Anstrichsysteme 2 - Denkmalpflege TU-Wien

Firmentrick: Hoher Feststoffanteil (z.B. Schwerspat) beeinflusst den Kunstharzanteil!
Problem: Farben enthalten auch Silikonharzzusätze, flüchtige anorganische Anteile (Wasserglasarten) oder
Zelluloseester als Verdickungsmittel (=Thixotropiermittel), die den Glühverlustwert beeinflussen. (beliebte
Ausrede bei Firmen)
Diese Additive erreichen in Summe durchschnittlich ca. 1% organischen Festkörperanteil
Achtung bei Verdünnungsmitteln (kunstharzhältige Wasserlösungen): erhöhen ebenfalls den Kunstharzanteil
Hilfsstoffe:
Netzmittel, Verdickungsmittel
Silikatfarben
Bestimmung des Kunstharzanteils bei Einkomponentensilikatfarben
• Gravimetrisch durch Glühverlustbestimmung bei 450°C (üblich)
• Gravimetrisch durch Extraktion mittels Lösungsmittels (aufwendig)
Probleme / Nachteile: Nachteile
• Probleme bei nicht genügend saugfähigem Untergrund bzw. zu hoher Konz.: Glanzbildung
• Zersetzungserscheinungen, Schleierbildung
• Rissbildungen
• „Abdichtung“
• Salzinduzierte Verwitterung
Silikatfarben
• Nicht reversibel, verlustfreie Entfernung nicht möglich (nur Wirbelstrahlverfahren)
• Können nur 1- bis 2-mal wiederholt werden, sonst zu hohe Verdichtung und Spannungsbildung
• Daher keine kontinuierliche Pflege (mehrmaliges Anstreichen) möglich
• Große Probleme bei früheren „Restaurierungen“ von Kalkmalereien mit Wasserglas
• Keine kombinierte Anwendung von KWG und KSE → Kieselgelausscheidungen (Grauschleierbildung)
• Nachbehandlung von gehärtetem KWG mit KSE möglich (Restaurierung historischer KWG-malereien)
• Silikatfarben sind relativ hart und daher für weiche Untergründe (Kalk) schlecht geeignet
• Nicht auf Dispersionsfarben oder hydrophobierten Putzen
• Die Bildung von K 2 CO 3 ist nicht unbedingt ein Nachteil, da K 2 CO 3 nicht zwingend als bauschädliches Salz
(rel. gute Löslichkeit) einzustufen ist und durch seine Hygroskopizität auch keine Grauschleier bildet.
21

Wien 13, Schloß Schönbrunn, Galerie, WM Rekonstruktion nach 1945 mit Farbveränderungen,
dzt. Restaurierung Hans Hofmann
Olivgrüne Silikat- bzw. Wasserglasfarbe: Mischgrün
bestehend aus Preußischblau und Ocker, Füllstoffe
Schwerspat und Silikate bzw. Quarzmehl. An der
Kontaktfläche zum Beton ist eine Entfärbung des
Preußischblaus zu beobachten, die auf die
nachträgliche Ausscheidung von Ca(OH) 2
zurückzuführen ist, welches den Cyanoferratkomplex
in Fe-hydroxid bzw. in weiterer Folge in Fe 2 O 3
umgewandelt wird. Diese Vermutung wird auch
durch die Tatsache unterstützt dass an der
Betonoberfläche bzw. der Grenzfläche Beton-
Anstrich ein Kalkschleier nachgewiesen werden
konnte, der aus carbonatisiertem Ca(OH) 2 stammt.
Wien 3, Arenbergpark, Geschützturm
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Phosphoreszierende Leuchtschrift ZnS in Silikatfarbe. Die Herstellung von Zinksulfid (ZnS) als radioaktives
Leuchtfarbpigment wurde um 1900 entwickelt, die kommerzielle Produktion erfolgte bereits seit dem frühen 20.
Jhdt. (E. Körner: Über Darstellungsmethoden und die Lumineszenzfähigkeit reinsten Zinksulfids und
Zinkoxyds, Diss. Greifswald 1930). Durch den Auftrag im (dunklen) Innenraum hat sich die Leuchtkraft gut
erhalten. Üblicherweise verlieren anorganische Fremdstoffphoshore durch die beigemengten radioaktiven
Verbindungen (üblich Radiumsalze) ihre Leuchtkraft.
