2004 - Freiburger Münsterbauverein

Inhalt
Christian Leuschner
Die Arbeiten der Münsterbauhütte 2004 Seite 4
Luzius Kürten
Die Renaissancevorhalle 17
Eberhard Grether
Farbliche Schutzbeschichtung 20
Guido Kremp
Die Spannanker am Langhaus 23
Materialprüfungsanstalt – Universität Stuttgart
Klimasimulation – Silikonharzfarbe auf Buntsandsteinen 25
Dr. Hans Ettl u. Dr. Horst Schuh
Laborbericht – Steinsilikatkleber 31
Stephan Busch
Vorführung des Steinsilikatklebers 38
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Südansicht
Chor - Nordseite
Lageplan der aktuellen Münsterbaustellen
4
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Arbeitsbericht 2004
Westturm - Südostfenster
Im vergangenen Jahr konnte der größte Teil der geplanten Sanierungsarbeiten abgeschlossen
werden. Am Wimperg wurden 2 Blattfriese aus Lahrer Sandstein ersetzt. Die restlichen
14 Krabben konnten mit restauratorischen Maßnahmen (Steinfestigungen, Anböschungen,
Rissverfüllungen und Antragungen mit Restauriermörtel) im Bestand gesichert werden.
Am Oktogonmaßwerk wurden offene Fugen mit Blei vergossen, oder bei sehr geringer Fugenbreite
mit Bleiwolle verstemmt. Der Schaft der rechten Fiale am Pyramidenumgang wurde
mit einer großen Vierung aufgearbeitet, das Fialoberteil aus Freudenstädter Sandstein
musste neu hergestellt werden. Es hatte bereits alle Krabben durch Rissbildungen verloren
und stellte nur noch ein Fragment dar. Die doppelstöckige Wimpergkreuzblume wurde noch
im November mit dem Autokran auf eine Höhe von 76 m aufgezogen. Sie wurde mittels Ankern
an der Turmpyramide gegen Windlast gesichert. Der vorhandene alte Ankerstab war
nahezu durchgerostet und wurde in Kupfervierkantmaterial mit einem Querschnitt von 40 x
20 mm ersetzt.
Die Windeisen zwischen den Fenstersprossen wurden mit dem Mikrosandstrahlgerät vom
Flugrost befreit und 2x mit Grafitmennige gestrichen.
Die Sicherung des Steinbestandes an der Hauptfiale auf dem Dreikantpfeiler stellte uns vor
große Probleme. Die Riss- und Schalenbildung an den Krabben der 8 m hohen Fiale konnten
erst nach deren vollständigen Einrüstung im ganzen Umfang erkannt werden. Ein Abbau
der geschädigten, großvolumigen und schweren Fialteile war aber nicht möglich, da der Gerüsttyp
mit nur 500 kg/qm belastbar ist. Ein zwischenzeitliches Ablagern der Ausbauteile war
somit nicht möglich.
Die bisher guten Erfahrungen mit einer Opferschicht aus Silikonharzfarbe an dem nördlichen
frühgotischen Strebepfeileraufsatz veranlassten uns auch hier in dieser Richtung Überlegungen
anzustellen. Die Restaurierungswerkstatt Grether trug verschiedene Abmischungen
einer Silikonharzfarbe auf Musterplatten der verbauten Sandsteintypen auf. Diese
Platten unterzog anschließend die Materialprüfanstalt in Stuttgart einem Klimatestverfahren.
Die gleiche Test-Kollektion ist seit Dezember 2003 auf den beiden Seitenschiffdächern zum
Bewitterungstest ausgelegt (siehe Abb.5/Arbeitsbericht 2003).
Aufgrund der durchweg positiven Ergebnisse des Klimatestes der MPA Stuttgart bestärkt,
begannen die vorbereitenden Maßnahmen. Die gesamte, zu beschichtende Steinoberfläche
wurde mit der Mikrodüse der großen Strahlanlage trocken und schonend gereinigt und dann
das Fugenbild geschlossen. Risse wurden verpresst, Schalen verdübelt und hinterfüllt sowie
Fehlstellen angeböscht.
Gemeinsam mit dem Farbspezialisten der Fa. Grether hat der Steinrestaurator der Münsterbauhütte
mit eingedickter Silikonharzfarbe Haarrisse an den geschädigten Fialteilen geschlossen.
Es erfolgte dann auf der gesamten Fiale ein Grundanstrich sowie ein zweiter,
deckender Anstrich, der von Stein zu Stein farblich variiert wurde. Ziel war es hier, im Gegensatz
zur Renaissancevorhalle, neben dem Witterungsschutz auch eine unauffällig patiniert
erscheinende Oberfläche zu erzeugen.
Planmäßig konnte das Gerüst am Südostfenster noch vor Jahresende zur Hälfte abgebaut
werden. Das optische Erscheinungsbild des oberen Teils der fertiggestellten Fiale erfüllt alle
Erwartungen.
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Abb.: 1 Abb.: 2
Abb.: 3
Abb.: 5
Abb.: 4
Abb.: 6
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Abb.: 1 Reinigung der
bewitterten Oberflächen
mit dem Trockenstrahlgerät.
Abb.: 2 Abdichten der
Risse an den Fialkrabben
mit der Klebepistole
Abb.: 3 Rissschließung
an einem Blattkapitell des
Oktogonfensters
Abb.: 4 Aufbau des
Kranauslegers mit dem
Hilfskran
Abb.: 5 Aufziehen der
doppelstöckigen Kreuzblume
mit dem 92m-Kranausleger
Abb.: 6 Fertig versetzte
Wimpergkreuzblume

Abb.: 7
Strebepfeiler 2/3 Süd
Abb.: 8
Abb.: 9 Abb.: 10
Der Abbau des Strebepfeileraufsatzes begann im Frühjahr des Berichtzeitraumes. Nach
dem Abbau der Kreuzblume und des Halsgliedes entdeckte man noch einen Abriss im Fialoberteil.
Alle Teile stammen aus der großen Restaurierungskampagne um 1912 und sind
aus Almendsberger Sandstein gefertigt. Da in der Münsterbauhütte noch verarbeitbares Altmaterial
gelagert ist und auch der neue Silikatkleber zur Verfügung stand, wurde der Entschluss
gefasst, möglicht viele abgebaute Teile in der Werkstatt aufzuarbeiten. Krabben
wurden mit Vierungen ergänzt, Risse geschlossen, Steinfestiger appliziert und umfangreiche
Anböschungen vorgenommen. Eine Fiale des Fialaufsatzes konnte aufgearbeitet werden,
die restlichen 5 mussten neu hergestellt werden. Ähnlich war es mit den Fialen des Figurenbaldachins.
Auch hier konnte nur ein Stück restauriert werden, die 3 weiteren Fialen
wurden aus Seedorfer Sandstein, der dem Almendsberger Sandstein ähnelt, neu gehauen.
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Abb.: 7 Neu versetzte Fiale
am Pyramidenumgang
Abb.: 8 Eingesetzte
Wimpergkrabbe zum Verguss
vorbereitet
Abb.: 9 Mit Silikonharzfarbe
gefasster Posaunenengel
Abb.: 10 Aufbringen der
Opferschicht aus Silikonharzfarbe

Die Säulen des Figurenbaldachins wurden mit Vierungen ergänzt und die Säulenkapitelle
neu hergestellt. Am Fialschaft wurden zahlreiche Vierungen mit dem Silikatkleber eingesetzt
und an Ort und Stelle angearbeitet (siehe Arbeitszeichnung). Die Figur Maria Magdalena
wurde steinrestauratorisch ergänzt, d.h. sie erhielt die fehlende Hand mit dem Salbgefäß.
Hier konnte ein altes Foto aus dem Münsterbau-Archiv für die Formgebung herangezogen
werden.
An der Figur mussten partielle Festigungen mit KSE 300 vorgenommen, Risse geschlossen
(KSE Modulsystem) und kleine Vierungen mit Seedorfer Sandstein eingesetzt werden. Der
Gesamtaufbau des Strebepfeileraufsatzes erfolgt im Frühjahr 2005. Bis dahin sind alle Teile
in der Werkstatt fertig aufgearbeitet und versetzbereit.
Abb.: 11
Abb.: 13
Strebebogen 2/3 Süd
Abb.: 12
Abb.: 14
Die Steinoberflächen wurden mit heißem Wasser mit einem Druck von 0,5 bar gereinigt.
Nach der Austrocknung der so vorbehandelten Flächen wurden die entsprechend kartierten
Steinpositionen insgesamt oder partiell vorgefestigt. Nach der Ausreaktion des KSE wurden
dick aufliegende Schmutz-und Gipskrusten mit dem Mikrosandstrahlgerät gedünnt. Steinvierungen,
die schon bei vorausgegangenen Sanierungen eingesetzt wurden, mussten ausgetauscht
werden, da sich die verwendeten Materialien nicht mit dem Originalstein vertragen
haben.Oft wurde die Schichtung des Ersatzmateriales nicht beachtet oder die mineralogischen
Eigenschaften wichen extrem voneinander ab.
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Abb.: 11 Abbau des stark
beschädigten Fialaufsatzes
Abb.: 12 Ausarbeiten der
Vierungen des Strebepfeilerschafts
Abb.: 13 Ausbau der
Klammern des Figurenbaldachins
Abb.: 14 Abtransport der
Fialfragmente in die Werkstatt

Ein ähnliches Schadensbild konnte auch bei den Verfugungen beobachtet werden. Hier
verursachte zu hart eingestelltes Fugmaterial (teilweise reiner, dunkelrot eingefärbter Zement,
sogenannter Meierkitt), das sogar über den Fugenrand hinaus bis an die Steinränder
gezogen wurde, Abplatzungen am Stein.
Der seit vergangenem Jahr eingesetzte Trasskalk-Fugmörtel der Firma Schmalstieg (Hannover)
lässt sich sehr gut verarbeiten. Aufgrund des hohen Trasskalkanteils aber muss die
Steinoberfläche sofort nach Abschluss des Arbeitsgangs sehr nachhaltig gewaschen werden,
um weiße Verfärbungen zu vermeiden.
Bei einer ungleichmäßig breiten Fuge (bedingt durch abgewitterte Steinkanten) wird tieferliegend
ausgefugt, um ein einheitlicheres Fugenbild zu erzielen. Es wird noch gemeinsam
mit den Vertretern der Denkmalpflege über eine farbliche Anpassung des Mörtels befunden,
da der o.g. Mörtel sehr hell abbindet.
Die Verfugungen der Rinnensteine mit dem innenliegenden Wasserkanal wurde neu ausgebleit
und zusätzlich mit 3 mm starkem Walzblei ausgekleidet. Die aufgearbeiteten Lilienabdecksteine
konnten aufgrund der neu eingesetzten Klebetechnik (siehe Betrag Silikatkleber)
bis auf 3 von insgesamt 17 Stück wiederverwendet werden.
Drei Lilienaufsätze wurden neu angefertigt. Davon wurden 2 Positionen als Passstücke (unten
am Strebepfeiler und oben an der Obergadenwand) ausgebildet. Der Vierpass dieses
Strebebogens muss noch im Frühjahr 2005 fertiggestellt werden.
Abb.: 15 Abb.: 16
Strebepfeiler 3/4 Süd, Aufbau des Fialaufsatzes
Nach der Vorstellung des gesamten, aufgebauten Strebepfeileraufsatzes im Hof der Münsterbauhütte
zum Tag der offenen Tür, ging es zügig ans Versetzen dieser feingliedrigen Teile
auf den Strebepfeiler. Das Anfertigen der zahlreichen Zierteile hat etwa 3 Monate mehr
Arbeitszeit beansprucht als vorgesehen. Das lag vor allem an dem verwendeten härteren
aber dafür witterungsbeständigerem Sandsteinmaterial aus Lahr. Zuerst wurde das restaurierte
Figurenpaar der Maria und Elisabeth unter dem Baldachin versetzt und anschließend
die Säulen, die gewölbten Maßwerkteile sowie die dreieckige Baldachinhauptfiale. Das eingebrachte
Klammersystem zur Stabilisierung ist in den Bildern gut abzulesen. Auch der
durchbrochene Aufsatz des Strebepfeilers war nicht leicht aufzubauen. Mit viel Fingerspitzengefühl
mussten die filigranen Bauteile angehangen und abgesetzt werden. Nach Abschluss
der Versetzarbeit wurde die Arbeit der gesamten Hüttenmannschaft mit einem kleinen
Richtfest vor Ort gewürdigt.
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Abb.: 15 Versetzen eines
Rinnensteins
Abb.: 16 Stark zerstörter,
nicht mehr restaurierbarer
Figurenbaldachin

