Herkunft der Salze

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Autoren: Heiner Siedel, Hans-Jürgen Schwarz

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Abstract

Die Salze, die die Schäden an Wandmalereien und Kulturgut aus Stein, Ziegel und anderen Materialien verursachen, entstammen entweder dem natürlichen Verwitterungskreislauf (chemische, physikalische und biologische Verwitterung z. B. der Gesteine, Bodenbildung, Regen- und Grundwasser) oder menschlichen Aktivitäten (Emissionen, Viehhaltung, Industrieproduktion, Streusalz, Zementverpressung). Die Salze entstehen durch Anreicherung von Ionen in der Wand oder an der Bauteiloberfläche durch Auslaugen von Gesteinen, Böden, Baumaterialien, durch trockene oder feuchte Deposition aus der Atmosphäre, aus dem biologischen Stoffwechsel sowie durch anthopogene Eingriffe.

Einleitung

Jedes natürlich vorkommende flüssige Wasser kann als eine mehr oder weniger verdünnte Salzlösung angesehen werden, wie durch einfache Leitfähigkeitsmessungen leicht festgestellt werden kann. Auch die porösen Bausteine, Mörtel und Putze enthalten Salze in ihren Porenräumen. Überall dort, wo Wasser durch ein poröses Material fließt und an einer Oberfläche verdunstet, gibt es immer mehr oder weniger starke Salzausblühungen.

Manche Salze bzw. salzbildende Ionen werden von den Menschen direkt an die Denkmäler gebracht. Hierzu gehören neben den Festigungs- und Reinigungsmitteln die alkalischen Baustoffe, die meist als WasserglasWasserglas ist eine klare Lösung von Natrium- oder Kaliumsilikaten in Wasser. und Portlandzement seit dem letzten Jahrhundert in großen Mengen an Bauwerken eingesetzt wurden, und im Winter auch das Streusalz. Schäden, die man vor wenigen Jahren noch dem "sauren Regen" zugeschrieben hat, muss man heute zumindest teilweise diesen Baustoffen [Klemm.etal:1999]Titel: Schwefelisotopenanalyse von bauschädlichen Sulfatsalzen an historischen Bauwerken
Autor / Verfasser: Klemm, Werner; Siedel, Heiner
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anlasten. Hierzu ist auch das Streusalz zu rechnen, das an vielen Brückenbauten und Fundamenten nachzuweisen ist (Gebäude wurden auch als Salzlager genutzt). Jedes natürlich vorkommende Material zeigt eine Belastung mit salzbildenden Ionen, die sehr gering, aber auch sehr hoch sein kann. Hierzu sind einmal die Baumaterialien wie Naturstein und Ziegel, die Bindemittel wie Kalk und Zement, der Baugrund mit seinen anstehenden Bodenarten und dem Grundwasser bzw. Oberflächenwasser [Roesch.etal:1993]Titel: Damage to Frescoes caused by sulphate-bearing salts: Where does the salt come from?
Autor / Verfasser: Rösch, Heinrich; Schwarz, Hans-Jürgen
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, aber auch die verschiedenen Materialien zur Beschichtung und Fassung von Oberflächen zu zählen. Heute spielen neben den natürlichen Immissionen (durch vulkanische Tätigkeiten (H2S, HCl, HF, SO2, usw.), Meerwasseraerosole (NaCl), etc.)[Steiger.etal:1994b]Titel: Determination of wet and dry depostion of atmospheric pollutants on building stones by field exposure experiments
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Dannecker, Walter
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[Steiger.etal:1997]Titel: Sea Salt in Historic Buildings: Deposition, Transport and Accumulation
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Behlen, Andreas; Neumann, Hans-Herrmann; Willers, U.; Wittenburg, Christian
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[Steiger.etal:2002]Titel: Immissionsbelastung durch salzbildende Stoffe und Wirkung auf mineralische Baustoffe
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Behlen, Andreas; Wiese, Utz
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[Becker.etal:2005]Titel: Luftschadstoffe und Natursteinschäden
Autor / Verfasser: Becker, Karl-Heinz; Brüggerhoff, Stefan; Steiger, Michael; Warscheid, Thomas
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, die anthropogenen Immissionen eine immer größere Rolle. Durch die Rohstofferzeugung, Energieerzeugung, Autoverkehr und vieles andere wird eine große Zahl von bauschädigenden Stoffen erzeugt, von denen Schwefeldioxid (mit dem Folgeprodukt Sulfat)[Wittenburg.etal:1993]Titel: Ein Vergleich von Schwefeldioxid-Depositionsgeschwindigkeiten auf Naturwerksteine aus verschiedenen experimentellen Ansätzen (Comparison of sulfur dioxide deposition velocities on building stones from different experiments)
Autor / Verfasser: Wittenburg, Christian; Mangels, Henning; Wolf, Falk; Steiger, Michael; Bothmann, Thomas; Dannecker, Walter
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und die Stickoxide (mit dem Folgeprodukt Nitrat) die bekanntesten sind. Welche Rolle das Ozon (O3) und die große Zahl der organischen Stoffe bei der Zerstörung von Kulturgut spielen, ist noch weitgehend unbekannt. Die Immissionen gelangen meist durch trockene oder feuchte Deposition [Steiger.etal:1989]Titel: Variability of aerosol size distributions above the North Sea and its implication to dry deposition estimates
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Schulz, Michael; Schwikowski, Margit; Naumann, K.; Dannecker, Walter
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im Regenwasser bzw. Nebel an das Objekt, führen aber auch zu einer Anreicherung im Baugrund.