Wien 3, Arenbergpark, Geschützturm, Innenraum
Hellbrunn, Sbg, erb. 1615
UV-Mikroskopie:
Silikatfarben
7 Kalkanstriche in ca. 400 Jahren nachgewiesen.
2003: KEIM Silikatfarbe
RESTAURO
2001/5, S. 340: M. Koller: Wie man Denkmalpflege im KEIM erstickt
2002/3, S. 155: A. Koch (KEIM): Leserbrief
2002/5, S. 307: M. Koller: „KEIM“ verdrängt Kalk, eine Beharrung
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Bindemittel:
Polyvinylacetat (PVAc)
Polyvinylpropionat (PVP)
Polystyrolbutadien („Latexfarben“)
diverse Acrylate (z.B. Polystyrolacrylate)
…..
in Wasser dispergiert
Nach Verdampfen des Wassers kommt es zu Vernetzungsreaktionen und zu einer Filmbildung
Hilfsstoffe:
Netzmittel, Verdickungsmittel, Entschäumer, Weichmacher, Algizide, Fungizide
Steigerung der Wasserdampfdurchlässigkeit durch Füllstoffzusatz
„Volltonfarbe“: Dispersionsfarbe mit hohem Pigmentanteil
getrocknete Farbe ist nur mehr in org. LM löslich oder quellbar („Aceton-Test“)
Vorteil: hält fast überall, universell einsetzbar
Nachteile:
hoher thermischer Ausdehnungskoeffizient (Abblättern, Einrollen)
geringe Wasserdampfdurchlässigkeit (Salz- und Frostschäden)
Bindemittel:
Dispersion
als Kunstharzdispersion
Dispersion
als Polimerisatfarbe, Lösungsmittelfarbe
Kunstharze wie bei der Kunstharzdispersionsfarbe, jedoch nicht in Wasser dispergiert, sondern in
Lösungsmittel gelöst
heute weitgehend wieder vom Markt verschwunden („lösungsmittelfreie Ökofarben“)
Mischung aus Acryldispersion, Silikonen und Wasserglas
Auftrag als Wasseremulsion
hydrophob
Dispersion
als Silikonharzfarbe („Silikonharz-Emulsionsfarbe“)
Ist eigentlich eine Dispersionsfarbe mit Silikonharzzusatz als Hydrophobierungsmittel
(Es gibt im Handel „Silikonharzfarben“, die nie in ihrem Leben ein Silikonmolekül gesehen haben)
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Latexfarbe
1) Echte, klassische Latexfarben (historisch)
Bindemittel: natürliches Latex (Milchsaft des Kautschukbaumes bzw. eine Emulsion aus
Kautschuk und Wasser).
Dieses verleiht ihnen spezielle, früher sehr rare, Eigenschaften wie Wasserbeständigkeit,
Wasserdampfundurchlässigkeit, Elastizität, Glanz etc., macht sie aber auch sehr
kostspielig.
Hist. Verwendung: Spitäler, Stiegenhäuser
2) Moderne, „Pseudo-Latexfarben“
durch den Namen soll lediglich suggeriert werden dass diese Farben Eigenschaften wie die
echten Latexfarben aufweisen. Eigentlich gewöhnliche Dispersionsfarben, die sie
insbesondere zur Verwendung in hoch beanspruchten, z.B. öffentlichen Räumlichkeiten
(Schule, Spital, Treppenhaus etc.) befähigen.
Besonders gut abwaschbar, d.h. wasserabweisend
QUELLE: http://www.srep.com
25

www.konrad-fischer-info.de
Schadensklassiker bei Dispersionsanstrichen auf historischen Gebäuden
weitere „Dispersionsschadensklassiker“
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Mauerspinnen: häufig auf Silikonharzfarben beobachtet, jedoch kein
100%iger Indikator für organisches Anstrichsystem.
