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Meinhardt, Jeannine; Zötzl, Matthias; Reichenbach, Christoph; Kersten, Henning:

Entwicklung und modellhafte Anwendung eines innovativen Sanierungskonzepts für die beiden anthropogen umweltgeschädigten Beton- Monumentalskulpturen an der Hallenser Giebichensteinbrücke. Naturwissenschaftliche Untersuchungen - Materialentwicklung - Restaurierung

14.10.2010 to 13.10.2013

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1926 bis 1928 wurde unterhalb der Burgruine Giebichenstein eine neue Brücke errichtet. An den Enden des Hauptbogens sind in dem Zusammenhang die beiden Skulpturen Kuh und Pferd durch den Bildhauer Gerhard Marcks geschaffen worden, die Gegenstand des Projektes sind.
Die genaue Herstellungsweise der Betonskulpturen ist nicht bekannt. Gewiss ist nur, dass es sich um gestampfte Vollkörper aus Portlandzement als Bindemittel und mit einem Zuschlaggemisch aus Quarzsand, Porphyrsplitt (Petersberger Porphyr) und Mansfelder Kupferschlacke in unterschiedlichen Kornfraktionen handelt. Die Oberfläche ist steinmetzmäßig überarbeitet.

Erste Schäden wurden bereits kurz nach der Fertigstellung in Form eines Risskrakelees auf der Oberfläche der Figuren festgestellt. Im Laufe der Jahrzehnte haben sich die Risse auf z.T. mehrere Millimeter geweitet und vertieft. In den unterschnittenen Bereichen der Skulpturen tritt kontinuierlich Kalksinter aus den Rissen aus. Voruntersuchungen haben ergeben, dass mehrere sich überlagernde Schadensprozesse vorliegen. Neben herkömmlichen physikalischen Verwitterungsprozessen, wie beispielsweise die Frostverwitterung, konnte als eine wesentliche Schadensursache an den Figuren eine Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) nachgewiesen werden.
Als weiterer Schadensprozess wurde eine sekundäre Ettringitbildung (SEB) nachgewiesen. Die kontinuierliche Beobachtung der Schäden an den Figuren zeigt eine progressive Tendenz. Der hauptsächliche Antrieb des Schadens liegt in der Feuchtebeaufschlagung der Skulpturen infolge ungehinderten Eintrags von Niederschlagswasser in das Betongefüge, die zum Quellen und Schwinden der AKR-Gele und damit zu einem kontinuierlichen Schadensfortschritt führen.
Hauptziel zu erfolgender Maßnahmen ist die maximale Einschränkung der Wasseraufnahme in die Betonkörper, um die Schadensprozesse zu verlangsamen bzw. einzuschränken.





Dieses Projekt wurde gefördert durch
die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
AZ 28615/01

 
Table of contents

1. Einleitung

2. Entstehungsgeschichte der Plastiken

3. Methodik und Analytik

4. Ergebnisse
4.1 Messtechnische Begleitung der Abtrocknung
4.2 Untersuchungen zur Erfassung der Schädigung
4.2.1 Schädigung durch AKR
4.2.2 Schädigung durch Ettringit
4.2.3 Ergebnisse der Rissmessungen
4.3 Laboruntersuchungen
4.3.1 Untersuchungen der Stampfbetonoberfläche auf lösliche Salze
4.3.2 Ergebnisse der ESEM-Untersuchungen an einem Dünnschliff
4.3.3 Ergebnisse der RFA-Analysen an Krusten
4.3.4 Bestimmung des Restdehnpotentials
4.3.5 Druckfestigkeitsprüfungen an Originalmaterial

5. Entwicklung von Restaurierungsmaterialien
5.1 Mineralische Injektionsmaterialien auf Basis von Feinstzementsuspensionen
5.2 Zusätze
5.2.1 Kunststoffzusätze
5.2.2 Lithiumionenzusätze
5.3 Voruntersuchungen Soprodur und Tricodur
5.3.1 Untersuchungen mittels Wärmeflusskalorimetrie
5.4 Injektionsmaterialien auf Basis von Feinstzementsuspensionen, Fazit aus der Diplomarbeit von
Frau Tanzmann
5.5 Entwicklung eines Ergänzungsmörtels
5.6 Hallescher Porphyr(-splitt)
5.7 Mansfelder Kupferschlacke
5.8 Quarzsand aus der Grube Köplitz
5.9 Untersuchungen an Probekörpern, Ermittlung von Materialkennwerten
5.10 Schaffung einer wasserabweisenden Schutzschicht


6. Rezepturen der Antragmörtel und Schlämmen

7. Fazit

8. Restaurierungsarbeiten
8.1 Reinigung
8.2 Festigung
8.3 Rissverfüllung
8.4 Mörtelantragungen, Abstrahlen

9. Ausblick

10. Literaturverzeichnis

Anhang - Prüfzeugnisse, Produktkennblätter

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10.5165/hawk-hhg/215