Niedersächsisches Landesamt für Denkmalpflege [Hrsg.]; Institut für Denkmalpflege [Hrsg.]: Arbeitshefte zur Denkmalpflege in Niedersachsen: Die Steinskulpturen am Zentralbau des Jagdschlosses Clemenswerth, Emsland (Hannover: Niedersächsisches Landesverwaltungsamt, Heft 15.1998)

Zur mineralogisch-chemischen
Zusammensetzung und
zur chemischen Verwitterung
des Baumberger Kalksandsteins -
Fallbeispiel „Clemenswerth"
Erwin Stadlbauer, Rolf Niemeyer,
Heinrich Rösch, Volker Stein

• Zusammenfassung
Die acht Skulpturen am Zentralbau des Jagdschlosses Cle-
menswerth bestehen aus Baumberger Kalksandstein. Die
Hauptbestandteile dieses kalkgebundenen Materials sind
Calcit, Quarz, Tonminerale und Glaukonit. Das Mengen-
verhältnis der Hauptkomponenten (vor allem Calcit und
Quarz) weist eine beträchtliche geogene Schwankungs-
breite auf. Chemische Analysen von rund 30 Objektproben
zeigen deutlich variierende Elementgehalte mit einer guten
Korrelation der Hauptkomponenten CaO (25-40 Ma.%)
und SiO2 (20-40 Ma.%). Mittels Bohrkernuntersuchung an
einem Werkstück der Skulptur Nr. 4 wurde diese Variation
der CaO- und SiO2-Gehalte senkrecht zur Schichtung mit
Höchstwerten um 1 Ma.%/cm ermittelt.
Die chemische Verwitterung der Skulpturen erfolgt im
wesentlichen durch Calcit-Lösung in beregneten Bereichen
sowie durch Gips-Bildung (CaSO4x2 H2O) in geschützten
Bereichen. Die Wirkungstiefe der chemischen Verwitterung
beträgt nur wenige Millimeter und ist damit sehr gering.
Der analytische Nachweis mittels der Elementanalyse (RFA)
wird durch die schichtungsbedingten Schwankungen aller-
dings erheblich erschwert.
Suchbegriffe: Baumberger Kalksandstein, chemische Zu-
sammensetzung, chemische Verwitterung, Steinskulptu-
ren, Jagdschloß Clemenswerth.
• Einleitung
Freibewitterte Bau- und Kunstdenkmale aus Kalkstein sind
seit der industriellen Revolution durch Umwelteinflüsse be-
sonders in Form des „Sauren Regens" einem verstärkten
Angriff ausgesetzt.1 Objekte aus Baumberger Kalksand-
stein sind zusätzlich gefährdet, weil die schädigende Wir-
kung von Umweltschadstoffen nicht auf die beregneten
Partien begrenzt bleibt, sondern auch in überdachten Be-
reichen erhebliche Substanzverluste verursachen kann.2
Im Rahmen des DBU-Projektes „Clemenswerth" wurde
die spezifische Schadenssituation der Steinskulpturen aus
Baumberger Kalksandstein umfassend untersucht. Dieser
Beitrag behandelt vor allem die Frage der objektspezifi-
schen chemischen Verwitterung der Steinoberflächen so-
wie deren Bedeutung für Langzeiterhaltung der Skulpturen
an ihrem angestammten Platz.
Die Bearbeitung dieses Themas setzt zunächst voraus,
daß die Variabilität des Steinmaterials von Clemenswerth

dargestellt wird. Darüberhinaus ist es notwendig, vor allem
die chemische Zusammensetzung dieser Materialien mit
der Zusammensetzung anderer Objektproben und der che-
mischen Variabilität der heute noch zugänglichen Steinbrü-
che zu vergleichen (vgl. hierzu den Beitrag von Visser und
Mirwald2 in diesem Band). Weiterhin werden die Ergeb-
nisse von Vergleichsuntersuchungen an Präparaten aus
bruchfrischem Baumberger Kalksandstein vorgestellt. Diese
Präparate wurden zur Ermittlung der aktuellen Immissions-
rate und der Schadstoffwirkung von Ende 1993 bis Ende
1994 in geringem Abstand zu den acht Skulpturen befe-
stigt und der Freibewitterung ausgesetzt.3
• Material und Methoden
Für die mineralogisch-chemischen Untersuchungen im
Rahmen des DBU-Projektes Clemenswerth wurden über 30
repräsentative Materialproben der Steinskulpturen verwen-
det. Ein Teil dieser Proben wurde auf der Grundlage voran-
gegangener zerstörungsfreier Untersuchungen gezielt ent-
nommen (Gruppe 1: lokalisierte Objektproben). Ein weite-
rer Teil stammt aus dem Lapidarium (Gruppe 2) des Ems-
landmuseums in Sögel. Bei diesem Material handelt es sich
um kriegsbedingte Bruchstücke der Steinskulpturen, die im
Zuge der sorgfältigen Restaurierung von 1974/75 als nicht
eindeutig lokalisierbarer originaler „Restbestand" vorlie-
gen.
In Tabelle 1 sind die genannten Objektproben (Gruppen
1 und 2) sowie die Vergleichsgruppe 3 der sogenannten
„Steinsensor-Materialien" aufgeführt. Es handelt sich da-
bei um bruchfrischen Baumberger Kalksandstein aus dem
Lapidarium der Fa. Pressbau/Oberhausen (Abbau im Stein-
bruch Dirks, Werksteinbank „Paol"). Nach Formatierung in
Platten von 2x6x7 cm wurden diese Proben über den Zeit-
raum von einem Jahr sowohl am Jagdschloß in Sögel als
auch in Hannover (IfD) der Freibewitterung ausgesetzt.3
Die Untersuchung der Materialproben erfolgte im Labor
der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in
Hannover im wesentlichen mit 3 verschiedenen Methoden:
a) Bestimmung wasserlöslicher Bestandteile (Salzbelastung)
mit lonenchromatographen (Anionen) bzw. ICP-OES (Kat-
ionen);
b) Bestimmung von Mineralphasen, insbesondere von ver-
witterungsbedingten Neubildungen mittels Röntgenbeu-
gung (XRD, Philips-Diffraktometer, Cu-Strahlung, Graphit-
Monochrometer);

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