Relative Luftfeuchtigkeit rH, LF rel. [%]
Die Luftfeuchtigkeit an sich gibt den Wasserdampfgehalt der Luft an. Wie viel Wasserdampf die Luft
aufnehmen kann, hängt stark von deren Temperatur und dem Luftdruck ab. Man spricht deshalb von
relativer Luftfeuchtigkeit. Sie beschreibt den momentanen Wasserdampf-Gehalt der Luft, als
Prozentwert zur maximal möglichen Aufnahmemenge bei gegebenen Verhältnissen. Die relative
Luftfeuchtigkeit stellt also keinen absoluten Wert der Luftfeuchtigkeit dar. 100% relative Luftfeuchte
bedeutet deshalb nicht, dass man sich unter Wasser befindet. Es heißt lediglich, dass die Luft
momentan nicht mehr Wasserdampf aufnehmen kann und eine Sättigung vorhanden ist. Die absolute
Luftfeuchtigkeit wird in Gramm-Wasserdampf / Kubikmeter-Luft angegeben: So kann z.B. Luft mit einer
Temperatur von 0°C, 5g Wasserdampf aufnehmen; Luft mit einer Temperatur von 20°C bereits 17g
und bei 30°C sind bereits 30g Wasserdampfgehalt möglich.
Jeder dieser Zustände entspricht dabei 100% relativer Luftfeuchte. Ist die Luft nicht mit Wasserdampf
gesättigt, so enthält sie weniger als 100 %. Wird Raumluft mit 60 % relativer Luftfeuchte von
beispielsweise 18 ° C auf 25 ° C erwärmt, hat sie, obwohl die absolute Wassermenge konstant bleibt,
nur noch 40 % relative Feuchte. Umgekehrt wird bei der Kühlung von Luft irgendwann der sogenannte
Taupunkt erreicht. Das ist der Punkt, an dem die Luft die Marke von 100 % Feuchte erreicht und das
enthaltene Wasser nicht mehr dampfförmig bleibt. Es entsteht Kondensat (z.B. feuchte Ecken in
Wohnräumen, oder Wolken und Nebelbildung im Freien).
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Die Luftfeuchte wird verschieden angegeben:
maximale Luftfeuchtigkeit [g/m³] ... gibt an, wie viel
Wasserdampf höchstens in einen Kubikmeter Luft passt.
Sie ist temperaturabhängig, d.h. in kälterer Luft ist sie
kleiner als in wärmerer Luft
absolute Luftfeuchtigkeit [g/m³] ... gibt an, wie viel
Wasserdampf tatsächlich in der Luft enthalten ist.
relative Luftfeuchtigkeit [%] ... ist der Quotient aus
absoluter und maximaler Luftfeuchtigkeit, multipliziert mit
Hundert. LFrel = (LFabs * 100)/LFmax
Das nebenstehende Diagramm ist die "Taupunktkurve". Die
Kurve selbst stellt die maximale Luftfeuchte bei
verschiedenen Temperaturen dar. Aus ihr ist ersichtlich,
dass die maximale Luftfeuchte temperaturabhängig ist. Der
Taupunkt ist die Temperatur, bis zu der sich eine
Luftmasse abkühlen muss, damit das in ihr beinhaltete
Wasser kondensiert.
Bsp: Bei einer Lufttemperatur von 15°C beträgt die absolute Luftfeuchte 6,8 g/m³.
Wie groß ist die relative Luftfeuchte?
geg.: LFabs = 6,8 g/m³; T = 15°C
ges.: LFrel in %
(Zum Berechnen wird die obige Gleichung verwendet. Wir brauchen noch die maximale Luftfeuchte.
Sie ist der Taupunktkurve zu entnehmen. Bei 15°C beträgt sie 12,8 g/m³.)
LFrel = (6,8 g/m³ * 100)/12,8 g/m³ = 53,1%
Der Dampfdiffusionsfaktor µ bezeichnet den Widerstand, den ein Baustoff dem
Wasserdampf in der Luft entgegensetzt, durch ihn hindurch zu gehen. Je kleiner der Wert
µ ist, desto leichter kann der Dampf durchdringen.
Steigender µ-Wert bedeutet, dass die Diffusionsfähigkeit abnimmt, bis sie vollständig
unterbrochen wird (Dampfbremsen und Dampfsperren). Ursache für einen
Wasserdampftransport ist ein Dampfdruckgefälle, das in der Regel durch eine
Temperaturdifferenz bzw. durch unterschiedliche Luftfeuchten zwischen der Innen- und
Außenseite eines Bauteils zustande kommt.
Wasserdampf wandert immer zur kalten Seite eines Bauteils oder bei gleicher Temperatur
zur Seite der geringeren Luftfeuchte. Wasserdampf wird aber zu Tauwasser, wenn die
feuchte Luft sich so weit abkühlt, dass der Taupunkt erreicht wird, und der Wasserdampf
zu Wassertropfen kondensiert.
