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Bewahrung wertvoller Kulturgüter aus Raseneisenstein vor negativen Umwelteinflüssen

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

   Protection of valuable cultural assets built of bog iron against environmentally induced damages
Corroded bog iron from the village church of Lindena was treated with silic acid esters and Paraloid without success. Minor absorbing abilities of the bog iron binder matrix seem to be one reason as shown by microscopy. The stone strengtheners were seeping away into the pore and fissure system of the bog iron without any effect rather than forming stabilizing hydrates.

  

Paraloidfäden an der Oberfläche eines gefestigten Raseneisensteins. Im Bereich der Risse unter den fädigen Strukturen ist das dichte ferritische Bindemittel dieses Natursteins zu erkennen (REM-SE-Aufnahme)

Paraloid an der Oberfläche eines gefestigten Raseneisensteins. Der diagonal verlaufende Riss mit einer Breite von etwa 80-100 µm ist vollständig mit Paraloid verschlossen. In der RE-Abbildung kann das organische Festigungsmittel (dunkle Strukturen) sehr gut vom hellen ferritischen Bindemittel des Steins unterschieden werden.

Als Raseneisenstein werden durch ferritische Phasen verfestigte Sand-Kiesfraktionen bezeichnet. Dieses Material wurde, bevor sich die Verwendung von Ziegel durchsetzte, in bestimmten Regionen (z.B. in Niedersachsen und Brandenburg) als Naturwerkstein an Kirchen und Profanbauten verwendet. Die Lagerstätten sind inzwischen erschöpft, so dass Raseneisenstein als natürlicher Baustoff nicht mehr verfügbar ist.
An Bauwerken auftretende Schäden können folglich nicht durch Steinaustausch behoben werden, so dass einer in situ Konservierung entscheidende Bedeutung zukommt.
Ziel des Projektes ist die Klärung der Ursachen unterschiedlicher Erhaltungszustände und die Erarbeitung geeigneter Konservierungsverfahren sowie deren Erprobung und Kontrolle am Bauwerk.

An Testflächen der Dorfkirche Lindena kamen verschiedene Festigungsmittel zum Einsatz, wobei praktisch keine konsolidierende Wirkung erzielt werden konnte. Die licht- und rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen an den betreffenden Steinquadern haben gezeigt, dass die Festigungsmittel (Kieselsäureester bzw. Paraloid) keine kraftschlüssigen Verbindungen in den Risssystemen geschaffen haben. Es ist davon auszugehen, dass fast die gesamte eingebrachte Menge in den Rissen versickert ist.

Die Rissweiten liegen in einer Größenordnung zwischen 10 und 50 µm und sind damit theoretisch eine lösbare Konservierungsaufgabe. Im Ergebnis der mikroskopischen Untersuchungen zeigt sich jedoch, dass der Einfluß der sehr dichten ferritischen Matrix auf die Aufnahme und Verteilung der Festigungsmittel wahrscheinlich sehr groß ist. Durch den fehlenden Kappilarzug in den Rissen und in der Matrix wird die Flüssigkeit nicht ausreichend lange in den zu konsolidierenden Steinbereichen gehalten.

Das Festigungsmittel Paraloid hat außerdem zur Entstehung weiß-grauer Schleier auf den behandelten Raseneisensteinen geführt. Ursache hierfür sind fadenförmige Ablagerungen des Festigers an der Oberfläche verantwortlich. Außerdem tritt durch dieses kleberartige Verhalten eine Verstopfung von Poren und Rissen auf, wodurch ein Eindringen ins Innere zusätzlich behindert wird.

Gegenüber den unbefriedigenden Resultaten an den Objekttestflächen wurden mit den gleichen Substanzen an Laborprüfkörpern zufriedenstellende Festigungen erreicht. Zur Klärung dieses unterschiedlichen Verhaltens sind noch mikroskopische Untersuchungen notwendig. Im Anschluss daran ist eine weitere Applikation an den Testflächen vorgesehen.

Zwischenbericht 1998-1999: [PDF] (3,7MB)