Abb.: 17
Abb.: 19
Abb.: 18
Abb.: 20
Abb.: 21 Abb.: 22
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Abb.: 17 Aufsägen der
Bleifuge einer Kreuzblume
des Fialaufsatzes
Abb.: 18 Blick von oben
auf Maria u. Elisabeth
(noch ohne Baldachindach)
Abb.: 19 Einrichten der
Kupferanker für das Baldachindach
Abb.: 20 Fixierung der
trocken versetzten Baldachinmaßwerke
Abb.: 21 Aufbau des
fünfteiligen Fialaufsatzes
Abb.: 22 Richtfest am
26.10.2004

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Kartierung der ersetzten
Steinobjekte

Obergaden Süd-Wandflächen und Maßwerkfenster der Joche 2/3/4
Durch den umfangreichen Teilabbau des Strebebogens 3/4 konnten die geplanten Sanierungsarbeiten
an der Obergadenwand und den Masswerkfenstern der Joche 3, 4 und 5 erst
in diesem Jahr durchgeführt werden. Zuerst wurde eine Schutzverschalung über zwei Gerüstebenen
als Einstiegsschutz vom Zimmerer erstellt. Nachdem die Verglasungen in der
unteren Hälfte ausgebaut waren, konnte der Gerüstbauer (Fa.Weber) durch die freigewordenen
Fensteröffnungen mit Gitterträgern nach innen einen Fangboden errichten. Darauf
wurde eine Gerüstscheibe über den Innenflächen der 3 Obergadenfenster erstellt. Um die
Kirchenbesucher vor eventuell herabfallenden Materialien zu schützen, wurde das gesamte
Hängegerüst verplant und abgedichtet.
Da an den Verglasungen Schäden festzustellen waren, wurden diese Glaserarbeiten vom
Erzb. Bauamt in Auftrag gegeben und die Steinsanierungsmaßnahmen von der Münsterbauhütte
ausgeführt. Die entstandenen Gerüstkosten von ca. 13.000 € wurden zwischen
MBV und Bauamt aufgeteilt.
An den Maßwerken der 3 Obergadenfenster wurden umfangreiche Vierungen eingpasst und
mit dem modifizierten Silikatkleber für die Freiburger Münsterbauhütte (Fa.Busch) eingeklebt.
Nach Aushärtung des Klebers wurden die vorgearbeiteten Vierungen angepasst. Für
die zwei Steinrestauratoren der Bauhütte stand die Aufgabe Risse zu schließen und Schalen
zu hinterfüllen. Dies wurde auf Basis des KSE-Modulsystems (Fa.Remmers) durchgeführt.
Die Hinterfüllmaterialien wurden farblich auf die patinierte Steinoberfläche der Maßwerkteile
abgestimmt.
Das Quadermauerwerk der Joche 2 und 3, über dem Seitenschiffdach bis zur Obergadengalerie,
wurde mit warmem Wasser ohne Zusätze nahezu drucklos gereinigt. Die Fugen
wurden teilweise bis auf eine Tiefe von 2 cm
ausgeräumt und mit Trasskalkmörtel
(Fa.Schmalstieg) neu ausgefugt. Stark abschalende
und zurück gewitterte Steinpartien
wurden abgezahnt und auf den gesunden
Stein zurückgearbeitet. Mit farblich abgestimmten
Steinrestauriermörtel (die farbliche
Anpassung konnte durch Mischversuche erreicht
werden), wurden die vorbereiteten
Steinflächen angetragen. Besonders kleine
Ergänzungen wurden feucht gehalten, um ein
Verbrennen des Antragmateriales zu vermeiden.
Auf das Anmodellieren von fehlenden
Steinkanten wurde verzichtet. In diesen Bereichen
wurde tieferliegend gefugt um breitere
Fugenbilder zu vermeiden. Teilbereiche der
Obergadenwand und der Blattfriese wurden
mit Steinfestiger KSE 300 (Fa.Remmers) behandelt.
Abb.: 23
Abb.: 24 Abb.: 25
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Abb.: 23 Ausgearbeitete
Vierungen im Obergadenfenster
3/4 Süd
Abb.: 24 Versetzen der
Handläufe auf die Maßwerke
Abb.: 25 Vierung wird
zum Einkleben mit Silikatkleber
vor Ort angepasst

Abb.: 26 Abb.: 27
Abb.: 28 Abb.: 29
Werkstattarbeiten
Die folgenden Abbildungen zeigen einen repräsentativen Querschnitt der verschiedenen
ausgeführten Arbeiten im Jahr 2004.
Abb.: 30 Abb.: 31
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Abb.: 26 Nacharbeiten
der eingesetzten Vierungen
Abb.: 27 Ausarbeiten der
abbröckelnden Oberflächen
Abb.: 28 Antragen des
Restauriermörtels
Abb.: 29 Fertiggestellte
Antragung mit dem Restauriermörtel
der Fa.
Schmalstieg
Abb.: 30 Kopie des Wasserspeiers
– Mann mit Brille
Abb.: 31 Bohren des
Auslaufs am Wasserspeier

Abb.: 32
Abb.: 34
Abb.: 33
Abb.: 35
Abb.: 36 Abb.: 37
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Abb.: 32 Erster Klebeversuch
mit dem Silikatkleber
der Fa. Busch
Abb.: 33 Einsetzen der
Vierung
Abb.: 34 Auszubildende
bei der Serienfertigung
von 5 Lilien für den Strebepfeileraufsatz
3/4 Süd
Abb.: 35 Maßwerkteil
des Fialaufsatzes - Strebepfeiler
3/4 Süd
Abb.: 36 Kreuzblume
auf dem Strebepfeiler 3/4
Süd
Abb.: 37 Dreieckskreuzblume
für Begleitfiale

Abb.: 38
Abb.: 39
Abb.: 40 Abb.: 41
Abb.: 42
Abb.: 43
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Abb.: 38 Maßwerkvorderteil
für den Figurenbaldachin
3/4 Süd
Abb.: 39 Linkes Maßwerkteil
des Figurenbaldachins
Abb.: 40 Zum Tag der
offenen Türe aufgebaute
Fiale 3/4 Süd
Abb.: 41 Anfertigung der
Kopie eines Apostels
Abb.: 42 Auf dem Kopf
stehender Baldachin in
Arbeit
Abb.: 43 Ausarbeiten
der Krabben einer Fiale

Abb.: 44 Abb.: 45
Abb.: 46
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Abb.: 44 Kopierarbeit
einer Wimpergkrabbe für
das Südost-Fenster am
Hauptturm
Abb.: 45 Große Vierung
zur Ergänzung der Fialspitze
2/3 Süd
Abb.: 46 Ergänzen des
Postamentreliefs mit dem
KSE-Modulsystem

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Abschließender Kurzbericht über die restauratorischen Maßnahmen
an der Renaissance-Vorhalle des Freiburger Münsters
Die Renaissance-Vorhalle wurde aus einem mittelkörnigen Buntsandstein, welcher aus der
Gegend von Heimbach stammt, errichtet. Nach nahezu 400 Jahren sind deutliche Witterungsmerkmale
zu verzeichnen. Für das Ausmaß der Schäden sind mehrere, ineinander
greifende Schadensmechanismen verantwortlich. Einer der wesentlichsten ist der Eintrag
von Feuchtigkeit / Wasser in den Naturstein. Aber auch die Position der einzelnen Steine
oder die stellenweise fehlende Fassung sind für die unterschiedlich geprägten Schadensphänomene
maßgeblich.
Im Auftrag der Münsterbauhütte wurden von April 2002 bis April 2004 folgende konservatorische
/ restauratorische Maßnahmen an der Renaissance-Vorhalle des Freiburger Münsters
durchgeführt.
Einbringen von Bindemittel; Festigung
Verklebung einzelner Bruchstücken
Behandlung korrodierter Eisen
Verfüllung von Rissen, Schalen und Hohlstellen
Reinigung der schwarzen Gipskrusten und des biogenen Bewuchses
Antragungen und Kittungen an kleineren wie auch an größeren Fehlstellen
Aufbringung von Schlämmen innerhalb stark zerklüfteter Bereiche
Reduktion von bauschädlichen Salzen
Verfugungen innerhalb defekter Fugen
Die einzelnen Schäden und die daraus resultierenden Maßnahmen am Stein wurden detailliert
in der Arbeitsdokumentation 2002 von der Münsterbauhütte veröffentlicht. Aus diesem
Grunde sollen die Maßnahmen im Einzelnen nicht mehr erörtert werden. Die Arbeiten selbst
wurden im Vorfeld zwischen Denkmalpflege, Münsterbauverein und Restaurator diskutiert
und gemeinsam entschieden. Der Schwerpunkt dieses Berichtes ist es, einen gesamthaften
Überblick der geleisteten restauratorischen Arbeiten zu geben.
- Sämtliche Arbeiten wurden in Text, Bild und zeichnerisch durch eine Maßnahmenkartierung
(Masstab 1:10) dokumentiert.
- Eine der Hauptaufgaben lag in der Salzreduktion.
Die bauschädlichen Salze rühren aus alkalischen Bausubstanzen, Streusalz und vor allem
durch eingebrachtes tierisches und menschliches Urin. Somit sind die nachgewiesen hohen
bauschädlichen Salzkonzentrationen (hauptsächlich Nitrat, Sulfat und Chlorid) in den Sockelzonen
der Renaissance-Vorhalle und im unteren Bereich der romanischen Wand anzutreffen.
Das Reduzieren von bauschädlichen Salzen kann, soweit es die Salzanalysen, die von der
FMPA Stuttgart gemessen wurden, als weitestgehend gelungen gewertet werden. Es muss
jedoch daraufhin gewiesen werden, dass die zwei ersten Entsalzungszyklen deutliche
Salzmengen enthielten, der dritte Entsalzungszyklus hingegen nahezu keine Salze mehr
enthielt. Bei den vorangegangenen Untersuchungen zeigte sich anhand von quantitativen
Salztiefenprofile, dass die bauschädlichen Salze sich auch tief im Steingefüge befinden.
Dies lässt den Rückschluss zu, dass sich immer noch Salze im Gestein befinden, diese jedoch
eine gewisse Zeit benötigen, um an die Oberflächen zu wandern. Somit sind Beobachtungen
und höchstwahrscheinlich weitere Entsalzungszyklen in der Zukunft von Nöten.
Die Frage nach denen im Boden befindlichen Salzen, die nach und nach in die Sockelzonen
der Renaissance-Vorhalle und der romanischen Wand wandern, konnte im Rahmen dieser
Maßnahme nicht geklärt werden.
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Abb. 1 Vorzustand
Die Abbildungen zeigen einen Teilbereich des Postaments auf welchem sich die Initialen
des Baumeisters befinden. Bei der Abbildung links wurde vor Beginn der Maßnahmen eine
Notsicherung mit Hilfe von Eisendübel und Heißkleber vorgenommen. Die Hohlstelle wurde
mit einer auf den Stein abgestimmten, mineralischen Injektionsmasse hinterfüllt. Damit der
Wasserablauf wieder gewährleistet werden konnte, wurden scharfe Kanten, die durch die
Verwitterungsformen entstanden sind, gekittet oder geschlämmt. Sämtliche Arbeiten hatten
das Ziel die historische Substanz weitestgehend zu erhalten.
Abb. 3 Detail einer Maßwerkbrüstung im Vorzustand
Abb. 4 Detail einer Maßwerkbrüstung im
Zwischenzustand
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Abb. 2 Endzustand
Alle durch Korrosion entstandenen
Schäden im Buntsandstein wurden behoben.
Das korrodierte Eisen wurde je
nach Intensität des Schadensbildes
durch V4A Stahl ausgetauscht oder mittels
Mikrosandstrahlgerät gereinigt und
danach mit einem Korrosionsschutz versehen.
Die Schäden selbst traten vermehrt an
Stellen auf, die der Witterung stark ausgesetzt
waren ( gesamte Maßwerkbrüstung,
Westseite). Größere Fehlstellen
(mehr als 2 cm³) wurden mit einem handelsüblichen,
rein mineralischen, auf den
Stein farblich abgestimmten Restaurierungsmörtel
ergänzt.
Der Schwerpunkt der Antragungen lag
bedingt durch eingetragenes Regenwasser
im Sockelbereich der Maßwerkbrüstungen.
Im Zuge des Abbaus und
des Wiederaufbaus der Maßwerkbrüstung
wurden sämtliche Fugen erneuert.
Als letzter Arbeitsgang erfolgte durch
den Restaurator Herr Grether und seine
Mitarbeiter eine monochrome Fassung.