Entscheidend für die Entstehung von Tauwasser ist also die Temperatur. Fällt die
Temperatur von innen nach außen im Bauteil so günstig ab, daß der Taupunkt des
Wasserdampfes im äußeren Drittel liegt, so kann das Wasser meist schnell an die
Oberfläche transportiert werden (vorausgesetzt die Außenoberfläche ist gut
dampfdurchlässig).
Je weiter der Taupunkt in das Innere einer Wand rutscht, desto weiter ist der Weg für die
entstehende Feuchtigkeit zur Oberfläche, wo sie verdunsten könnte. Wird ein Bauteil nun
von innen gedämmt, so kann die Temperatur schon unmittelbar hinter der Dämmung so
weit absinken, dass der Wasserdampf an der kalten Seite kondensiert. Um dies zu
verhindern, müssen bei der Innendämmung in aller Regel raumseitig vor der
Wärmedämmung Dampfbremsen angebracht werden.
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Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke (s ( d )
S d …wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke [m]
µ…Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl [1]
d…Schichtdicke des Bauteils [m]
Die Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke drückt im Grunde aus, wie dick eine Luftschicht sein
muss, um dem Wasserdampf den gleichen Diffusionswiderstand entgegenzubringen wie das betrachtete
Bauteil mit der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ und der Schichtdicke d in Meter.
1000: diffusionsdicht
Der Diffusionswiderstand sd wird berechnet aus:
Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (µ, dimensionslos) x Dicke (in Metern) was die Dimension Meter
(vergleichende Angabe, die die ruhende Luftschichtdicke angibt, die denselben Diffusionswiderstand aufweist)
ergibt. Eine 20 cm dicke Ziegelmauer hat also einen Diffusionswiderstand von 5 x 0,2 m = 1 m, d.h. daß durch eine
20 cm dicke Ziegelmauer soviel Wasserdampf hindurchströmt, wie durch eine 1 m dicke, ruhende Luftschicht.
Polystyrol ist entgegen allgemeiner Meinung durchaus dampfdurchlässig (etwa gleich wie Holz, aber ja meist
wesentlich dicker verbaut): Eine 4 cm dicke Styroporplatte hat also einen Diffusionswiderstand von ca. 50 x 0,04 m
= 2 m
Wasserdampfdiffusionswiderstand(szahl) Wasserdampfdiffusionswiderstand(szahl)
(µ)
(= Wasserdampf-Diffusionskoeffizient)
Wasserdampf Diffusionskoeffizient)
Gibt an, um welchen Faktor das betreffende Material gegenüber Wasserdampf dichter ist als eine gleich dicke, ruhende
Luftschicht. Je größer die µ-Zahl, desto dampfdichter ist ein Baustoff. Die µ-Zahlen für die gebräuchlichsten Baustoffe sind in
DIN EN 12524 angegeben.
Benötigt wird die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl zur Berechnung des Dampfdiffusionsstroms durch Bauteile.
Die Dampfdiffusion ist abhängig von den Diffusionswiderständen der einzelnen Schichten.
Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl einiger Stoffe:
Luft: 1 (per definitionem)
Holz: 50
Ziegel, Gasbeton, Kalkputz: 5-10
Glas: 10.000
PE-Dichtfolie: 100.000
Beton: 50 - 100
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Wandbildner
Aussenputze
Beschichtungsstoffe
Sonstige Stoffe
Stoff
Kalksandsteine
Mauerziegel
Hohlblocksteine
Normalbeton
Porenbeton
Kalkputz
Zementputz
Fassadenfarben auf
Basis:
Kalk
Silikat
Dispersionssilikat
Siliconharz
Dispersion
Rissüberbrückende
Systeme
Polymerisatharzfarben
(lösemittelhaltig)
Acryllacke
Polystyrol
Holz
Alufolie
µ-Wert
Diffusionswiderstandszahl
15
10
10
100
10
10
20
ca. 200
ca. 200
ca. 260
ca. 330
ca. 1000-3000
ca. 1000-3000
ca. 1000-3000
ca. 3500-5000
ca. 3300
ca. 4500
ca. 30
ca. 40
ca. 2000000
typische Diffusionswerte von Baustoffen und Beschichtungsstoffen
d
Schichtdicke
30 cm
30 cm
30 cm
30 cm
30 cm
2 cm
2 cm
150 µm
150 µm
150 µm
150 µm
150 µm
300 µm
150 µm
100 µm
0,1 m
2 cm
100 µm
Wasseraufnahmekoeffizient (w-Wert) (w Wert)
s d
Wasserdampfdiffusionswiderstand
4,5 m
3 m
3 m
30 m
3 m
0,2 m
0,4 m
0,03 m
0,03 m
0,04 m
0,05 m
0,15-0,5 m
1-1,5 m
0,5 m
0,45 m
3 m
0,8-2m
200 m
Kennwert für die Wasseraufnahme eines Stoffes bei unmittelbarem Eintauchen in Wasser
Beschreibt eigentlich die kapillare Sauggeschwindigkeit eines Baustoffs, wird aber häufig als Maß für die
kapillare Saugfähigkeit von Baustoffen verwendet. Die Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten erfolgt
nach DIN 52617 bzw. DIN-EN 1062.
