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Stiftung Institut für Werkstofftechnik

Amtliche Materialprüfungsanstalt (MPA) Bremen

Analytische Baustoffmikroskopie

Abteilungsleiter: Dr.-Ing. Herbert Juling

MPA Bremen


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Forschungsprojekt

Burg Ziesar
Bleizinngelb-Pigmentkorn mit Bleidioxidsaum. Der feinkristalline Saum ist eine Sekundärbildung aus den Bleianteilen des Pigmentes. Die Umhüllung gelber Pigmentkörner mit schwarzem Bleidioxid führt zu einer Verbräunung ehemals gelber Wandmalereipartien
[REM-RE-Aufnahme am Dünnschliff]

Umweltbedingte Pigmentveränderungen der gotischen Ausmalungen in der Burg Ziesar und der Marienkirche Herzberg – Entwicklung eines Konzeptes zur nachhaltigen Konservierung

gefördert durch die DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt) 2006-2008
Ansprechpartner: Dr. Frank Schlütter

  Development of a concept for sustainable conservation of environmentally induced pigment changes in gothic wall paintings at Ziesar castle and Marienkirche Herzberg

Discoloration of historical wall paintings is a topic with a significant need of further research work. The project provides the opportunity to study nearly the complete range of pigment changes in wall paintings systematically. The project focuses especially on factors like environmental impact and climatic conditions. With the studies on the objects Ziesar castle and Marienkirche Herzberg universally valid results are aspired which can be transferred to comparable cases of changes.

  Zu Pigmentveränderungen an Wandmalereien besteht nach wie vor ein erheblicher Forschungsbedarf. Die bisherigen Arbeiten zu diesem Thema zeigen, dass der notwendige Erkenntniszuwachs nur durch eine bislang nicht ausreichend praktizierte interdisziplinäre Zusammenarbeit erreicht werden kann. Das Projekt bietet erstmals die Möglichkeit, das fast vollständige Spektrum von Pigmentveränderungen an Wandmalereien unter besonderer Berücksichtigung schädigender Umwelteinflüsse und der Bauwerksgegebenheiten (Klima, Mikrobiologie, Salze) systematisch zu untersuchen. Es sind allgemeingültige Ergebnisse zu erwarten, die auf vergleichbare Anwendungsfälle übertragen werden können.

Das Ziel der Untersuchungen an den Wandmalereien der Burg Ziesar und der Kirche in Herzberg ist zunächst eine Systematisierung der vorliegenden Schadensformen (Pigmentveränderungen) und der vermuteten Schädigungsprozesse. Der streng praxisorientierte Forschungsansatz dient der Klärung bisher nicht bekannter oder nicht ausreichend berücksichtigter Zusammenhänge zwischen Bauwerksgegebenheiten und Pigmentumwandlungen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen nachhaltige Konservierungstechnologien auf der Grundlage umweltfreundlicher Materialien entwickelt werden und modellhaft an den beiden Objekten umgesetzt werden.

Nach restauratorischer Systematisierung der vorliegenden Schadensformen (Pigmentveränderungen) sollen durch naturwissenschaftliche Untersuchungen die maßgeblichen physikalischen, chemischen und mineralogischen Abläufe unter Berücksichtigung der objektspezifischen Gegebenheiten ermittelt werden. Hierfür werden neben mikrochemischen Untersuchungen und Messungen mittels Raman-Spektroskopie (beides an der FH Potsdam) mikroskopisch-analytische Untersuchungen an der MPA Bremen durchgeführt. Im bisherigen Verlauf des Projektes wurden folgende Phänomene an den mittelalterlichen Wandmalereien auf der Burg Ziesar untersucht:

  • Umwandlung blauer Malereipartien in Grün bzw. grüner Malereien in Blau
  • Verbräunung gelber und roter Malereien
  • Verschwärzung roter Malereien
Durch den Einsatz mikroskopischer Methoden konnten an Kleinstproben vielfältige Aussagen zu chemisch-mineralogischen Veränderungen an den ursprünglichen Malmaterialien erkannt und interpretiert werden. Die veränderten und unveränderten Pigmente sind bereits im Lichtmikroskop (PolMi am Dünnschliff) unterscheidbar. Den wesentlichen Erkenntniszuwachs liefern jedoch die REM/EDX-Untersuchungen, die zum Beispiel bei der Grün/Blau-Problematik aufzeigen konnten, dass es sich um unterschiedliche Cu-Verbindungen handelt. Das Blaupigment ist Azurit (Cu3(CO3)2(OH)2), in den vergrünten Bereichen hingegen ist nicht wie erwartet das kristallographisch ähnliche Malachit (Cu2[(OH)2|CO3]), sondern ein Cu-Chlorid nachweisbar. Da ein bestimmtes Kupferchlorid-Mineral (Paratacamit) jedoch auch als Pigment verwendet wird, müssen weitergehende Untersuchungen klären, ob es sich hier um eine Ausmischung oder um eine sekundäre Umwandlung des Malachit, beispielsweise als Folge einer Chlorideinwirkung, handelt. In verschwärzten Malereien, in denen Bleipigmente verwendet wurden, konnten feinkristalline Mineralneubildungen um die Pigmentkörner erkannt werden. Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie konnten diese Kristalle als Umwandlungsprodukt von Bleipigmenten identifiziert werden (Bleidioxid - eine schwarze Bleiverbindung)./p>

Im weiteren Verlauf des Projektes wird zunächst die genaue Identifizierung der bei den Pigmentveränderungen entstehenden Umwandlungsprodukte im Vordergrund stehen. Die Untersuchungen werden auf die Marienkirche in Herzberg (Brandenburg) ausgeweitet.


Letzte Änderung 05.03.2007 [ IWT | Werkstofftechnik | Fertigungstechnik | Verfahrenstechnik ]