Abb. 5 Detail einer Maßwerkbrüstung im Endzustand
Kittungen kamen an Bereichen zum
Zuge deren Fehlstellen eine Größe
von 0,1 bis 2 cm³ aufwiesen. Ziel
war es die Fehlstellen stilistisch soweit
zu schließen, dass die Formensprache
wiedergegeben war. Somit
wurden äußere Kanten und Linien
wiederhergestellt. Die Fehlstellen
wurden mit einem farblich angepassten
Kittungsmörtel geschlossen.
Im Einzelnen besteht der Mörtel aus
unterschiedlichen Quarzkörnern und
Pigmenten. Gebunden wurde der
Mörtel mit Syton x30, einem kieseligen
Bindemittel. Sämtliche Bereiche
die gekittet wurden, mussten nachträglich
mit Kieselsäureester gefestigt
werden.
Abb. 6 Teilbereich des stark beschädigten Architravs im Vorzustand
Abb. 7 Teilbereich des Architravs im Zwischenzustand vor der Fassung
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Farbliche Schutzbeschichtung auf Fialaufsatz mit Posaunenengel
an der süd - östlichen Turmseite
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Der hohe, schlank aufragende Fialaufsatz,
der von einer Posaunenengel-
Skulptur bekrönt wird, wies erhebliche
Steinschäden auf. Diese ließen sich
hauptsächlich am Ergänzungsstein,
welcher zu Beginn des 20. Jahrhunderts
verbaut wurde, feststellen. Neben,
vor allem relativ feinen, Rissen
waren auch Verwölbungen und Verwerfungen
festzustellen. Hier sorgte
eindringende Feuchtigkeit mit Frostsprengung
für die entsprechenden Beschädigungen.
Partiell waren auch
Absandungen an der Steinoberfläche
nachzuweisen.
Da dieser, über mehrere Meter weit
aufragende schmale Fialaufsatz mit
seinen feinen Verästelungen weitgehend
aus diesem Ersatzmaterial errichtet
wurde, wäre bei einer Austauschaktion
des Steines ein Komplettabbau
dieses Bereichs notwendig
geworden. Da sich die Schäden jedoch
in einem durchaus überschaubaren
Rahmen hielten, wurden alternative
Bearbeitungsmöglichkeiten diskutiert.
Dabei kristallisierte sich eine
Kombination aus zwei verschiedenen
Ansätzen für eine Konservierung des
Fialaufsatzes heraus. So sollte neben
einer Konservierung des Steinbestandes
im Sinne von Festigen, Verfüllen
von Rissen und Schließen von Ausbrüchen
zum Abschluss eine Art
Schutzbeschichtung durchgeführt werden.
Entsprechende Vorversuche hierzu
laufen bereits seit den Jahren 2002
und 2003 am Freiburger Münster in
Zusammenarbeit zwischen der Münsterbauhütte
und der Materialprüfungsanstalt
in Stuttgart.
Ziel dieser Beschichtungen ist es, das
Eindringen von Feuchtigkeit in den
Stein von außen her zu unterbinden,
dabei aber gleichzeitig den Feuchteaustausch
von der Steininnenseite
nach außen durch die Beschichtung
hindurch zu gewährleisten. Hierfür
eignen sich moderne Anstrichmaterialien,
welche diese speziellen Anforderungen
erfüllen. Jedoch ist aus ästhetischen
Gründen ein Anstrich auf dem
Stein am Freiburger Münster zunächst
schwierig vorstellbar gewesen. Die
Probereihen, die bereits im Jahresbericht
des vergangenen Jahres beschrieben
wurden, grenzten die Auswahl
möglicher Materialien ein.