Definition:
Der Wasseraufnahmekoeffizient beschreibt die kapillare Wasseraufnahme eines Baustoffs in kg/m ² nach
einstündiger Saugzeit, auf den Trockenzustand bezogen. Wenn ein Baustoff einen w-Wert von 0,5 besitzt, dann
hat er nach einstündiger Saugzeit eine kapillare Wasseraufnahme von 0,5 Liter pro m², vom Trockenzustand aus
gerechnet.
Bspe:
saugend (w > 2)
wasserhemmend (w < 2)
wasserabweisend (w < 0,5)
wasserundurchlässig (w < 0,001)
Beispiele einiger Baustoffe
Vollziegel: 20 - 30
Zementputz: 2 - 3
Kunststoffdispersion: 0,05 - 0,2
w…Wasseraufnahmekoeffizient [kg/(m²*h 0,5 )]
m…Masse [kg]
t…..Zeit [h]
A…Fläche [m²]
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Titanweiß, TiO 2
Photoaktivität von TiO 2 :
Bei Belichtung von Abmischungen mit organischen oxidierbaren
Stoffen (z.B. Farbkörpern) tritt Bleichung auf.
2TiO 2 +hν → Ti 2 O 3 + O·
Der dabei gebildete atomare Sauerstoff wirkt stark oxidierend
(bleichend) auf andere Substanzen.
Erklärung:
TiO 2 fungiert als Halbleiter, es bildet sich bei UV/VIS-Einstrahlung
ein Potential von 2,9V aus.
Folgen:
Bindemittel (Kunststoff) wird abgebaut Farbe kreidet
Organische Pigmente können gebleicht werden.
Heute von den Herstellern weitgehend in den Griff bekommenes
Problem
1992 KEIM Granital, Ocker 1995 organisches Pigment
www.keimfarben.de
Organische Pigmente
Foto: Ingo Rademacher, Restauro Extra: KEIM-Farbe Werbebroschüre
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Linz, Landstraße 28, Sept. 2007 Vorzustand
Foto: BDA
http://www.konrad-fischer-info.de/22bau4.htm
Linz, Landstraße 28, März 2009
Foto: BDA
Dispersions-Silikatfarbe auf neuem, frischem
Luftkalkputz - die immer und überall
vorprogrammierte Katastrophe.
Der kapillare Feuchtestau unter dieser
Plastikschwarte behindert die carbonatische
Erhärtung des neuen Luftkalkmörtels, begünstigt
das Salzaustreiben aus dem alten, vorbelasteten
Putzgrund, blockiert das schadensfreie
Ausblühen der Schadsalze und sorgt für
Frostschäden in der oberen,
trocknungsblockierten und dank Dispersions-
Silikatabsperrung "abgesoffenen" Putzzone.
Die dennoch unausweichliche Restentfeuchtung
sucht sich dann in wasserführenden
Kanalsystemen rißbegünstigende Befreiung.
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• Irreversibel
• dichtet komplett ab
Nanotechnologie
1nm = 10 -9 m
Populärwissenschaftliche Bezeichnung für einen Forschungsbereich der letzten
Jahre, der sich mit Teilchengrößen im nm-Bereich befasst.
Als Anstriche meist siliziumorganische Verbindungen (Monomere in nm-Größe)
die zu sehr homogenen Filmen vernetzen können.
