalkasein zum Füllen von Hohlstellen bzw. Mürbzonen hat bislang noch nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen geführt. In der Hinterfüllmasse treten zahlreiche Schwindrisse auf. Eine kraftschlüssige Anbindung an die Gefügebestandteile ist nur in einzelnen mürben Bereichen mit geringen Partikelabständen nachweisbar. In breiteren Rissen sind häufig nur die Rissflanken stellenweise mit Kalkkasein bedeckt.
Schließlich wurde die mikrobiologische Verwertbarkeit des Kalkkasein bei pH-Werten von 12,7 und 7 untersucht. Hierzu wurden Materialproben auf entsprechenden Nährmedien mit Algen-, Bakterien- und Pilzsuspensionen angeimpft.
Die mikrobielle Kontamination der untersuchten Kalk-Casein-Gesteinsproben war bei einem hohen pH-Wert (12,7) relativ schwach ausgeprägt. Während chemoorganotrophe Bakterien in Form von Biofilmen nachgewiesen werden konnten, war ein Algen- und Pilzwachstum nur punktuell feststellbar. Auch eine Absenkung des pH-Wertes in den neutralen Bereich (pH 7) hatte kein verstärktes Wachstum von Pilzen oder Bakterien zur Folge.

Veröffentlichung zu diesem Projekt:
"Dom zu Halberstadt - Mikroskopische Untersuchungen an Testflächen" [PDF] (6,1 MB)
Ein Gesamtbericht dieses Gemeinschaftsprojektes ist unter www.domschatz-halberstadt.de veröffentlicht!