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Blöchl-Wirts, Barbara; Kirchner, Dirk; Stadlbauer, Erwin: Die hygrische Dehnung von Baumberger Kalksandstein - tonmineralogische und gesteinsphysikalische Aspekte
DOI Seite / Zitierlink:https://doi.org/10.11588/diglit.51146#0055
und vielfach irreversible Veränderungen der Gesteinseigen-
schaften (einschließlich der hygrischen Dehnung) ausge-
schlossen.
• Abstract
Baumberg calcareous sandstone can attain a hygral expan-
sion of more than 2 mm/m. In the diagnosis of damages
and the Conservation of historic objects, expansion proper-
ties must be considered in the context of other factors as
well:
a) Baumberg calcareous sandstone is a banked flow depo-
sit (Turbidite) with a graded Sediment. Perpendicular to the
Sediment, the mineral composition and structural characte-
ristics change gradually. The variable proportion of calcite/
clay mineral in the finely grained bonding matrix in the cm
to dm ränge.
b) Because of capillary condensation, the microporous
Baumberg calcareous sandstone exhibits a partial Satura-
tion at a relative humidity close to 100 %. The hygral ex-
pansion reaches values of about 10 % at 95 % relative hu-
midity.
c) Expansion in saline Solutions can differ markedly from
expansion in pure water, whereby higher as well as lower
values are possible, depending on the composition and
concentration of the solution. Significant changes in the
expansion properties can also be caused by previous treat-
ment of Baumberg calcareous sandstone with Conservati-
on agents (e.g. stone consolidation agents, tensides, etc.).
Thus, purposeful and reponsible use of such agents requi-
res detailed knowledge of the material and adequate prior
testing.
Keywords: Baumberg calcareous sandstone, clay mine-
rals, hygral expansion, cation exchange, stone Conservati-
on.
• Literatur
1 Felix, C., Amoroso, G. G. und Furlan, V. (1979): Laboratory performance
of a calcareous sandstone after treatment with acrylic copolymer and
polymethylmethacrylate. In: Proceedings of the 14’h World Congress of
the International Society for Fat Research (Section Lipids in Art), p. 11-
25, Brighton, England.
2 Snethlage, R. (1984): Sandsteinkonservierung 1979-1983. Arbeitsheft
Nr. 22, Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, München.
3 Schuh, H. (1987): Physikalische Eigenschaften von Sandsteinen und
ihren verwitterten Oberflächen. Münchner Geowiss. Abhandlungen, Rei-
he B, Nr. 6, Pfeil Verlag München.
4 Wendler, E. (1991): Zum Mechanismus der Schalenbildung. In: Snethla-
ge, R. (Hrsg.), Jahresberichte Steinzerfall-Steinkonservierung, Band 1-
1989; Seite 71-76, Verlag Ernst und Sohn, Berlin.
5 Wendler, E. und Rückert-Thümling, R. (1992): Gefügezerstörendes
Verformungsverhalten bei salzbefrachteten Sandsteinen unter hygrischer
Wechselbelastung. In: Wittmann, F. H. (Hrsg.), Werkstoffwissenschaften
und Bausanierung, 3. Int. Kolloquium, S. 1818-1830, Esslingen.
6 Felix, C. (1995): Peut-on consolider les gres tendres du Plateau suisse
avec le silicate d'ethyle? In: Actes du Congräs; Conservation et restaura-
tion des biens culturels - Pierre, Pollution atmospherique, Peinture
murale, Etudes scientifiques et cas pratiques. S. 267-274, Montreux.
7 Wendler, E. und Sattler, L. (1991): Anlage einer Musterfläche zur Stein-
konservierung am Schloß Schillingsfürst. Teil 2: Applikation und Erfolgs-
kontrolle. In: Snethlage, R. (Hrsg.), Jahresberichte Steinzerfall-Stein-
konservierung, Band 3, S. 133-139, Verlag Ernst & Sohn, Berlin.
8 Snethlage, R., Wendler, E. und Klemm, D. D. (1995): Tenside im Ge-
steinsschutz - bisherige Resultate mit einem neuen Konzept zur Erhal-
tung von Denkmälern aus Naturstein. In: Snethlage, R. (Hrsg.), Denkmal-
pflege und Naturwissenschaft. Natursteinkonservierung I, S. 127-148,
Verlag Ernst & Sohn, Berlin.