• Ungeklärte gesundheitliche Aspekte (in D bereits erste Produkte vom Markt genommen, Lungenödeme,
Atembeschwerden, karzinogen)
Diplomarbeit Daniela Trauninger: Beschichtungssysteme auf Natursteinoberflächen, gestern – heute – morgen, im
Hinblick auf ihre physikalischen Eigenschaften und Auswirkungen. TU-Wien, 2007 (Prof. A. Rohatsch)
„Nanotechnologieprodukte
Nanotechnologieprodukte“ “ (im Sinne von Lacken) haben in der Denkmalpflege nichts verloren. verloren.
33

2 Prinzipien: 1.) nach außen hin diffusionsoffener werden
2.) im System bleiben
Auswahl sollte sich nicht nach der Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse bzw. der
Dauerhaftigkeit orientieren.
Geeignet ist eine Farbe, wenn sie dazu beiträgt, ihr Trägermaterial zu erhalten („Nachhaltigkeit“)
ästhetische Wirkung
langfristige Pflegefähigkeit
langfristig kostengünstige Pflegekostenbilanz
dort, wo Kalk als historische Technik vorgegeben ist, sollte auch Kalk wieder verwendet werden
organische BM-zusätze nur in begründeten Fällen anwenden
organischer Anteil jedenfalls ≤ 5% / Trockenfarbe, bzw. 2,5% / Naßfarbe
Gebäude wo Kalk Tradition hat (Kalkputze) (incl. periodischer Neuanstriche) sollte die Tradition
gepflegt werden.
Bei Zementputzen: Silikat/Silikonfarben bzw. Alternativen
Prinzip: nicht maximale Erneuerung sondern minimaler Eingriff zur Bewahrung
Wirtschaftlichkeit Kalk – Silikat
Welcher Anstrich ist der richtige?????
Kalk: billiges Material, teure Arbeitszeit (3-fach mit Zwischenfeuchten)
Preisanteil des Materials bei Kalk: 0,01%
Gesamtkosten: um 10 €/m²
Silikat: billige Arbeitszeit, „teures“ Material
(um 4 €/m² Materialkosten)
Welcher Anstrich ist der richtige?????
Faustregel: je größer der Zementanteil im Putz ist, umso mehr kann der Silikatfarbe der Vorzug
gegeben werden.
Kalk Silikatfarbe Dispersionsfarbe
GRUNDSATZ:
„IM SYSTEM BLEIBEN“
34

Farbwirkung!?
• Feuchtigkeit ist im Mauerwerk nicht unvermeidlich
(Hygroskopizität und Kondensationsfeuchte)
Fotos: Hans Nimmrichter, BDA
• Feuchtigkeit in „normaler“ Menge ist nicht schädlich und sogar
notwendiger Bestandteil der Selbsterhaltung des mineralischen
Systems.
• Historische Verputze und Kalkanstriche sind erhalten geblieben,
nicht weil sie wasserabweisend sind, sondern, weil sie das
Wasser schnell wieder abgeben können.
• Keine Frostsprengung im Putz
• Keine Salzakkumulation unter dem Anstrich, Salze können
ungehindert bis zur Oberfläche wandern, wo sie kontinuierlich
abgewaschen werden.
• Silikatfarbe ist chemisch resistenter als Kalk
• Silikatfarbe ist härter als Kalk (Gefahr von Spannungsrissen)
• Silikatfarbe hat eine stark eingeschränkte Reparaturmöglichkeit
(Verdichtung bei mehrmaliger Anwendung, schlechte
Entfernbarkeit)
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Hydrophobierungen
Kieselsäureester (KSE) modifiziert mit Silanen und Siloxanen oder Acrylaten
Stein
Si O H
Si
O H
O
Si
O H
O H
H
O
Si
H
H
H
Hydrophobierung
Stein
Si O Si
Si
Si O
Si
O
O
O
O
Si
Si
Si
H
O
H
H
O
H
O
H
O
H
Silane – Siloxane - Silikonharze
• wirken hydrophob
• reagieren chemisch mit mineralischen Baustoffen
• verfärben den Baustoff nicht
• gute UV- und Witterungsbeständigkeit
• reduzieren die Wasseraufnahme
• vermindern die Wasserdampfdurchlässigkeit nur geringfügig (5-10%)
• wirken der Verschmutzung des Baustoffs entgegen (wirklich?)