Es wurde deutlich, dass eine pigmentierte
Beschichtung auf den Stein erfolgen
muss, um die gewünschten
Schutzanforderungen erfüllen zu können.
Damit wurde recht schnell klar,
dass das ästhetische Problem eines
Anstrichs im Umfeld von Natursteinen
gelöst werden musste. Die Proben
hierzu ergaben, dass durch Aufmalen
einer Steinstruktur – durchaus im Sinne
einer illusionistischen Steinbemalung
– für den Betrachter diese Beschichtung
nahezu unsichtbar wird.
Aus technischen Gründen ist es notwendig,
dass die Beschichtung vollflächig
ausgeführt wird. Das bedeutet,
dass keiner der dazwischen liegenden
Steine ohne den Farbauftrag bleiben
darf, da in diesen dann durch das ablaufende
Wasser der darüber liegenden
Steine ein erhöhter Feuchtigkeits-
und damit auch Schadstoffeintrag bestehen
würde. Das heißt, dass die so
zu bearbeitenden Flächen insgesamt
mit dieser Beschichtung versehen
werden müssen, was beinhaltet, dass
auch die Fugen zwischen den einzelnen
Steinen überdeckt und anschließend
farblich wieder abgesetzt werden
müssen.
Ziel dieser Beschichtung ist eine technische Verbesserung. Dabei ist es aber notwendig,
diese für den Betrachter optisch unsichtbar zu gestalten.
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Renaissance-Vorhalle
Im Jahr 2004 wurde der zweite Teil der Maßnahmen an der Renaissance-Vorhalle durchgeführt.
Diese umfassten im Wesentlichen die flächige Farbfassung auf dem Stein nach Befund.
Wie bereits im zurückliegenden Jahresbericht erläutert, war die Vorhalle zu jener Zeit
im Steinfarbton gestrichen. Das wurde bei der jetzigen Restaurierung wieder aufgegriffen,
wobei der Farbauftrag auch zu einer technischen Verbesserung im Oberflächenbereich der
geschädigten Steine führen sollte. Auch für diesen Farbauftrag lagen die Erkenntnisse der
vorbereitenden Untersuchungsreihe, welche in Zusammenarbeit mit der Münsterbauhütte
und der Materialprüfungsanstalt in Stuttgart erstellt wurde, zu Grunde.
Im Jahr 2004 erfolgte auch die Instandsetzung der Gewölbeflächen mit der Konservierung
des Bestandes. Des Weiteren wurden die Anschlüsse zur Südgiebelwand des Querhauses
bearbeitet. Hier lassen sich im ehemaligen, spätromanischen Bogenfeld um das Tympanon
noch Bemalungsreste feststellen. Im direkten Kontakt der die Vorhalle tragenden Konsolen
zeigen die älteren Steine an der Giebelwand Farbreste, die vermutlich zu einer ehemaligen
Wappenbemalung gehören. Mit Hilfe von ultravioletten Lichtquellen und entsprechenden
Photomethoden konnten die minimalen Farbreste besser lesbar dokumentiert werden. Es
lassen sich die Umrisse einer Wappenfeldbemalung erkennen.
Lammportal, vorbereitende Untersuchungen
Das Lammportal, durch das man auf der Südseite das Seitenschiff betritt, zeigt im Bereich
des Tympanons mit dem dort plastisch gestalteten Lamm sowie den beiden angrenzenden
Wimpergen erhebliche Steinschäden. Diese wurden bereits von Seiten der Münsterbauhütte
dokumentiert. In diesem Umfeld sollte der Bestand auf historische Farbschichten hin voruntersucht
werden. Hierzu konnte mit optischen Hilfsmitteln die Ausdehnung der ursprünglichen
Farbgestaltung eingegrenzt werden.
Es ist bemerkenswert, dass auf großen Feldern des Lammportals Farbfassungsreste ehemaliger
mehrfarbiger Anstriche vorliegen. Partiell sind Steinfarbtöne als zum Teil auch flächige
Farbaufträge zu erkennen, partiell sind auch helle Bemalungsreste, insbesondere bei
den figürlichen Darstellungen, Hinweis auf eine vermutlich ehemals polychrome Farbgestaltung.
Mit diesen Untersuchungen ist erst begonnen worden, und es ist geplant, diese im
Jahr 2005 fortzuführen. Es ist ebenfalls vorgesehen, in dem nun vor uns liegenden Jahr
auch die Konservierungsarbeiten am Stein sowie die Reinigung des Lammportals restauratorisch
vorzunehmen.
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Die Spannanker am mittleren Pfeilerpaar des Langhauses
Bei der Sanierung der Strebesysteme werden seit 1986 Spannanker unter dem mittleren
Gewölbe zur statischen Sicherung der Bausubstanz eingesetzt. Diese sind nun nach Abschluss
der Strebepfeiler- und Strebebogensanierung nicht mehr notwendig und wurden im
Spätsommer des letzten Jahres durch die Mitarbeiter der Münsterbauhütte ausgebaut. Die
Wirkung der Kräfte im Gewölbe über dem Mittelschiff, und an den Strebebögen, Strebepfeilern
sind hinreichend bekannt. Dieses System ist standsicher, aber empfindlich. Bei entstehenden
Bewegungen durch die laufenden Sanierungsarbeiten oder Erdbeben muss es
sorgfältig beobachtet und durch Lotmessungen kontrolliert werden.
Am Anfang des Jahres 1984 traten während der Sanierung der südlichen Strebebögen 4/5
und 5/6 des Langhauses außergewöhnlich große Bewegungen auf. Am Pfeiler 3/4 Süd
wurde ein Ausweichen nach Südosten von ca.3 cm gemessen. Dagegen bewegten sich die
Pfeiler 2/3 Süd und 2/3 Nord nur um 0,3 mm. Diese Bewegung wurde auf den Abbau der
Hauptfialen der Strebepfeiler zurückgeführt. Hier wurden wesentlich mehr Steinteile abgebaut
als vorgesehen waren. Der alternativ aufgebrachte Ballast reichte offensichtlich nicht
aus, eventuell haben sich auch noch Temperaturverformungen überlagert. Mit erhöhter Auflast
wurden die Rückstellkräfte des Systems aktiviert und die Bewegungen bis September
1984 nahezu vollständig rückgängig gemacht. Die gemachte Erfahrung veranlasste meinen
Vaters Benno Kremp, an den noch zu sanierenden Strebesystemen, als Schutz vor weiteren
Verformungen, Anker einzubauen und diese vorzuspannen.
Da durch diese Anker das System verändert wird, mussten der Ausführung einige Überlegungen
vorausgehen. Das Gewölbe gibt seine Last konzentriert an den Tiefpunkten der
Strebeachsen ab. Dort ist das Gewölbe fest mit der Wand verbunden und es werden nur
diese Teile statisch beansprucht.
Jedes Strebesystem (Joch) wird mit zwei Ankern gesichert. Hierbei werden die Obergadenwände
Nord und Süd in Höhe der Gewölbeansätze miteinander verspannt. Die Richtungen
der zu bohrenden Löcher durch die fast 1,40 m dicken Obergadenwände wurden mit einem
hohen Vermessungsaufwand ermittelt. Da die Schildbögen der Obergadenfenster nicht nur
seitlich, sondern auch in der Höhe differieren, waren die jeweiligen Bohrwinkel mehrfach zu
ermitteln. Die Anker bestehen aus Stahl der Güte St 835/1030 und haben einen Durchmesser
von 26,5 mm. Die Lastverteilung auf die Außenwand erfolgt über Stahlpakete, die mit
untergelegten Dämmplatten den Druck gleichmäßig auf mehrere Steine verteilen. Die
Spannkraft wird über Dehnmessstreifen, die auf den Ankerstählen aufgeklebt wurden, laufend
gemessen und protokolliert. Die theoretische Dehnung unter 115 kN ist ca. 14 mm [dl =
l * F/(E*A)= 13.600 mm * 115.000N /(205.000N/mm² * 555,5 mm²)]
Die Spannanker wurden nach Beendigung der Sanierungsarbeiten an den Strebepfeilern
4/5 und 5/6 ausgebaut und am 06.11.1990 in die nächsten beiden westlichen Strebesysteme
2/3 und 3/4 wieder eingesetzt. Sämtliche Messungen (optisches Lot, Höhenmessung
am Gewölbescheitel, Kontrolle der Messbolzen an den Pfeilern) beim Ersteinsatz
und auch Umsetzen der Spannanker ergaben keinerlei Hinweise für eine auffällige oder
schädliche Verformung.
Unter dieser Einspannung durch die Ankerstangen leidet allerdings die Aussagekraft der
kontinuierlich durchgeführten Lotmessungsergebnisse gegenüber einem freien System. Das
Ergebnisprotokoll zeigt, dass die Dehnung im Winter größer ist als im Sommer. Allerdings
beträgt der messbare Unterschied (im gebundenen System) nur 0,5 mm. Außerdem wurde
während der 14-jährigen Standzeit eine laufende Abnahme der Spannankerkräfte an den
Messinstrumenten festgestellt. Danach ging die Dehnung von ca.14 mm auf 7 mm zurück.
Die Ursache dafür sehe ich im Kriechverhalten des Klebers mit dem die Dehnmessstreifen
auf der Zugstange fixiert worden sind. Für den zukünftigen Einsatz ist ein zertifizierter
Kleber zu verwenden oder eine verschweißte Variante. Auch optische Messeinrichtungen
wären einsetzbar, allerdings mit hohen Kosten verbunden.
Die optischen Lotmessungen an den Pfeilern 2/3 Süd, 2/3 Nord und 3/4 Nord finden parallel
statt und zeigen für den Zeitraum von 1991-2003 je Pfeiler in Kapitellhöhe eine Bewegungsdifferenz
von 1-2 mm. Damit ist die beruhigend wirkende Funktion der Spannanker dokumentiert.
-23-

Abb.: 1
Abb.: 3
Abb.: 4
Abb.: 2
-24-
Abb.: 1 Probefahrt mit
Kran und Hubsteiger vor
dem eigentlichen Ausbautermin.
So wurde sichergestellt,
dass die beiden
Schwenkarme einander
im Bewegungsablauf
nicht behinderten. Ein Gerüstbau
konnte so vermieden
werden.
Abb.: 2 Anschweißen
der Zugstange an die
Stahlpakete, um das Mitdrehen
der Stange beim
Lösen der Spannmutter
zu verhindern.
Abb.: 3 Demontage des
Stahlpakets von der Obergadenwand
am Pfeiler
2/3 Nord vom Hubsteiger
aus.
Abb.: 4 Seilsicherungen
unter den gelösten Zugstangen.
Hierdurch konnte
vermieden werden,
dass sich der Spannstahl
beim Herausziehen zu
stark durchbiegt und in
Folge dessen in den
Mauerbohrungen verkantet.

Untersuchungsbericht vom 03.08.2004
(gekürzte Version)
Freiburger Münster, Silikonharzlasur auf Buntsandstein - Klimasimulationsversuche
Allgemeines
Der Freiburger Münsterbauverein, vertreten durch Herrn Münsterbaumeister Saß, beauftragte
das Otto-Graf-Institut der MPA Universität Stuttgart mit der Untersuchung des Bewitterungsverhaltens
von Silikonharzretuscheanstrichen auf Buntsandsteinmusterplatten.
Fragestellung
Das Freiburger Münster ist aus Buntsandstein erbaut. Durch die auftretenden Verwitterungsschäden
sind immer wieder Ersatzgesteine unterschiedlicher Herkunft aus dem Schwarzwald
und dem Elsass verbaut worden. Dabei sind insbesondere seit dem 2. Weltkrieg auch Neusteine
verbaut worden, die schon nach einer Expositionszeit von wenigen Jahrzehnten Schäden durch
vorwiegend Rissbildung im Lager aufweisen. Um Teile dieser offensichtlich bewitterungsempfindlichen
Materialien, besonders Freudenstädter Buntsandstein, noch für eine längere Zeit am
Bauwerk halten zu können, sind restauratorische Maßnahmen zur Erhaltung, Konservierung und
zukünftigen Schutz vorgesehen. Dabei wird ein abschließender, partieller Schutzanstrich mit einer
wasserabweisenden Silikonharzfarbe / -lasur in Erwägung gezogen. Es soll einerseits das
optische Erscheinungsbild verbessert werden und andererseits soll durch die Reduzierung der
Feuchteaufnahme bei Schlagregen der Verwitterungsprozess deutlich verlangsamt werden.
Ziel der Untersuchungen mit Hilfe von zyklischer Klimasimulation soll sein, verschiedenartige
Rezepturen von Lasuraufträgen auf ihre Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit zu testen. Gleichzeitig
soll untersucht werden, ob mit unerwünschten Nebeneffekten durch einen derartigen
Schutzüberzug zu rechnen ist, d.h. ob es nicht unter Umständen zu einer verstärkten Schadensentwicklung
kommen kann. Gewünscht wäre hingegen ein langsames Abwittern des Schutzanstriches
nach einer ausreichend langen Standzeit.
Probenmaterial
Von der Münsterbauhütte Freiburg und Herrn E. Grether sind insgesamt 70 Musterplatten aus Kenzinger
Sandstein und Freudenstädter Sandstein angefertigt worden. Diese wurden mit unterschiedlich
modifizierten Färb- bzw. Lasursystemen behandelt.
Die Platten 1 - 20 wurden zur Bewitterung auf dem Münsterdach ausgelagert, die Platten 21 - 60
wurden an die MPA Universität Stuttgart für künstliche Bewitterungssimulationen verschickt, die Platten
61 - 70 sind im Keller der Münsterbauhütte als Referenz eingelagert worden.
Es sind folgende Systeme (zum Teil in Kombination) verwendet worden:
Lasur deckende Silikonharzfarbe von Remmers Chemie, nachpigmentiert mit
Fe-Oxiden von Herrn Grether und etwas verdünnt mit Systemverdünnung von
Remmers Chemie
Lasur II unpigmentierte Lasur/Farbe von Remmers Chemie, nachpigmentiert mit Fe-Oxiden
Lasur III Systemverdünnung von Remmers Chemie
Lasur IV Silikonharzfarbe Caparol, nähere Bezeichnung nicht bekannt
Lasur V Remmers Chemie KSE 500 SIE mit Steinmehlen angerührt
Lasur H auf Basis Spezialfixativ Fa. Keim
Weiterhin wurde zwischen 1-maligem und 2-maligem Anstrich, jeweils hälftig, sowie zwischen nur
Vorderseite oder allseitig behandelt unterschieden. Einen Überblick gibt Tab. 1.
Es wurde vor Beginn der Bewitterung eine optische Bemusterung der Platten und die Messung der
kapillaren Wasseraufnahme durchgeführt. Diese Werte liegen als Referenzwerte vor.
-25-

Tabelle 1: Sandsteinplatten mit Farbanstrichproben,
aus der Dokumentation von Herrn Grether
Probe
Sandsteintyp
Anstrichtyp
Vorderfläche
einfach /
zweifach
gestrichen
Allseitig
einfach / zweifach
gestrichen
21 Kenzinger Sst. Nullprobe — —
22 Kenzinger Sst. l X
23 Kenzinger Sst. 1+111(1:1) X
24 Kenzinger Sst. II pigmentiert X
25 Kenzinger Sst. ll+lll (1:1) X
26 Kenzinger Sst. II, farblos X
27 Kenzinger Sst. II, Steinmehl X
28 Kenzinger Sst. H X
29 Kenzinger Sst. IV X
30 Kenzinger Sst. V X
31 Kenzinger Sst. Nullprobe — —
32 Kenzinger Sst. l X
33 Kenzinger Sst. l+lll (1:1) X
34 Kenzinger Sst. II pigmentiert X
35 Kenzinger Sst. 11+111(1:1) X
36 Kenzinger Sst. II, farblos X
37 Kenzinger Sst. II, Steinmehl X
38 Kenzinger Sst. H X
39 Kenzinger Sst. IV X
40 Kenzinger Sst. V X
41 Freudenst. Sst. Nullprobe — —
42 Freudenst. Sst. l X
43 Freudenst. Sst. 1+111(1:1) X
44 Freudenst. Sst. II pigmentiert X
45 Freudenst. Sst. 11+111(1:1) X
46 Freudenst. Sst. II, farblos X
47 Freudenst. Sst. II, Steinmehl X
48 Freudenst. Sst. H X
49 Freudenst. Sst. IV X
50 Freudenst. Sst. V X
51 Freudenst. Sst. Nullprobe — —
52 Freudenst. Sst. l X
53 Freudenst. Sst. 1+111(1:1) X
54 Freudenst. Sst. II pigmentiert X
55 Freudenst. Sst. 11+111(1:1) X
56 Freudenst. Sst. II, farblos X
57 Freudenst. Sst. II, Steinmehl X
58 Freudenst. Sst. H X
59 Freudenst. Sst. IV X
60 Freudenst. Sst. V X
-26-