Mikrobiellen Ursprungs sind zum großen Teil die Nitrate und z. B das Oxalat. Während die Nitrate meist mit der Feuchte in die Objekte gelangen, entsteht das Oxalat meist an Ort und Stelle, wo es wegen seiner geringen Löslichkeit auch verbleibt.

Zu den sonstigen Quellen sind z. B. die Düngemittel oder auch Waschmittel zu rechnen, die über Grund- und Oberflächenwässer eingetragen werden können.

Literatur

[Becker.etal:2005]Becker, Karl-Heinz; Brüggerhoff, Stefan; Steiger, Michael; Warscheid, Thomas (2005): Luftschadstoffe und Natursteinschäden. In: Siegesmund, Siegfried; Auras, Michael; Snethlage, Rolf (Hrsg.): STEIN. Zerfall und Konservierung, Edition Leipzig, 35-45.Link zu Google Scholar
[Klemm.etal:1999] Klemm, Werner; Siedel, Heiner (1999): Schwefelisotopenanalyse von bauschädlichen Sulfatsalzen an historischen Bauwerken, Wiss. Mitt. Inst. Geol. TU Bergakademie Freiberg.Link zu Google Scholar
[Roesch.etal:1993]Rösch, Heinrich; Schwarz, Hans-Jürgen (1993): Damage to Frescoes caused by sulphate-bearing salts: Where does the salt come from?. Studies in Conservation, 38 (4), 224-230, Webadresse.Link zu Google ScholarLink zum Volltext
[Steiger.etal:1989]Steiger, Michael; Schulz, Michael; Schwikowski, Margit; Naumann, K.; Dannecker, Walter (1989): Variability of aerosol size distributions above the North Sea and its implication to dry deposition estimates. Journal of Aerosol Science, 20 (8), 1229-1232.Link zu Google Scholar
[Steiger.etal:1994b]Steiger, Michael; Dannecker, Walter (1994): Determination of wet and dry depostion of atmospheric pollutants on building stones by field exposure experiments. In: Zezza, Fulvio; Ott, Heinrich; Fassina, Vasco (Hrsg.): The conservation of monuments in the Mediterranean Bassin: Stone and Monuments: Methodologies for the Analyses of Weathering and Conservation, , proceedings of the 3rd international symposium, Venice, 22-25 June 1994, , 171-178.Link zu Google Scholar
[Steiger.etal:1997]Steiger, Michael; Behlen, Andreas; Neumann, Hans-Herrmann; Willers, U.; Wittenburg, Christian (1997): Sea Salt in Historic Buildings: Deposition, Transport and Accumulation. In: Moropoulou, A.; Zezza, F.; Kollias, E.; Papachristodoulou, I. (Hrsg.): 4th International Symposium on the Conservation of Monuments in the Mediterranean - Proceedings, , 325-335.Link zu Google Scholar
[Steiger.etal:2002]Steiger, Michael; Behlen, Andreas; Wiese, Utz (2002): Immissionsbelastung durch salzbildende Stoffe und Wirkung auf mineralische Baustoffe. In: IFS (Hrsg.): Salze im historischen Mauerwerk: Aktuelles zu Herkunft, Schadenswirkung und Restaurierungsmaßnahmen, IFS-Tagung 2002, Institut für Steinkonservierung e.V., Mainz, 1-10.Link zu Google ScholarLink zum Volltext
[Wittenburg.etal:1993]Wittenburg, Christian; Mangels, Henning; Wolf, Falk; Steiger, Michael; Bothmann, Thomas; Dannecker, Walter (1993): Ein Vergleich von Schwefeldioxid-Depositionsgeschwindigkeiten auf Naturwerksteine aus verschiedenen experimentellen Ansätzen (Comparison of sulfur dioxide deposition velocities on building stones from different experiments). In:: VDI-Berichte 1060 (Materialien in ihrer Umwelt), , 383-392.Link zu Google Scholar