H
H
O
H
H
36

Erfahrungen seit ca. 1950er
Früher: Silikonharze
Heute: Silane und Siloxane, Acrylate
Schutz vor Verwitterung
Hydrophobierungen auf Silan/Siloxanbasis:
lösemittelhaltig
Mikroemulsionskonzentrate
Wässrige Emulsionen
Pasten
Imprägniermittel
Silikonharze
Silikonharze
Siloxane
Silane
Silikate mit hydrophobierenden
Zusätzen
KSE mit hydrophobierenden
Zusätzen
Acrylharze
Metallseifen
Polymere Ester
der
Methacrylsäure
Stearate von Al
und Ti
Vorteil
Lösemittelfrei
Gute Lagerstabilität
Hydrophobierungen
Gutes Eindringvermögen
Gute Lagerstabilität
Lösemittelfrei
Gutes Eindringvermögen
Auch bei mäßig feuchten
Untergründen
Hohe Wirkstoffkonzentration
Punktgenaue Applikation
Lange Kontaktzeit
Definierte Auftragsmengen
5-10
5-10
KW
KW
Nachteil
Organische Lösungsmittel
Nicht anwendungsfertig (Verdünnung
auf Baustelle notwendig)
Geringe Eindringtiefen
Geringe Eindringtiefen, oft
wirkungslos bei stark saugenden
Untergründen
Imprägniermittel mit hydrophobierenden Eigenschaften
Wirkstoff
Methylpolysiloxan
Höher alkyliertes
Polysiloxan
Höher alkylierte
Silane
Höher alkylierte
Silane
Alkalisilkate
(Wasserglas),
Alkalisilikonate
Tetraäthylsilikat/
Silan
Empfohlener Lösungsmittel,
Wirkstoffgehalt Verdünnungs-
[%] mittel
8-10
40
5-10
60-75
KW, Alkohole
Alkohole, KW
H 2 O
Alkohole,
Ketone
Lit: H. Weber: Steinkonservierung, Expert Verlag, 1985, S. 136
5
5
KW
KW
Untergrund
trocken,
saugfähig
trocken,
Saugfähig
feucht,
saugfähig
feucht,
saugfähig
feucht,
saugfähig
trocken,
saugfähig
trocken,
saugfähig
trocken,
saugfähig
beständig
bis pH
9-10
13-14
13-14
13-14
9-10
9-10
13-14
13-14
Minderung der
Wasserdampfdurchlässigkeit
5-8
5-8
5-8
5-8
5-10
15-30
15-25
5-15
1 Sandstein
2 Kalkstein
3 Beton
4 Mineralputz
Empfohlene
Einsatzgebiete
???????????
1,2,5
1-7
1-7
3,4,6,7
6
1,2
3,7
4
5 Ziegel
6 Kalksandstein
7 Asbestzement
37

Silane: Silizium-Wasserstoffverbindungen
Monomolekulare Form der Polysiloxane bzw. Siloxane
Haben daher gutes Eindringvermögen in einen Baustoff.
Mehrere Silane reagieren zu einem Siloxan
Mehrere Siloxane reagieren zu einem Polysiloxan (Silikonharz)
R
R
Kat.
OMe Si OMe
HO
Si OH Alkylsilanol
OMe
+ 3 H2O OH
Alkyltrimethoxysilan
- 3 MeOH
OH OH OH OH OH OH OH OH
R
Si
Baustoff
- 3 H 2 O
OH OH O O O OH OH OH
funktionelle Organosilane als Haftvermittler zwischen mineralischen Materialien (Stein) und Kunststoffen
Größte Probleme:
Hinterwanderung von Feuchtigkeit und daraus resultierende Folgeschäden
Geringe Eindringtiefen
Irreversible Maßnahme
Frage der weiteren Pflege ist nicht gelöst
Vorher abklären:
Intakte Wasserführung am Bauwerk
Aufsteigende Feuchte?
Fugennetz intakt?
Holräume/Risse?
Innenseitiges Tauwasser?
Materialzusammensetzung (saugend/nicht saugend)
Wasseraufnahmeverhalten
Bauteilgeometrie
Exposition
Salzbelastung
Klima, Mikroklima
Restauriergeschichte
Erhaltungszustand
R
R Si O R 1 Stelle chem. reaktiv
R
R
R
Si
R
R
chem. nicht reaktiv
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Rasterelektronenmikroskop
Stiftskirche Eisgarn, NÖ, März 2009
Verhärtung der oberen Putz- und
Anstrichlagen infolge einer
Hydrophobierung.