Bewitterungssimulation
Zur Simulation der natürlichen Bewitterung im Zeitraffer wurde ein Klimasimulationsgerät der
Fa. Weiss Klimatechnik nach Bauart BAM eingesetzt. Es wurde folgender Zyklus programmiert:
Intensive Beregnung bei 15 °C für 30 min (simuliert Schlagregenbelastung)
schnelle Temperaturabsenkung auf -20 °C in ca. 30 min
anhaltende Frostbeanspruchung bei -20 °C für 4,5 h
auftauen und heizen auf +70 °C in 1 h
trocknen bei 70 °C und einer relativen Luftfeuchte von ca. 30 % rF für 5,0 h
Zwischenstufe Abkühlen auf 50°C in 30 min, dann
Neubeginn des Zyklus mit Beregnung, verbunden mit rascher Abkühlung auf 15 °C (simuliert
Gewitterregen auf heiße Steinoberfläche).
Die Dauer eines Zyklus hat somit 12h betragen. Durch die hohe Anzahl an Probeplatten war eine
Aufteilung in 2 Durchgänge erforderlich. Eine erste Charge wurde am 26.3.04 gestartet und absolvierte
insgesamt 54 Belastungszyklen. Eine zweite Charge (Platten Nr. 40 - 49) wurde am 22.4.04
begonnen und für insgesamt 48 Zyklen bewittert. Dabei konnte über einen Zeitraum von 310 h (= 25
Zyklen) zusätzlich mit UV-Belastung bewittert werden. Zusätzlich sind die Platten Nr. 22, 24, 25, 26,
und 27 noch einmal in die 2. aufgenommen worden, so dass diese letztgenannten Platten insgesamt
102 Bewitterungszyklen, davon 25 Zyklen mit UV-Beleuchtung, durchfahren haben.
Vergleichende Nachuntersuchungen
a) Makroskopische Untersuchung
Bei beiden Materialien handelt es sich um rote bis rotviolette Buntsandsteine. Der Kenzinger Sandstein
ist insgesamt homogener ausgebildet und deutlich quarzitisch gebunden. Er ist als gut verwitterungsbeständig
einzuschätzen. Der Freudenstädter Sandstein hingegen ist eher plattig ausgebildet
und ist fein geschichtet. Er weist einen höheren Anteil an ferritischen und tonigen Kornzementen auf.
Er ist als mäßig verwitterungsbeständig einzuschätzen und neigt zum "Aufgehen im Lager".
Alle bewitterten Sandsteinplatten wurden unter der Stereolupe eingehend betrachtet um Veränderungen
an den Lasuraufträgen zu erkennen. Die Ergebnisse sind in Tab. 2 dargestellt und zusammengefasst.
Tab. 2: Makroskopische Untersuchung der Lasuraufträge
Probe Plattentyp Farbauftrag Farbtyp Optische Beurteilung
21
22
23
24
25
26
28
29
30
31
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
Kenzinger Sandstein
ohne
Vorderseite
Vorderseite
Vorderseite
Vorderseite
Vorderseite
Vorderseite
Vorderseite
Vorderseite
ohne
—
l
l+lll
II p
ll+lllp
II f
SF
IV
V
—
Nullprobe ohne Beurteilung
gute Haftung und nicht kreidend, mikroporöse
Farbstruktur, Abplatzung auf Tonlinse, sonst ohne
Beeinträchtigung
gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckend,
mikroporöse Struktur bei 1x Auftrag
gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckend,
gering mikroporöse Struktur bei 1 x Auftrag
gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckend,
2 x Auftrag mit leichten Rissen
gute Haftung und nicht kreidend, mikroporöse
Farbstruktur
gute Haftung und nicht kreidend, Pigmentierung im
Porenraum, weißliche Bildungen
gute Haftung und nicht kreidend, nur wenig Farbe
im Porenraum sichtbar
sandende Oberfläche, mit krakeléartiger Rissbildung
Nullprobe
-27-

Fortsetzung von Tab. 2:
32 Kenzinger Sandstein alle Seiten
l gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt
33 Kenzinger Sandstein alle Sei- l+lll gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt,
ten
nur geringe mikroporöse Struktur
34 Kenzinger Sandstein alle Seiten
llp gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt
35 Kenzinger Sandstein alle Sei- ll+lllp gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt,
ten
nur gering mikroporöse Struktur
36 Kenzinger Sandstein alle Seiten
II f gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt
37 Kenzinger Sandstein alle Sei- II St gute Haftung und nicht kreidend, wenige Mikrorisse
ten
bei 2. Auftrag
38 Kenzinger Sandstein alle Sei- SF gute Haftung und nicht kreidend, Porenraum wenig
ten
mit Farbe gefüllt, weißliche Bildungen
39 Kenzinger Sandstein alle Sei- IV gute Haftung und nicht kreidend, Porenraum gut getenfüllt,
Quarzkörner hervorstehend
40 Kenzinger Sandstein alle Seiten
V sandende Oberfläche, Rissbildung mit Krakelé
41 Freudenstädter Sandstein ohne Nullprobe
42 Freudenstädter Sandstein Vorder- l gute Haftung und nicht kreidend, 1x Auftrag mikroseiteporöse
Struktur, bei 2. Auftrag leichte Rissbildung
43 Freudenstädter Sandstein Vorder- l+lll gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeseiteckend,
mikroporöse Struktur
44 Freudenstädter Sandstein Vorder- llp gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeseiteckend
45 Freudenstädter Sandstein Vorder- ll+lllp gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeseiteckend,
1x Auftrag mikroporöse Struktur
46 Freudenstädter Sandstein Vorder- II f gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt,
seite
1xAuftrag mikroporöse Struktur
47 Freudenstädter Sandstein Vorder- II St gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt,
seite
sehr raue Oberfläche
48 Freudenstädter Sandstein Vorder- SF gute Haftung und nicht kreidend, Sandstein deutlich
seite
durchscheinend
49 Freudenstädter Sandstein Vorder- IV gute Haftung und nicht kreidend, Porenraum gut geseitefüllt,
Quarzkörner hervorstehend
50 Freudenstädter Sandstein Vorderseite
V stark sandende Oberfläche, Rissbildung
51 Freudenstädter Sandstein ohne ... Nullprobe
52 Freudenstädter Sandstein
53 Freudenstädter Sandstein
54 Freudenstädter Sandstein
55 Freudenstädter Sandstein
56 Freudenstädter Sandstein
57 Freudenstädter Sandstein
58 Freudenstädter Sandstein
59 Freudenstädter Sandstein
60 Freudenstädter Sandstein
alle Seiten
alle Seiten
alle Seiten
alle Seiten
alle Seiten
alle Seiten
alle Seiten
alle Seiten
alle Seiten
l gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckend,
1x Auftrag mit mikroporöser Struktur
l+lll gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckend,
nur gering mikroporöse Struktur
llp gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckend,
1x Auftrag mikroporöse Struktur
ll+lllp gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt
II f gute Haftung und nicht kreidend, vollflächig bedeckt
II St gute Haftung und nicht kreidend, mit Rissbildung bei
2. Auftrag
SF gute Haftung und nicht kreidend, Porenraum gut gefüllt,
Quarzkörner hervorstehend
IV gute Haftung und nicht kreidend, Porenraum gut gefüllt,
Quarzkörner hervorstehend
V sandende Oberfläche,
Details in der Struktur der Farb- / Lasuraufträge sind zumeist nur unter der Stereolupe zu erkennen.
Dabei handelt es sich um:
mikroporöse Struktur des Farbauftrages: Es sind sehr kleine „Löcher" bzw. Poren im
Farbauftrag vorhanden, man sieht den Sandstein hindurch schimmern.
-28-

vollflächiger Farbauftrag: alles ist mit Farbe bedeckt, auch kleine Quarzkörner liegen
offen, d.h. kein Lasureffekt ( = Beschichtung).
Porenraum gut mit Farbe gefüllt: hier liegt eine wenig pigmentierte Lasur vor, Pigmentierung
ist nur in den Kornzwickeln zu sehen, die gröberen Quarzkörner des Sandsteines
stehen hervor (= Lasur).
Mikrorissbildung, Krakelé im Farbauftrag: es sind feine Risse unter der Lupe nicht aber
mit bloßem Auge sichtbar.
Generell gesehen ist die leicht poröse Mikrostruktur bei einmaligem Farbauftrag noch erkennbar
vorhanden. Bei zweifachem Auftrag kann sie ganz verschwunden sein. Optisch erkennbare Veränderungen
treten bei den mit KSE und Steinmehl angesetzten Rezepturen auf, diese sanden alle
deutlich. Die mit Spezialfixativ angesetzten Rezepturen zeigen geringe weißliche, lockere Bildungen
im Porenraum, hierbei könnte es sich um Ausblühungen oder Ähnliches handeln.
b) Kapillare Wasseraufnahme
Vor und nach der Bewitterung wurde die kapillare Wasseraufnahme mit Hilfe des Prüfröhrchen
nach Karsten gemessen. Die Silikonharzlasuren sind hydrophob, d.h. Wasser abweisend eingestellt.
Somit sind sehr geringe Wasseraufnahmewerte zu erwarten. Es sind die Wasseraufnahme
in „ml" vor und nach der Bewitterung je Sandsteinplatte gegenüber gestellt. In der Regel
wurde die Messung auf der rechten Plattenseite, d.h. mit einmaligen Farbauftrag, gemessen.
Die mit Remmers Chemie KSE 500 SIE und Steinmehl beschichteten Proben waren zu Beginn
noch hydrophob, dies reduzierte sich aber im Laufe der Bewitterung deutlich.
Die Nullprobe zeigt die normale kapillare Wasseraufnahme des Kenzinger Sandsteins, die durch die
Silikonharzlasuren stark reduziert wurden. Der berechnete w -Wert beträgt 3,9 kg/m 2 h -0,5 . Der Anstrich
mit Caparol Silikonharzfarbe zeigt, dass bei einschichtigem Auftrag die kapillare Wasseraufnahme
durch die Bewitterung wieder deutlich angestiegen ist.
Der Freudenstädter Sandstein zeigt vor und nach der Bewitterung nur geringe Unterschiede
in der Wasseraufnahme.
c) Materialverluste durch Abwitterung
Um etwaige Materialverluste durch Abwitterungen zu bestimmen, wurden die Testobjekte
vor und nach der Bewitterungssimulation bis zur Massenkonstanz bei 40 o C getrocknet und
anschließend das Trockengewicht ermittelt.
Mit Ausnahme der deutlich sandenden Proben 30, 40, 50, 60 und 31 (ausgeplatzte Tonlinse) sind
nur sehr geringe Masseverluste, die mit leichten mechanische Beschädigungen der Kanten
(durch Ein- und Ausbau, Transport, etc.) einhergehen, aufgetreten. Ebenso gering waren die
Materialverluste bei den UV-bestrahlten Sandsteinen.
d) Haftzugmessungen
Nach Abschluss der Bewitterung wurden an einem ausgewählten Set von 6 Platten Messungen zur
Bestimmung der Haftfähigkeit der Beschichtung auf dem Sandstein ausgeführt. Hierzu wurden ausnahmslos
Bereiche mit zweischichtigem Auftrag gewählt. Es wurden Metallstempel mit einem Durchmesser
von 5 cm auf die jeweiligen Flächen mit „HBM X60 Schnellklebstoff“ aufgeklebt und nach
Aushärtung mit einem hydraulischen Prüfgerät von Fa. Herion abgezogen. Als Kraftanstieg wurden
100 N/s gewählt. Die abgezogenen Flächen wurden auch aufgrund der sehr geringen Beschichtungsstärke
abweichend von der Norm nicht durch Anbohren freigestellt. Die Ergebnisse sind in Tab.
5 dargestellt.
-29-

