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06/02
Projektkennblatt
der
Deutschen Bundesstiftung Umwelt
Az
12249
Referat
45
Fördersumme
81.806,70 €
Antragstitel
Modellvorhaben: Anwendung und Weiterentwicklung innovativer Verfahren zur Reduzierung der Salzbelastungen von umweltgeschädigten Natursteinen und Fugenmörteln am Beispiel der Vorderburg des Schlosses
Frankenberg/Bayern
Stichworte
Denkmal, Gebäude, Sanierung, Salz
Laufzeit
5 Jahre und 3 Monate
Projektbeginn
13.04.1999
Projektende
05.08.2004
Projektphase(n)
1
Förderbereich 1999 - 2000
III.12.1
Umweltbildung
Umwelt und Kulturgüter
Beseitigung von Umweltschäden und Schutz vor negativen Umwelteinflüssen
Bewilligungsempfänger Carl Freiherr von Lerchenfeld
Tel
09339/97 14 - 0
Fax
09339 /97 14 - 17
Projektleitung
Schloß Frankenberg
Knoll u. Partner
Bearbeiter
97215 Weigenheim
Eduard Knoll
Kooperationspartner
Labor Dr.Ettl/Dr.Schuh, Imhofstr.3, 80805 München – Dr.Ettl
Fraunhofer Institut, Miesbacher Str.10, 83626 Valley (Oberlaindern) – Dr.Krus
Bayer. Landesamt f. Denkmalpflege, Hofgraben 4, 80539 München, Prof.Dr.Snethlage
Zielsetzung und Anlaß des Vorhabens
Die ursprünglich verputzten Fassadenflächen der Vorburg zeigten eine außergewöhnlich starke Salzbildung, die auf eine frühere Stallnutzung in Teilbereichen des Gebäudes zurückgeht. Eine Neuverputzung
der Fassade des Baudenkmals war nur bei einem Abbau des Salzgehaltes möglich. Durch geeignete
Entsalzungsmethoden sollten die Voraussetzungen für eine Neuverputzung geschaffen werden. Ein
Hauptziel des Projektes war aber auch die Abschätzung der Salzreduzierung auf der Grundlage theoretischer und im Labor ermittelter Werte in Verbindung mit einem Rechenprogramm, entwickelt am
Fraunhofer Institut für Bauphysik.
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden
Phase 1:
Ermittlung der Kenndaten von Sandstein, Mörtel und Kompressen im Labor.
Herstellung von Probekörpern von Kompressen bzw. Opferputz, zur Ermittlung von Kennwerten wie
Wasseraufnahme und Diffusionsfähigkeit.
Phase 2:
Anlage und Untersuchung von Musterflächen mit nachfolgender Ermittlung der Feuchteverteilung und
Vergleich der Ergebnisse mit den computerunterstützten Berechnungen.
Phase 3:
Vergleich der rechnerischen und experimentellen Untersuchungsmethoden. Durch den Vergleich der
Laborergebnisse mit den rechnerischen Ergebnissen konnten Aussagen über den Feuchtetransport im
salzbelasteten Baustoff erfolgen. Aus diesen Ergebnissen wurde der Entsalzungserfolg berechnet bzw.
abgeschätzt. Dabei konnten notwendige Korrekturen bzw. die Werte von Korrekturfaktoren festgesetzt
werden.
Die eigentliche Entsalzung erfolgte nach Auswertung der Musterflächen.
Deutsche Bundesstiftung Umwelt } An der Bornau 2 } 49090 Osnabrück } Tel 0541/9633-0 } Fax 0541/9633-190 } http://www.dbu.de
Ergebnisse und Diskussion
Im Rahmen dieses DBU-Projektes wurden Bentonit-Sand-Zelluloe- und Kalkputz-Kompressen auf ihre
Eignung als Entsalzungsmaterial untersucht. Nach der Bestimmung wichtiger Stoffkennwerte wurden im
Jahr 2000 von Mai bis November drei Musterflächen an dem zu entsalzenden Sandstein angelegt.
Die Messungen zeigen, dass mit allen Kompressen Salz aus dem Sandstein gelöst werden kann. Die
Wirksamkeit des Kalkputzes ist allerdings weitaus geringer als die der Bentonitkompressen, mit denen
bis zu 1.8kg/m2 Salz aus dem Mauerwerk entfernt werden. Der Grund für die geringere Wirksamkeit des
Kalkputzes liegt im wesentlichen am Übergangswiderstand Kalkputz - Sandstein. Der deutlich höher ist
als bei den Bentonit-Kompressen. Die Ergebnisse zeigen, dass auch bei schlecht saugenden Sandsteinen eine wirksamere Salzreduzierung durchgeführt werden kann. Voraussetzung dafür sind relativ leicht
lösliche Salze, die zudem oberflächennah angereichert sind.
