In der Denkmalpflege werden häufig Restauriermörtel auf hydraulischer Basis zur Reprofilierung von geschädigten Natursteinen verwendet. Um die Nachteile von zement- und kunstharzgebundenen Mörteln zu vermeiden, wurden Rezepturen von Steinersatzmassen auf Kieselsäureethylester-Basis erarbeitet.
Da Sandsteine sehr unterschiedliche Eigenschaften besitzen, ist mit Hilfe verschiedener Bindemittel und einiger Zusätze versucht worden, die Steinersatzmassen gezielt auf diese Eigenschaften einzustellen. Dabei bilden die Kennwerte des gesunden Steins die Grundlage.
Das Untersuchungsprogramm der Steinersatzmassen umfaßte zwei große Teilbereiche von Eigenschaften: Das sind zum einen die porenraumbezogenen Parameter und zum anderen die Festigkeits- und Verformungseigenschaften.
Der erste Merkmalbereich, der von der Bestimmung der Wasseraufnahme über Wasserdampfdiffusion und Sorptionsisothermen bis zur Messung des Porenraums mittels Quecksilberporosimetrie reicht, befindet sich insgesamt betrachtet in guter Übereinstimmung mit den entsprechenden Daten von Sandsteinen. Die Unterschiede bei einigen Werten sind vernachlässigbar bzw. günstiger als die der Sandsteine einzustufen.
Ein differenzierteres Bild bietet sich bei der Betrachtung der Festigkeits- und Verformungseigenschaften.
Die Zug-, Druck- und E-Modul-Werte entsprechen den Daten bzw. liegen niedriger als die Ergebnisse der untersuchten Gesteine. Das Wärmedehnungs-Verhalten kommt ebenfalls dem der Sandsteine sehr nahe.
Die hygrischen Längenänderungen der Steinersatzmassen sind unbedeutend. Dies stellt im Hinblick auf die Anpassung an die dehnungsfähigen Sandsteine ein Problem dar. Hier werden noch Versuche und Untersuchungen nötig sein, um eine weitgehende Angleichung an das Natursteinmaterial zu erreichen.
Die Zugversuche am Verbundsystem Naturstein-Steinersatzmasse ergaben bei feinkörnigem Sandsteinuntergrund befriedigende Ergebnisse. Die Werte liegen im Bereich der Zugfestigkeit der Steinersatzmasse. Es hat sich also keine festigkeitsverändernde Trennfläche zwischen den beiden Materialien ausgebildet.
Die Vorbehandlung des Füllstoffes ergab keine Änderung der Zugfestigkeitswerte. Die Reißneigung, die Kriechverformung und das Schwindverhalten sind abhängig von der jeweiligen Bindemittelart, wobei die letztgenannte Eigenschaft die größeren Längenänderungen als die hygrische und thermische Dehnung bewirkt.
Um die ermittelten Werte in einem größeren Zusammenhang zu sehen, werden die verschiedenen Eigenschaften der in diesem Forschungsprojekt entwickelten Steinersatzmasse und die von zement- und kunstharzgebundenen Reparaturmörteln vergleichend diskutiert. Die Daten der konventionellen Mörtel sind der Literatur entnommen.
Deren nachteilige Eigenschaften wie zu hoher E-Modul, abweichende Porenverteilung, Herabsetzung der Wasserdampfdiffusion und Reaktion mit Sandstein-Bindemitteln unter Salzbildung favorisieren in bestimmten Anwendungsbereichen die Verwendung von Kieselsäureestergebundenen Steinersatzmassen.
Die dagegen vergleichsweise günstigen Eigenschaften der üblichen Mörtel wie geringeres Erhärtungsschwinden und hygrisches Quellen bei Anwesenheit von Feuchtigkeit im Gegensatz zu der KSE-gebundenen Steinersatzmasse werden erörtert.
Reparaturmörtel mit Kieselsäure-Ethylester als Bindemittel sind für ein Konservierungsprojekt in Schwäbisch Gmünd rezeptiert und angewendet worden.
Die Gleichartigkeit des Bindemittels hinsichtlich einiger Sandsteinarten, seine chemische Neutralität und die Möglichkeit, Steinersatzmasse und Naturstein über die Grenzfläche hinweg durch eine nachfolgende Tränkung mit Kieselsäureester kontinuierlich zu verbinden, sind wichtige Eigenschaften, die die Anwendung von KSE-gebundenen Steinersatzmassen in vielen Fällen günstiger erscheinen lassen.
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