Tab. 5: Ergebnisse der Haftzugmessungen
Probe Kraft [kN] Haftzugfestigkeit
[N/mm 2 ]
Bemerkungen
34-2 1,32 0,67 Abrissfläche 75% zwischen Klebstoff und Beschichtung, 25
% im Stein
33-2 0,90 0,46 Abrissfläche > 75% zwischen Klebstoff und Beschichtung, <
25% im Stein
25-2 2,22 1,13 Abrissfläche zu ca. 80% im Sandstein, < ca. 20% zwischen
Klebstoff und Farbe
26-2 0,95 0,48 Abrissfläche zu 90% im Farbauftrag, ca. 10% im Stein
32-2 0,57 0,29 Abrissfläche zu 90% zwischen Klebstoff und Farbe, zu ca.
10% zwischen Farbe und Stein
37-2 0,78 0,40 Abrissfläche nahe 100% zwischen Klebstoff und Farbe mit
Ausnahme hervorstehender Sandkörner
Die nach der Bewitterung ermittelten Haftzugfestigkeiten sind als sehr gut einzuschätzen, obwohl
die überwiegende Anzahl an Messungen deutliche Haftungsprobleme zwischen dem Schnellklebstoff
X 60 und der hydrophob -eingestellten Beschichtung gezeigt haben. Das reine Silikonharzlasursystem
ohne zusätzliche Nachpigmentierungen wird durch die Platte 26 repräsentiert und zeigt
dort auch eine sehr gute Haftzugfestigkeit von ca. 0,5 N/mm 2 . Die Platten 25 und 26 waren auch einer
zusätzlichen UV - Beleuchtung ausgesetzt, die keinen erkennbaren Einfluss ausgeübt hat.
Zusammenfassung der Ergebnisse
Die Bewitterungssimulation unterschiedlicher, mit Pigmenten modifizierter Silikonharzfarben bzw. -
lasuren hat über den Anwendungszeitraum praktisch zu keinen sichtbaren Veränderungen an den
Oberflächen geführt. Nur an den im Vergleich mit bearbeiteten, anderen Systemen, nämlich KSE
500 SIE und auf Spezialfixativ basierten Schlämmen sind registrierbare Veränderungen eingetreten.
Die Haftung der Silikonharzfarben- bzw. -lasuren auf dem bruchfrischen Steinuntergrund ist als sehr
gut einzuschätzen. Die Messung der kapillaren Wasseraufnahme hat auch keine Anzeichen für ein
rasches Versagen der hydrophoben Einstellung ergeben.
Dr. F. Grüner
(Sachbearbeiter)
Dr. G. Grassegger-Schön
(Leiterin des Referats Bautenschutz, Denkmalschutz)
-30-

Stein-Silikat-Kleber
Anpassung an die Gesteine des Münsters, Überprüfung im Labor und
vor Ort
Vorbemerkung
Am 14. April 2004 wurde das Labor Dr. Ettl / Dr. Schuh per Fax-Mitteilung beauftragt, Untersuchungen
zur Anpassung des Stein-Silikat-Klebers an ausgewählten Gesteinen des Freiburger
Münsters vorzunehmen. Mit einer Auftragserweiterung vom 06. September 2004
sollte zudem die Eignung pigmentierter Kleber ermitteln werden.
Laboruntersuchungen zu Gesteinen und Verbundkörpern
Die Untersuchungen erstreckten sich auf den Tennenbacher und den Almendsberger Sandstein,
beide Altbestand am Münster, und auf das vorgesehene Austauschgestein, den Lahrer
Sandstein. Die wichtigsten Kennwerte wurden sowohl an den einzelnen Gesteinen als
auch an den beiden Verbundkörperkombinationen Lahrer/Tennenbacher (LKT) bzw. Lahrer /
Almendsberger (LKA) ermittelt. Die Art und der Umfang der Labormessungen orientierte
sich dabei an dem erforderlichen Untersuchungsaufwand, wie er z.B. für Naturstein bei
Snethlage 1 festgelegt worden ist. Darin werden die für die Kompatibilität von Gesteinen und
Steinersatzstoffen, Mörtel etc. wichtigen Kennwerte genannt.
Die Proben wurden chargenweise am 05. Mai, am 23. Juli und am 11. August 2004 von der
Fa. Busch hergestellt. Die Laborprüfungen begannen Ende Mai und dauerten bis Anfang
September 2004.
Die Ergebnisse werden nachfolgend beschrieben und zusammenfassend in Mittelwert-Tabellen
bzw. Diagrammen dargestellt. Einzelwerte der Messungen sind im Anhang tabellarisch
aufgeführt. Auch die Protokolle zur Herstellung der pigmentierten Prüfkörperserie und
der vor-Ort-Prüfkörper sind beigeheftet.
Zu den hier untersuchten Feuchtekennwerten zählen Wasseraufnahmekoeffizient (w-Wert),
Wasseraufnahme unter Atmosphärendruck, hygrisches Quellen in Wasser und Wasserdampf
- Diffusionswiderstand (μ-Wert). Als weitere wichtige Größe wurde das Erreichen
bzw. das Überschreiten der Klebezone durch eine kapillar aufsteigende Wasserfront bestimmt.
Bei beiden Verbundkörpern wurde das Verhalten bei Frost-Tauschwechsel-Belastung
untersucht und die Haftzugwerte ermittelt.
a) Gesteine
An den Gesteinen wurden die Kennwerte ermittelt, die für den Vergleich mit Verbundkörpern
erforderlich sind (Tabelle 1). Die w-Werte liegen für den Tennenbacher Sandstein bei 1,0
kg/m 2 √h, für den Almendsberger Sandstein bei 1,5 kg/m 2 √h und für den Lahrer Sandstein bei
1,7 kg/m 2 √h.
Der etwas geringere w-Wert des Tennenbacher Sandsteins spiegelt sich auch in der Wasseraufnahme
unter Atmosphärendruck (Wasserlagerung unter Bedeckung, 24h) wider, der
bei 3,9 M-% liegt. Der Almendsberger Sandstein mit 7,8 M-% und der Lahrer Sandstein mit
6,5 M-% nehmen rund das Doppelte auf. Die hygrischen Dehnungen bei Wasserlagerung
betragen beim Tennenbacher Sandstein 0,5mm/m, beim Almendsberger Sandstein
0,2mm/m und beim Lahrer Sandstein 0,1mm/m. Der μ-Wert wurde beim Tennenbacher
Sandstein zu 26, beim Almendsberger Sandstein zu 15 und beim Lahrer Sandstein zu 18
bestimmt.
1 Snethlage, R. (1997): Leitfaden Steinkonservierung - Planung von Untersuchungen und Maßnahmen
zur Erhaltung von Denkmälern aus Naturstein, Fraunhofer IRB Verlag Stuttgart.
-31-

Tabelle 1: Kennwerte der Gesteine (Mittelwerte aus je 3 Messungen)
Kennwert Lahrer Sandstein
verwendeter Steinfestiger
—
w-Wert [kg/m 2 √h] 1,69
Wasseraufnahme
24h [M.-%]
µ-Wert [-]
Hygrisch. Quellen in
Wasser [mm/m]
b) Verbundkörper
6,52
18
0,07
Tennenbacher
Sandstein
Almendsberger Sandstein
—
—
1,02 1,52
3,93 7,81
26 15
0,47 0,23
An den Verbundkörpern wurden vorab verschiedene Steinkleber hinsichtlich ihrer Wasserdurchlässigkeit
geprüft. Dabei zeigte sich, dass die Wasserfront beim Bindemittel modifizierter KSE, Typ A,
bei beiden Verbundkörperkombinationen (Lahrer-Almendsberger- und Lahrer-Tennenbacher Sandstein)
die Kleberschicht in 10mm Höhe mit am schnellsten erreicht hat und in Folge überschreitet
(Abb. 1 und Abb. 2). Der Kleber mit dem Bindemittel modifizierter KSE, Typ B, bietet uneinheitliche
Ergebnisse: Während bei jeweils einer der Verbundkörperkombinationen die Wasserfront
bereits nach 3 bis 5 min die Klebeschicht erreicht, dauert es bei den beiden anderen Proben
jeweils 4 Stunden. In zwei Fällen vermag die Wasserfront die Klebeschicht überhaupt nicht zu
durchdringen. Beim Kleberbindemittel modifizierter KSE, Typ C, wird die Kleberschicht in drei Fällen
erst nach 1-4 Stunden durchwandert. Bei einem Prüfkörper erreicht die Wasserfront die Kleberschicht
- ohne sie zu überschreiten - erst nach 24 Stunden.
- Verlauf der eindringenden Wasserfront bei Verbundkörpern
Lahrer/Almendsberger Sandstein und verschiedenen Klebern -
Abb.1: Verlauf der eindringenden Wasserfront bei den Sandsteinen (rote Linien) und Verbundkörpern aus Lahrer
und Almendsberger Sandstein. Die Klebschicht befindet sich in 10mm Höhe. Der Kleber mit dem Bindemittel modifizierter
KSE, Typ C, (blaue Linien) stellt für die Wasserfront ein Hindernis dar, das schlecht bis gar nicht durchdrungen
wird. Das Bindemittel modifizierter KSE, Typ B, liefert einen Kleber, der sich uneinheitlich verhält (grüne
Linien): In einem Fall wird die Kleberschicht durchdrungen, beim zweiten Prüfkörper wird die Wasserfront vom
Kleber aufgehalten. Der Kleber mit dem Bindemittel modifizierter KSE, Typ A lässt die Wasserfront in beiden
Fällen gut passieren (schwarze Linien).
-32-