Stiftskirche Eisgarn, NÖ, März 2009
Neue Verputzung mit Kalkputz und
Kalkfärbelung
und
anschließender Hydrophobierung
vor ca. 10 Jahren
Schadensbild: Putz fällt in ca. 2 cm
dicken Schollen ab
39

FAQ zur Probenahme
1) F: Wie groß soll die Probe für eine Schichtenanalyse sein?
A: Dass alle relevanten Schichten in einem Paket enthalten sind, ca. 1cm³ für Fassungsanalyse,
d.h. bitte keine abgeschabten Proben oder Proben ohne Putzuntergrund bzw. Malschichtträger
2) F: Wie groß soll die Putzprobe für eine Salzanalyse sein?
A: Abhängig von der Salzkonzentration, i.A. ca. ½ - 1 volle Fotofilmdose.
Bitte nicht von der Oberfläche abgeschabte Salze sondern Probe des Mauerwerks.
In diesem Fall ist eine quantitative Analyse nicht möglich.
Angabe der Entnahmehöhe, Altputz/Neuputz, Entnahmetiefe, etc!
3) F: Was kostet eine Probe?
A: Querschliff: 120,- € / Probe
Salzanalyse: 90,- € / Probe
4) F: Wie lange dauert die Analyse?
A: In Abhängigkeit von der Auftragslage ca. 4 – 8 Wochen.
5) F: Wie soll ich die Probe verpacken und schicken?
A: ideal: persönlich bringen
Papierkuvert/-sackel in Kartonschachtel verpackt (bitte nicht wattierte Kuverts!!!!)
ungeeignet:
Filmdosen, Gelatinekapseln o.ä. in denen die Proben frei herumfliegen,
aufgeklebt mit Klebestreifen auf Objektträger
wattierte Kuverts u.ä.
6) Auf (evtl. fotografische) Dokumentation der Entnahmestelle nicht vergessen!
Nicht dokumentierte Proben ohne Fragestellung werden nicht bearbeitet.
An:
DI Dr. Robert Linke
Bundesdenkmalamt, Abt. Restaurierwerkstätten, Naturwissenschaftliches Labor
Arsenal, Objekt 15/ Tor 4, 1030 Wien
robert.linke@bda.at
Tel: 01/798 21 46 35
Fax: 01/798 21 46 49
ANTRAG FÜR LABORUNTERSUCHUNG
Datum:………………………….
Objekt:………………………………………………………….….... GZ:…………./…….../……...….
Einbringer:
……………………………………………………………..….
Name:………………………………………………………………………….….…………..……..……
Adresse:……………………………………………………………….…………………...………..……
Probenahme:
Name:…………………………………………………………………Datum:…….........…..……..……
Adresse:……………………………………………………………….…………………...………..……
Auftraggeber/Rechnungsanschrift:
Name:………………………………….……………………………………………………….....………
Adresse:………..………………….….……………………………………………………….....……….
□ Die Untersuchung erfolgt auf Veranlassung des BDA,
Landeskonservatorat:…………………… Referent:………………………..…………………….…
Probennr. Kurzbeschreibung (Entnahmestelle, Fragestellung) wenn möglich, mit Fotos oder
Plänen
DI Dr. Robert Linke
Naturwissenschaftliches Labor
Abteilung Restaurierwerkstätten
Arsenal, Objekt 15/Tor 4
1030 Wien
robert.linke@bda.at
Tel: 01/798 21 46 35
Fax: 01/798 21 46 49
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überlegte und gut dokumentierte Probenahme!
Farbanalysen
• Farbe lässt sich biegen: Kunstharzfarbe
• Feuerzeugprobe: Farbe wird schwarz beim
Anzünden: Kunstharzfarbe
• Geruchsprobe in Eprouvette (karzinogen): für Polystyrolacrylat
• Farbe löst sich mit Aceton/Wattestäbchen: Kunstharzfarbe
• Qualitative Identifikation des Kunstharzes: FTIR-Analyse (BDA-Labor)
• Bestimmung des Glühverlustes (% Kunstharzanteil/Trockenfarbe)
Akkreditierte Prüfstellen:
MA 39, Versuchs- und Forschungsanstalt der Stadt Wien
Rinnböckstraße 15, 1110 Wien
ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik
Franz-Grill-Straße 5, Arsenal Objekt 213, 1030 Wien
Stets ein Prüfzertifikat verlangen und Proben (Naßfarbe) archivieren. (hat abschreckende Wirkung!)
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