Derartige Maßnahmen können aber nie mit sinnvollem Aufwand zu einer vollständigen Entsalzung des
gesamten Mauerwerks führen, sondern lediglich die oberflächennahen Zonen im Salzgehalt deutlich reduzieren. Diese Reduzierung bildet aber die Grundlage für erfolgreiche Konservierungsmaßnahmen wie
z.B. Steinfestigung und ggf. Hydrophobierung. Für den Fassadenputz wird damit die zu erwartende
Standzeit wesentlich erhöht.
Die begleitenden rechnerischen Untersuchungen zeigen, dass trotz Verwendung stark vereinfachter Ansätze für den Salztransport gut übereinstimmende Ergebnisse zwischen theoretischen Ansätzen und
den örtlichen Messungen zu erhalten sind. Voraussetzung für derartige Berechnungen ist ein Mindestsatz an Materialkennwerfen. Dazu gehören die Dampfdiffusionswiderstandszahl, die freie Wassersättigung und der Wasseraufnahmekoeffizient des Mauerwerks und der Kompressenmaterialien. Für die
Bestimmung der notwendigen Feuchtespeicherfunktion kann anstatt der aufwendigen Saugspannungsmesstechnik auch ein Approximationsverfahren (Holm 2001) verwendet werden, das lediglich die
Sorptionswassergehalte bei 80 und 95% r.F erfordert. Für die Kombination Kompresse/Mauerstein muss
außerdem mit Hilfe des beschriebenen einfachen Laborversuchs die Ausbildung der kapillaren Widerstandsschicht ermittelt werden. Mit derartigen Berechnungen hat man die Möglichkeit vorab vergleichende Untersuchungen zur Auswahl und Wirksamkeit des Kompressenmaterials durchzuführen und ist
nicht allein auf langfristige Vor-Ort-Untersuchungen angewiesen. Außerdem lassen diese Berechnungen
Hinweise auf optimale Anwendungszeiten für die einzelnen Entsalzungsdurchgänge zu.
Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation
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H. Venzmer (Hrsg.): Mauerwerksfeuchtigkeit, Schriftenreihe H.12, Feuchte- und Altbausanierung
e.V., Verlag Bauwesen Berlin – Veröffentlichung eines Vortrages von Herrn Dr. Ettl und Herr Dr.
Krus – 12. Hanseatische Sanierungstage Entfeuchtung/Entsalzung im November 2001 in Warnemünde – „Salzreduzierung mit verschiedenen Kompressen am Schloss Frankenberg und begleitende rechnerische Untersuchungen.
„Restauro“ – Zeitschrift für Kunsttechniker, Restaurierung und Museumsfragen, Heft 5, Juli/August
2003, S. 322-326, Veröffentlichung durch Herrn Dr. Ettl und Dr. Krus – „Kompressen im Test, begleitende rechnerische Untersuchungen“
Fazit
Die im Abschlußbericht des Labors Dr. Ettl - Dr. Schuh aufgeführten Salzgehalte mit einem Mittelwert
von 2,3 M.-% bei leicht versalzenen Proben, von 6,6 M.-% bei stark versalzenen Proben wurden durch
die Entsalzungsmaßnahmen auf einen Wert von 0,3 M.-% im oberflächennahen Bereich reduziert (siehe
Kurzbericht Dr. Ettl - Dr. Schuh vom 03.06.2003).
Im tieferen Bereich des Mauerwerks liegen diese Werte noch günstiger (ca. 0,1 M.-%).
Da in der Fachliteratur und auch bei den Fachlabors keine eindeutigen Angaben zur Rezeptur und Anwendung geeigneter Entsalzungsprodukte zur Verfügung standen, waren die wissenschaftlichen Untersuchungen im Vorfeld der Außenputzarbeiten zwingend notwendig.
Die bei den Untersuchungen nachgewiesenen Zusammenhänge der Salzbewegungen innerhalb der
Wandstärken zur Optimierung des letztlich verwendeten Entsalzungsputzes führten zu einem überzeugenden Ergebnis.
Ohne die wissenschaftlichen Voruntersuchungen im Rahmen des DBU-Projektes wäre das jetzt nach
Auftragen des Außenputzes festgestellte Endergebnis nicht erreicht worden.
Das Projekt unter wesentlicher Beteiligung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt wurde mit sehr großem Erfolg abgeschlossen. Die Ergebnisse der Untersuchungen, auch im Zusammenhang mit der Anwendung des Rechenprogramms „Wufi" können als Grundlage bei zukünftigen Projekten Anwendung
finden.
Deutsche Bundesstiftung Umwelt } An der Bornau 2 } 49090 Osnabrück } Tel 0541/9633-0 } Fax 0541/9633-190 } http://www.dbu.de