- Verlauf der eindringenden Wasserfront bei Verbundkörpern
Lahrer/Tennenbacher Sandstein und verschiedenen Klebern -
Abb.2: Der Verlauf der eindringenden Wasserfront verhält sich bei den Sandsteinen (rote Linien) und Verbundkörpern
aus Lahrer und Tennenbacher Sandstein ähnlich wie die Verbundkörper aus Lahrer und Almendsberger
Sandstein: Die Kleber mit dem Bindemittel modifizierter KSE, Typ C (blaue Linien) bzw. modifizierter KSE, Typ B
(grüne Linien) stellen für die Wasserfront in 10 mm Höhe ein Hindernis dar, das schlecht bis gar nicht durchdrungen
wird. Dagegen lässt der Kleber mit dem Bindemittel modifizierter KSE, Typ A die Wasserfront in beiden Fällen
wieder gut passieren (schwarze Linien).
Der Wasserdampfdiffusion-Widerstandswert (µ-Wert) liegt bei der Prüfkörperkombination Lahrer-
Tennenbacher Sandstein (LKT) im Mittel bei 25, bei der Kombination Lahrer-Almendsberger
bei 21. Der Mittelwert des hygrischen Quellens in Wasser wurde beim Prüfkörper LKT zu
0,35mm/m, beim Verbundkörper LKA zu 0,14mm/m bestimmt (Tabelle 2). Beide Verbundkörperproben
verlieren beim Frost-Tauschwechsel-Versuch lediglich 0,2M-% ohne sichtbare Beschädigung.
Die Haftzugwerte liegen mit durchschnittlich 2,2N/mm 2 (LKT) und 1,9N/mm 2 (LKA) in hohen Bereichen.
Tabelle 2: Kennwerte der Verbundkörper Lahrer-/Tennenbacher
und Lahrer-/Almendsberger Sandstein
Kennwert
Verbundkörper L-K-T Verbundkörper L-K-A
(Laborherstellung)
(Laborherstellung)
verwendeter Steinfestiger modifizierter KSE Typ A modifizierter KSE Typ A
w-Wert [kg/m 2 √h]
0,86*
0,98
Kleberzone 1-3 mm nach 1 h überschritten Kleberzone 1-3 mm nach 1 h
µ-Wert [-] 25 21
Hygrisch. Quellen in Wasser [mm/m] 0,35 0,14
Frost-Tauwechsel [M.-%] - 0.20 % - 0,22 %
Haftzugfestigkeit [N/mm 2 ] 2,21 1,94
*(Laborprüfkörper, Mittelwert aus je 3 Messungen)
c) Verbundkörper mit pigmentiertem Kleber
Die Durchlässigkeit gegenüber kapillarem Saugen ist bei allen sechs Probekörpern mit unterschiedlich
pigmentiertem Klebern gegeben: In der Regel wird nach 30 Min. - in einem Fall
bereits nach 10 Min. - die Kleberschicht in 20-25 mm Tiefe erreicht und nach einer Stunde
um 1-3 mm überschritten (Abb.3). In der Folgezeit (24 h) wandert die Wasserfront bis zu 20
mm über die Kleberschicht hinaus. Der zweite wichtige Kennwert – die Haftzugfestigkeit –
liegt bei den Prüfkörpern im Mittel bei 1,5 N/mm 2 (Variationsbreite l,0-2,2 N/mm 2 ) und damit
im guten Bereich (Tabelle 3).
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Tabelle 3: Kennwerte des Steinklebers mod. KSE, Typ A, mit Pigmenten versetzt
(6 Verbundkörper aus Almendsberger Sandstein)
Kennwert Prüfkörper A.K.A. 1-6
w-Wert [kg/m 2 √h] 2,71 - 3,45, Kleberzone 1-3 mm nach 1
Haftzugfestigkeit [N/mm 2 ] 1,04-2,22
- Verlauf der eindringenden Wasserfront bei Verbundkörpem aus Almendsb. Sandst.
und dem pigmentierten Kleber mit mod. KSE, Typ A -
Abb.3: Der pigmentierte Kleber mit dem Bindemittel modifizierter KSE, Typ A, stellt beim kapillaren
Saugversuch bei keiner der sechs Proben ein Hindernis dar. Die aufsteigende Wasserfront durchwandert
die Klebschicht, die zwischen 20 und 25 mm von der saugenden Grundfläche entfernt ist, in etwa wie
beim ungestörten Sandstein.
Abb. 4: Die aufsteigende Wasserfront durchwandert die pigmentierte Kleberschicht ohne Verzögerung.
Das Bild zeigt den Zustand nach einer Stunde Saugen.
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Vor-Ort-Prüfungen
Am 28. Oktober 2004 wurde von der Fa. Busch in der Werkstatt des Münsterbauvereins Vierungen
mit dem empfohlenen Stein-Silikat-Kleber (Bindemittel mod. KSE, Typ A) verklebt (s. Protokoll
vom 07.11.04). Bei den Vierungen handelt es sich um Lahrer Sandstein, die in den am Bauwerk
vorhandenen Almendsberger Sandstein eingefügt wurden. Die Formatierung der Prüfkörper, Würfel
mit 5 cm Kantenlänge, fand im Labor des Unterzeichners statt.
a) Laborergebnisse
An den formatierten Proben wurde die Wasseraufnahme mit Durchdringung der Kleberschicht und
die Haftzugfestigkeit des Verbundes gemessen. Der w-Wert beträgt 0,91 bzw. l,39kg/m 2 √h, die
Wasserfront erreichte die Kleberzone - 20 mm über der saugenden Grundfläche - nach 30
bzw. 60 Min. Im weiteren Verlauf war die Kleberschicht nach 4 Stunden jeweils 2-4 mm überschritten
(Abb. 4). Die Klebeschicht ist also gut wasserdurchlässig.
-Verlauf der eindringenden Wasserfront bei Verbundkörpern aus Lahrer-
und Almendsberger Sandstein und dem Kleber mit mod. KSE, Typ A-
Abb. 4: Die Kleberschicht der vor Ort (in der Münsterbauhütte) hergestellten Prüfkörper aus Lahrer- und
Almendsberger Sandstein (Bindemittel: mod. KSE Typ A) stellt beim kapillaren Saugversuch bei keiner der
beiden Proben ein Hindernis dar. Die aufsteigende Wasserfront durchwandert die Kleberzone in 20 mm Höhe
in etwa wie bei einem ungestörten Sandstein.
Die Haftzugwerte liegt bei einer Prüfkörperserie bei durchschnittlich 0,5 N/mm 2 , bei der
zweiten Serie bei 1,1 N/mm 2 (Tabelle 4). Der deutliche Unterschied (bei gleichen Gesteinen
und gleichem Kleber) erklärt sich dadurch, dass eine Vierung in feuchtem Zustand verklebt
wurde und damit nicht die hohe Festigkeit der trockenen Vierung erreicht hat. Trotzdem
wäre auch die geringere Festigkeit für eine solche Klebung ausreichend gewesen.
Tabelle 4: Laboruntersuchung Verbundkörper aus Lahrer-/Almendsberger
Sandstein (vor-Ort-Prüfkörper)
Kennwert L.K.A. 1 L.K.A. 2
w-Wert [kg/m 2 √h]
1,39, Kleberzone
2,71, Kleberzone
2-4 mm nach 1 h überschritten 1 mm nach 1 h überschritten
Haftzugfestigkeit [N/mm 2 ] 0,46 1,05
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Zusammenfassung und Bewertung
Die Feuchtekennwerte der untersuchten Gesteine zeigen mit Wasseraufnahmekoeffizienten
von 1,0 - 1,7 kg/m 2 √h relativ geringe Saugfähigkeit, was sich auch bei Wasseraufnahme
unter Bedeckung (24h) mit 4-8 M.-% äußert. Die Feuchtedehnung bei Wasserlagerung sind
mit 0,1 bis 0,5mm/m ebenfalls gering, die µ-Werte liegen mit 15-26 im für Sandsteine üblichen
Bereich.
Die Verbundkörper aus Lahrer und Tennenbacher bzw. Almendsberger Sandstein weisen
mit 0,86 bzw. 0,98 kg/m 2 Vh ähnliche oder nur geringfügig niedrigere w-Werte auf.
Auch die in der Bauhütte am Freiburger Münster hergestellten Prüfkörper liegen mit ihren
Wasseraufnahmewerten im Bereich der Laborprüfkörper. Nach einer Stunde Saugzeit ist
die Wasserfront an der Klebschicht bzw. hat sie überschritten. Die Haftzugwerte von 0,5 bis
1,1 N/mm 2 entsprechen in guter Weise den Anforderungen.
Abschließend ist festzustellen, dass durch die Untersuchungen im Labor ein Stein-Silikat-
Kleber konfektioniert wurde, der auf die Anforderungen der Gesteine am Freiburger Münster in
sehr guter Weise abgestimmt ist. Dies konnte an vor Ort hergestellten Proben nachgewiesen
werden. Der Besuch in der Münsterbauhütte am 5. November 04 zeigte die gelungene Umsetzung
der Labor- und Werkstattarbeit in die Praxis (Abb. 5).
Abb. 5: mit pigmentiertem Kleber eingesetzte Vierung
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Vorführung des Stein-Silikat–Klebers in der Freiburg Münsterbauhütte
Besprechungsprotokoll vom 04.08.04
Herr Busch referierte über die Entwicklung des Klebers – von den Anfängen an den Fassaden
des Schlosses Ludwigsburg, über die finanziellen Zuschüsse des Landesdenkmalamtes
Stuttgart und der Unterstützung durch den Amtsrestauratoren Otto Wölbert, bis hin zur Förderung
zur Erforschung des Klebers durch die Kirchengemeinde St. Kilian in Heilbronn.
Herr Leuschner wies darauf hin, dass der Münsterbauverein das Labor Dr. Ettel – Dr.
Schuh (München) beauftragt hat die Charakteristika des genannten Stein-Silikat-Klebers in
Verbindung mit den am Freiburger Münster verbauten Steinvarietäten zu bestimmen.
Herr Busch berichtete vom rechtlichen Schutz des Klebers durch eine laufende Patentanmeldung,
weist aber gleichzeitig darauf hin, dass die Zusammensetzung des Klebers noch
nicht die endgültige sei. Abzuwarten blieben hier noch die oben genannten, abschließenden
Untersuchungsergebnisse der Versuchsreihen durch das Münchner Labor zur Begutachtung
und Erforschung umweltbedingter Gebäudeschäden.
Dennoch kann der Kleber bereits als typisch in Konsistenz und Handhabung gelten. Ferner
wurde über die Festigkeit des Klebers gesprochen. Allgemein hält man eine Klebekraft von
0,5 N/mm 2 für ausreichend, um eine gute Materialverbindung zu erzeugen.
Alle Anwesenden waren sich einig, dass Vierungen und überhängende Teile zusätzlich ausreichend
zu sichern seien. Dies kann mit „schwalbenschwanzförmiger“ Ausarbeitung der
Vierung selbst, oder aber mittels einer Verdübelung erreicht werden.
Alle relevanten Handlungen zur Mischung der Kleberkomponenten und des Auftragens
konnten demonstriert werden. Herr Leuschner bat dann einen kleinen Block aus Lahrer
Sandstein, aus dem anschließend eine Krabbe gefertigt werden soll, in einen Fialschaft einzukleben.
Der Block wurde mittels V4A Stahldübel gesichert.