9 Zollern-Institut (1990): Untersuchungen zum hygrischen Quellen an
Natursteinen. In: Verbundforschungsprojekt Steinzerfall-Steinkonser-
vierung (Hrsg.), Denkmalpflege und Naturwissenschaft im Gespräch,
S. 235, Workshop, Fulda.
10 Blöchl, B. (1993): Physikalische und tonmineralogische Untersuchungen
an ausgewählten Naturwerksteinen Norddeutschlands. Diplomarbeit
(unveröffentlicht), 88 Seiten, Universität Hannover.
11 Sattler, L. und Snethlage, R. (1995): Der Einsatz von Kieselsäureester
zur Sandsteinfestigung. In: Snethlage, R. (Hrsg.) Denkmalpflege und Na-
turwissenschaft. Natursteinkonservierung I, S. 89-104, Verlag Ernst &
Sohn, Berlin.
12 Grimm, W. D. (1990): Bildatlas wichtiger Denkmalgesteine der Bundes- •
republik Deutschland. Arbeitsheft Nr. 50, Bayerisches Landesamt für
Denkmalpflege, München.
13 DIN 52450: Bestimmung des Schwinden und Quellens an kleinen Probe-
körpern, August 1985, Beuth Verlag, Berlin.
14 Scheffer, F. und Schachtschabei, P. (1989): Lehrbuch der Bodenkunde,
12. Auflage, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.
15 Brüggerhoff, S.; Laidig, G. und Schneider, J. (1993): Exposition von
Naturstein in Rheinland-Pfalz in Materialien in ihrer Umwelt; Kommissi-
on Reinhaltung der Luft im VDI und DIN.- Band 1060; S. 345-357; VDI-
Verlag Düsseldorf.
16 Madsen, T. und Müller-Vonmoos, M. (1988): Das Quellverhalten der
Tone. In: Tonmineralogie und Bodenmechanik, 77-90. Mitteilungen des
Instituts für Grundbau u. Bodenmechanik der ETH Zürich, Nr. 133,
S. 39-50, Zürich.
17 Lagaly, G. (1988): Grundzüge des rheologischen Verhaltens wäßriger
Tonmineraldispersionen. In: Müller-Vonmoos, M. et. al. (Hrsg.), Ton-
mineralogie und Bodenmechanik, 77-90. Mitteilungen des Instituts für
Grundbau u. Bodenmechanik der ETH Zürich, Nr. 133, S. 7-22, Zürich.
Abbildungsnachweis
1-3, 8, 9,11 Dirk Kirchner (Zollern-Institut, Deutsches-Bergbau-Museum,
Bochum); 4-7, 10, 12, 13 Barbara Blöchl (Institut für Denkmalpflege)
53
Grundlagen
schaften (einschließlich der hygrischen Dehnung) ausge-
schlossen.
• Abstract
Baumberg calcareous sandstone can attain a hygral expan-
sion of more than 2 mm/m. In the diagnosis of damages
and the Conservation of historic objects, expansion proper-
ties must be considered in the context of other factors as
well:
a) Baumberg calcareous sandstone is a banked flow depo-
sit (Turbidite) with a graded Sediment. Perpendicular to the
Sediment, the mineral composition and structural characte-
ristics change gradually. The variable proportion of calcite/
clay mineral in the finely grained bonding matrix in the cm
to dm ränge.
b) Because of capillary condensation, the microporous
Baumberg calcareous sandstone exhibits a partial Satura-
tion at a relative humidity close to 100 %. The hygral ex-
pansion reaches values of about 10 % at 95 % relative hu-
midity.
c) Expansion in saline Solutions can differ markedly from
expansion in pure water, whereby higher as well as lower
values are possible, depending on the composition and
concentration of the solution. Significant changes in the
expansion properties can also be caused by previous treat-
ment of Baumberg calcareous sandstone with Conservati-
on agents (e.g. stone consolidation agents, tensides, etc.).
Thus, purposeful and reponsible use of such agents requi-
res detailed knowledge of the material and adequate prior
testing.
Keywords: Baumberg calcareous sandstone, clay mine-
rals, hygral expansion, cation exchange, stone Conservati-
on.
• Literatur
1 Felix, C., Amoroso, G. G. und Furlan, V. (1979): Laboratory performance
of a calcareous sandstone after treatment with acrylic copolymer and
polymethylmethacrylate. In: Proceedings of the 14’h World Congress of
the International Society for Fat Research (Section Lipids in Art), p. 11-
25, Brighton, England.
2 Snethlage, R. (1984): Sandsteinkonservierung 1979-1983. Arbeitsheft
Nr. 22, Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, München.
3 Schuh, H. (1987): Physikalische Eigenschaften von Sandsteinen und
ihren verwitterten Oberflächen. Münchner Geowiss. Abhandlungen, Rei-
he B, Nr. 6, Pfeil Verlag München.
