Laue.etal 2005

Steffen Laue¹, Heiner Siedel², Georg Hilbert³ & Stephan Pfefferkorn⁴

1. Prof. Dr. S. Laue (E-Mail:st.laue@fh-potsdam.de), FH Potsdam, Studiengang Restaurierung, Pappelallee 8–9, D-14469 Potsdam;
2. Prof. Dr. H. Siedel, TU Dresden, Institut für Geotechnik, Professur für Angewandte Geologie, Mommsenstr. 13, D-01062 Dresden;
3. Dr. Georg Hilbert, ZOA Remmers, An den Loddenbüschen 81A, D-48155 Münster;
4. Prof. Dr. Stephan Pfefferkorn, HTW Dresden, FB Bauingenieurwesen, Friedr.-List-Platz 1, D-01069 Dresden.

Alveolarverwitterung und schichtparalleles Auswittern der Kreidesandsteine an der Kirche von Leuba/Sachsen [Alveolar weathering and weathering out depending on stone structure on Cretaceous building sandstone of the church of Leuba, Saxony.]. In: Z. dt. Ges. Geowiss., 156/1, S. 141–149, April 2005

Keywords:

Alveolarverwitterung, schichtparalleles Auswittern, Sandsteinverwitterung, Dolomitkalk, Porenstruktur, SO2, Salzverwitterung, Magnesiumsulfat

(Keywords: alveolar weathering, honeycomb weathering, weathering out, weathering of sandstone, dolomitic lime, pore structure, SO2, salt weathering, magnesium sulphate)

Abstract

An vielen Sandsteinen der Dorfkirche zu Leuba in Sachsen sind Alveolarverwitterung und schichtparallele Auswitterungen festzustellen. Um Vorschläge für ein geeignetes Konservierungskonzept unterbreiten zu können, wurden die stattfindenden Verwitterungsprozesse im Rahmen eines DBU-Forschungsprojektes analysiert. Das ausführliche Untersuchungsprogramm der verwitterten und unverwitterten Gesteinsbereiche umfasste Porenraumanalysen der Gesteine, die Bestimmung petrophysikalischer Parameter (Bohrwiderstandmessungen, kapillare Wasseraufnahme) sowie qualitative und quantitative Salzanalysen. Schichtparallele Auswitterung und Alveolarverwitterung haben sich stets in solchen Gesteinsbereichen ausgebildet, die sich von den sie umgebenden Bereichen durch ein heterogenes Porengefüge mit einem erhöhten Feinporenanteil unterscheiden. Ein hoher Schadstoffeintrag sowie reaktive Dolomitkalk-Fugenmörtel führten zur Anreicherung von löslichen Mg-Sulfationen in den Feinporenbereichen, wo sie nach der Kristallisation der Salze den Verwitterungsprozess initiierten. Die Umkristallisation der Mg-Sulfatsalze infolge von Klimaschwankungen treibt den Schadensfortschritt und damit den Ausbau der Verwitterungsstrukturen an den Sandsteinen der Dorfkirche von Leuba voran. Eine Verfüllung der ausgewitterten Fehlstellen mit Steinergänzungsmörtel hat eine ebene Werksteinoberfläche geschaffen und sorgt für einen Ausgleich der Unterschiede in der Verwitterungsdynamik.

Abstract: Alveolar (honeycomb) weathering and weathering out are present on different varieties of sandstones at the church of Leuba (Saxony). In order to create an appropriated conservation concept, it was necessary to investigate the damage processes. Considering measurements and analyses of the pore structure and the salt content together with the investigations on-site like drill resistance and capillary water uptake, it is possible to explain the processes of alveolar weathering and weathering out of the building stones in Leuba. Air highly polluted with SO2 and the use of dolomitic lime mortar are the sources of salt ions, which are accumulated step-bystep in the micro-pore system of the weathered areas. The deterioration rises by cyclic salt crystallisation of predominantly magnesium sulphates crystallizing in different hydrates which is controlled by the ambient relative humidity. The weathering process is forced when the salts are concentrated in the back-weathered area and sheltered from rainwash. To close the holes loaded with salt and to avoid further damage, stone repair mortars have been suggested which are appropriate for the pore system of the sandstone and to a certain extent resistant against salt attack.

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Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück, siehe hier