Herr Leuschner warf die Frage auf, ob es eine Größenbegrenzung der Klebeflächen gibt.
Hier berichtete Herr Busch von der Klebung eines Fialschafts der Oberhofenkirche in Göppingen,
dessen Klebefläche 1,3m 2 betrug. Es gibt keine Begrenzung der Klebeflächengröße
durch die Beschaffenheit des Klebers.
Danach wurde der Kleber angemischt. Herr Busch erläutert, dass dies über Volumenteile erfolgt.
Es werden 2 RT Feststoff und 1 RT Bindemittel gut durchgemischt. Beim Zuschlag sei
die Sieblinie von entscheidender Bedeutung. Er kann nicht mit Steinmehl oder gröberen
Quarzsanden beliebig verändert werden. Herr Busch berichtet, dass bei Versuchen am
Turm der Basilika Weingarten die Veränderung des Zuschlages einen Abfall der Festigkeit
um 50 % zur Folge hatte. Mit gemessenen 0,8 N/mm 2 war sie jedoch immer noch ausreichend
gewesen. In jedem Fall ist die Veränderung des Zuschlages mit einem geänderten
Festigkeitswert der Klebung verbunden.
Herr Busch erklärt, dass die Klebefuge mit einem Mörtel, der in Farbe und Körnung geeignet
ist an der Oberfläche zu schließen sei. Falls der Kleber an die Oberfläche tritt muss er nach
dem Abbinden abgekratzt werden.
Herr Leuschner fragte nach der Möglichkeit die weiße Klebermasse farblich auf den umgebenden
Stein abzustimmen.
In den langen Versuchsreihen ist bewusst auf eine Pigmentierung verzichtet worden, um die
Vergleichbarkeit der Werte zu gewährleisten. Es ist jedoch prinzipiell möglich den Kleber mit
Pigmenten einzufärben. Des Weiteren wurde die hierfür benötigte Menge der Pigmente erörtert.
Diese hängt erfahrungsgemäß sehr von den verwendeten Pigmentqualitäten ab. Herr
Leuschner bat um den Versuch den Zuschlagstoff mit Pigmenten einzufärben. Hierfür anfallende
Kosten würden vom Münsterbauverein übernommen.
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Reinigen der Klebeflächen mit Aceton Ausgearbeitete Krabbe
Inzwischen sind die Dübellöcher der Fiale mit Kleber gefüllt und die Klebefläche mit Aceton
vorgenässt worden. Der Rohling wurde nun an die passende Stelle geklebt. Herr Kästner fixierte
die Vierung mit einer Schraubzwinge. Überschüssiges Klebermaterial wurde abgestreift.
Da bei nicht sorgfältiger Reinigung ein weißer Schleier zurückbleibt muss die Klebefuge
gründlich gereinigt werden.
Der Kleber bleibt für etwa 45 Minuten verarbeitbar. Man merkt an seiner Konsistenz wann
der Reaktionsprozess soweit fortgeschritten ist, dass er nicht mehr gestört werden sollte.
Dies gilt auch für Vierungen, die einmal angedrückt nicht mehr bewegt werden dürfen. Es ist
nicht notwendig die Klebeflächen unter hohem Druck zu halten während der Kleber ausreagiert.
Es wurde darauf hingewiesen, dass der Kleber nach 24 Stunden eine ausreichende
Festigkeit erreicht, um die weitere Bearbeitung des geklebten Werkstücks zu ermöglichen.
An einem mitgebrachten Stein, auf den im März 2004 Steinstücke aufgeklebt worden waren,
konnte demonstriert werden, wie belastbar der Kleber nach der Reaktion ist. Herr Fliegauf
bearbeitete das Werkstück mit einem Zahn- und einem Spitzeisen. Die Klebung hielt den
Belastungen stand. Danach wurde beschlossen diese Klebestelle gewaltsam zu trennen,
um so einen Eindruck von der Festigkeit der Klebung zu erhalten. Mit dem Zahneisen musste
mehrmals direkt in die Fuge geschlagen werden bevor die Klebestelle nachgab. Es zeigte
sich, dass der Stein ausriss und die Klebefläche praktisch unversehrt blieb. Es ergab sich
eine Verteilung von 90% Bruchfläche im Stein und 10% Bruchfläche im Kleber. Solch extreme
Haftung ist jedoch nicht immer erwünscht, da die Verklebung weicher als der Stein
sein sollte. Er zeigt aber die ungeheure Klebkraft. Ebenso zeigt es nachdrücklich, dass der
Kleber auf jedes Gestein angepasst werden muss. Ferner wurde erörtert, ob nicht das feine
Mehl aus der Filteranlage als Zuschlag für den Kleber verwendet werden kann. Hierfür wird
Herr Busch eine gewisse Menge Steinmehl sieben, um so die Kornverteilung und eventuelle
Verunreinigungen zu ermitteln.
Am 17.8.2004 wurde die Klebung der Fiale überprüft. Anschließend führte der Steinmetz die
Ausarbeitung der Krabbe durch. Auch hierbei blieb die Klebefläche unversehrt.
Zusammengeklebte Steinstücke
Bruchstelle nach dem gewaltsamen Lösen
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Die farbliche Anpassung
Bei der Demonstration der Handhabung des Klebers in der Freiburger Münsterbauhütte mit
Herrn Leuschner am 04.08.2004 (siehe Protokoll vom 06.08.2004) regte dieser an, den Zuschlag
farblich schon auf den Farbton des Steines anzupassen.
Außerdem sollte geprüft werden, ob der Steinstaub aus der Filteranlage geeignet ist, als Teil
des Zuschlags verwendet zu werden um so keine Pigmente zur Einfärbung des Klebers zu
benötigen.
Zuerst wurde der Steinstaub aus der Filteranlage gesiebt, um die Kornverteilung festzustellen.
Es wurden ca. 200 Gramm Filterstaub in einem Glas in die Werkstatt gebracht. Dabei
ergab sich eine Verteilung von:
[ 0,0 - 0,036 mm 23 Gramm 11,68M%
0,036 - 0,063 mm 93 Gramm 47,21 M%
0,063 - 0,100 mm 27 Gramm 13,71 M%
0,1 - 0,125 mm 18 Gramm 9,14M%
0,125 - 0,25 mm 30 Gramm 15,23 M%
>0,25 mm 6 Gramm 3,05 M%
insgesamt 197 Gramm 100,00 M%
In der Fraktion von „>0,25“ zeigten sich starke Verunreinigungen. So befanden sich kleine
Holzstücke in dem Steinmehl. In den anderen Fraktionen zeigte sich Flusen von Stoff. Es
muss darauf hingewiesen werden, dass ohne eine Analyse dieser Staub nicht verwendet
werden kann.
Mit dem Filterstaub wurde ein Kleber zusammengerührt. Wobei die Kornverteilung der nachstehenden
Sieblinie folgte:
0,000 - 0,036 mm = 50 M%
0,036 - 0,063 mm = 18 M%
0,063 - 0,100 mm = 15 M%
0,100 - 0,210 mm = 17 M%
Farbmuster der pigmentierten Kleber
Es ergaben sich 100 ml Filterstaub. Dazu
wurden 100 ml zusätzlicher Zuschlag und
100 ml KSE gemischt. Mit dieser Rezeptur
wurde der Probewürfel A.K.A.1 zusammengeklebt
und das Farbmuster Nr. F.A. 1 gestrichen.
Dann wurden dem Mörtel 1ml
schwarzes und 1ml rotes Eisenoxyd zugegeben
und der Probewürfel A.K.A.2 damit
zusammengeklebt und die Farbprobe F.A.2
gestrichen.
Daraufhin wurde nochmals 1ml schwarzes
Eisenoxid zugegeben und die Farbprobe
F.A.3 gestrichen. Jetzt wurde noch 1ml rotes
Eisenoxid dazugegeben und der Probewürfel
A.K.A.3 gefertigt und die Farbprobe
F.A.4 gestrichen.
Das gleiche Vorgehen wurde mit einem
Steinmehl durchgeführt, das aus Almendsberger
Sandstein gewonnen worden war.
Der Sandstein wurde zerstoßen und nach
der bekannten Sieblinie zusammengestellt.
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Probewürfel mit eingefärbten Klebern
Dazu wurde der gleiche RT zus. Zuschlag
und der gleiche RT mod. KSE gemischt.
Damit wurde der Probewürfel A.K.A 4 gefertigt
und das Farbmuster F.A.5 gestrichen.
Danach wurden noch einmal 0,5ml Eisenoxyd-Schwarz
hinzu gegeben und der Probewürfel
A.K.A 5 erstellt und das Farbmuster
F.A.6 gestrichen. Zuletzt wurden 0,5ml
rotes Eisenoxyd hinzu gegeben und der
Probewürfel A.K.A 6 erstellt und das Farbmuster
F.A.7 gestrichen.
Verwendet wurden Pigmente der Fa. Kremer:
4815 Eisenoxid-Rot 130 B mittel PR
4844 Eisenoxid-Schwarz
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Abschließende Proben
Abschließend war es unser Anliegen Klebeproben für die Untersuchung zu erstellen, die
nicht unter reinen Laborbedingungen, sondern möglichst praxisorientiert und bezogen auf
das Freiburger Münster, erstellt wurden. Im Besonderen sollte hier kein neues, sondern ehemals
im Münster verbautes Steinmaterial zum Einsatz kommen. Der verwendete Kleber
war nicht eingefärbt und entsprach in seinen Mischungsverhältnissen den in vorhergehenden
Versuchsreihen ermittelten optimalen Werten.
Die unten gezeigten Proben wurden am 28.10.04 erstellt und anschließend am 05.11.04
dem Labor Dr. Ettl übergeben.
Probe 1: Klebung wird versäubert Probe 1: Endzustand
Probe 2: Die ausgearbeitete Vierung
Probe 2: Endzustand
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Impressum
Herausgeber: Münsterbauhütte Freiburg
Beiträge: Christian Leuschner, Münsterwerkmeister
Luzius Kürten, Steinrestaurator
Eberhard Grether, Restaurator
Guido Kremp, Statiker
Dr. F. Grüner u. Dr. G. Grassegger-Schön, MPA
Universität Stuttgart
Dr. Hans Ettl u. Dr. Horst Schuh, Labor für Erforschung
und Begutachtung umweltbedingter Gebäudeschäden
Stephan Busch, Steinbildhauermeister
Fotos / Pläne: Andreas Schedlbauer, Steintechniker
Frank Degner, technischer Mitarbeiter
Redaktion Christian Leuschner, Münsterwerkmeister
Frank Degner, technischer Mitarbeiter
Layout: Frank Degner, technischer Mitarbeiter
Bereits erschienene Berichte: Arbeitsdokumentation 2002
Arbeitsdokumentation 2003
Kontaktadresse: Freiburger Münsterbauverein,
Schoferstr. 4
79098 Freiburg
Tel.: 0761 33432
Fax: 0761 39527
e-mail: info@muensterbauverein-freiburg.de
Web: www.muensterbauverein-freiburg.de
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Erhältlich gegen Schutzgebühr von 25€.