4 Wendler, E. (1991): Zum Mechanismus der Schalenbildung. In: Snethla-
ge, R. (Hrsg.), Jahresberichte Steinzerfall-Steinkonservierung, Band 1-
1989; Seite 71-76, Verlag Ernst und Sohn, Berlin.
5 Wendler, E. und Rückert-Thümling, R. (1992): Gefügezerstörendes
Verformungsverhalten bei salzbefrachteten Sandsteinen unter hygrischer
Wechselbelastung. In: Wittmann, F. H. (Hrsg.), Werkstoffwissenschaften
und Bausanierung, 3. Int. Kolloquium, S. 1818-1830, Esslingen.
6 Felix, C. (1995): Peut-on consolider les gres tendres du Plateau suisse
avec le silicate d'ethyle? In: Actes du Congräs; Conservation et restaura-
tion des biens culturels - Pierre, Pollution atmospherique, Peinture
murale, Etudes scientifiques et cas pratiques. S. 267-274, Montreux.
7 Wendler, E. und Sattler, L. (1991): Anlage einer Musterfläche zur Stein-
konservierung am Schloß Schillingsfürst. Teil 2: Applikation und Erfolgs-
kontrolle. In: Snethlage, R. (Hrsg.), Jahresberichte Steinzerfall-Stein-
konservierung, Band 3, S. 133-139, Verlag Ernst & Sohn, Berlin.
8 Snethlage, R., Wendler, E. und Klemm, D. D. (1995): Tenside im Ge-
steinsschutz - bisherige Resultate mit einem neuen Konzept zur Erhal-
tung von Denkmälern aus Naturstein. In: Snethlage, R. (Hrsg.), Denkmal-
pflege und Naturwissenschaft. Natursteinkonservierung I, S. 127-148,
Verlag Ernst & Sohn, Berlin.
9 Zollern-Institut (1990): Untersuchungen zum hygrischen Quellen an
Natursteinen. In: Verbundforschungsprojekt Steinzerfall-Steinkonser-
vierung (Hrsg.), Denkmalpflege und Naturwissenschaft im Gespräch,
S. 235, Workshop, Fulda.
10 Blöchl, B. (1993): Physikalische und tonmineralogische Untersuchungen
an ausgewählten Naturwerksteinen Norddeutschlands. Diplomarbeit
(unveröffentlicht), 88 Seiten, Universität Hannover.
11 Sattler, L. und Snethlage, R. (1995): Der Einsatz von Kieselsäureester
zur Sandsteinfestigung. In: Snethlage, R. (Hrsg.) Denkmalpflege und Na-
turwissenschaft. Natursteinkonservierung I, S. 89-104, Verlag Ernst &
Sohn, Berlin.
12 Grimm, W. D. (1990): Bildatlas wichtiger Denkmalgesteine der Bundes- •
republik Deutschland. Arbeitsheft Nr. 50, Bayerisches Landesamt für
Denkmalpflege, München.
13 DIN 52450: Bestimmung des Schwinden und Quellens an kleinen Probe-
körpern, August 1985, Beuth Verlag, Berlin.
14 Scheffer, F. und Schachtschabei, P. (1989): Lehrbuch der Bodenkunde,
12. Auflage, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.
15 Brüggerhoff, S.; Laidig, G. und Schneider, J. (1993): Exposition von
Naturstein in Rheinland-Pfalz in Materialien in ihrer Umwelt; Kommissi-
on Reinhaltung der Luft im VDI und DIN.- Band 1060; S. 345-357; VDI-
Verlag Düsseldorf.
16 Madsen, T. und Müller-Vonmoos, M. (1988): Das Quellverhalten der
Tone. In: Tonmineralogie und Bodenmechanik, 77-90. Mitteilungen des
Instituts für Grundbau u. Bodenmechanik der ETH Zürich, Nr. 133,
S. 39-50, Zürich.
17 Lagaly, G. (1988): Grundzüge des rheologischen Verhaltens wäßriger
Tonmineraldispersionen. In: Müller-Vonmoos, M. et. al. (Hrsg.), Ton-
mineralogie und Bodenmechanik, 77-90. Mitteilungen des Instituts für
Grundbau u. Bodenmechanik der ETH Zürich, Nr. 133, S. 7-22, Zürich.
Abbildungsnachweis
1-3, 8, 9,11 Dirk Kirchner (Zollern-Institut, Deutsches-Bergbau-Museum,
Bochum); 4-7, 10, 12, 13 Barbara Blöchl (Institut für Denkmalpflege)
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Grundlagen