DOI Artikel:
Lotzmann, Susanne; Meng, Birgit: Mikrostruktur und Festigkeit im Tiefenprofil der Steinskulptur Nr. 4
DOI Seite / Zitierlink:https://doi.org/10.11588/diglit.51146#0114
Objektuntersuchungen
Überzug der Kristalle, möglicherweise mit Konservierungs-
mittel, hinweisen (Abb. 6).
Diese Überzüge sind nicht Bestandteil des Baumberger
Kalksandsteins. Dies konnte durch Vergleiche mit unbe-
handeltem Referenzmaterial deutlich gemacht werden. Die
Schichtdicken der Überzüge konnten nicht ermittelt wer-
den, die Strukturen des Sandsteines sind jedoch verdeckt,
so daß auf eine Auskleidung der Poren geschlossen wer-
den kann, die sich auf das Porenvolumen auswirkt.
Festigkeit im Tiefenprofil
Die Ergebnisse der Eindringhärte sind in Tabelle 5 zusam-
mengestellt. Eine grafische Darstellung der Eindringhärte
über das Tiefenprofil befindet sich für beide Bohrkerne in
Abbildung 7.
Die Hälften 1A und 1B des Bohrkerns 1 zeigen nahe
den Oberflächen (5 bzw. 135 mm Steintiefe) eine höhere
Eindringhärte, als an den dahinterliegenden Meßstellen
(15 bzw. 125 mm Steintiefe). Bei den Hälften 2A und 2B
des Bohrkerns 2 liegt die Eindringhärte an der zum Ziegel-
mauerwerk gerichteten Seite an der Oberfläche zumindest
auf gleichem Niveau, wie an den jeweils dahinterliegen-
den Meßstellen. An der zur Außenseite der Fassade gerich-
teten Seite zeigt die Hälfte 2B ebenfalls nahe der Oberflä-
che (75 mm Steintiefe) eine höhere Eindringhärte, als im
unmittelbar angrenzenden Bereich, analog zum Bohrkern
1. Die Hälfte 2A bildet eine Ausnahme, hier weist die äu-
ßere Meßstelle (75 mm Steintiefe) eine deutlich geringere
Eindringhärte auf. Unter Einbeziehung der Ergebnisse der
bildanalytischen Untersuchung (siehe Abschnitt Bildanalyti-
sche Untersuchung) erscheint dieses Ergebnis plausibel.
Auffällig ist der starke Anstieg der Eindringhärte der
Hälfte 1B im Bereich 45 bis 85 mm Steintiefe. Diese Ten-
denz deutet sich auch beim Bohrkern 2 an, hier wurden
im genannten Bereich jedoch nur die Meßstellen 55 bis
75 mm untersucht. Der Baumberger Kalksandstein zeigt
von seiner Struktur her eine starke Richtungsabhängigkeit
und eine ausgeprägte Textur. Möglicherweise sind die Fe-
stigkeitsschwankungen bereits Struktur- bzw. schichtungs-
bedingt.
• Schlußfolgerungen
Die Untersuchungen der Mikrostruktur und der Festigkeit
an den Bohrkernen aus der Skulptur Nr. 4 Ost liefern in ih-
ren Ergebnissen vergleichbare Tendenzen.
Beispielsweise liegt die Eindringhärte nahe den bewit-
terten Oberflächen höher als im dahinterliegenden Bereich
der Bohrkerne, was auf eine Verfestigung des Materials,
möglich durch Konservierungsmittel, schließen läßt. An
zwei Bohrkernhälften (1A und 2B) wurden zusätzlich Poro-
sitätsuntersuchungen durchgeführt, die eine Verringerung
des Porenraumes nahe den Oberflächen belegen. Eine
Ausnahme bildet die Bohrkernhälfte 2A an der zur Außen-
seite der Fassade gerichteten Seite. Hier liegt die Eindring-
härte oberflächennah deutlich niedriger, also rund 10 mm
tiefer (entspricht 65 mm Steintiefe). Im gleichen Bereich
konnten mittels bildanalytischer Untersuchung Risse nach-
gewiesen werden, die diesen Festigkeitsabfall erklären.
6 Bohrkernhälfte 1B; Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme in
6 mm Abstand von der zur Außenseite der Fassade gerichteten Ober-
fläche, Vergrößerung 2000:1.
7 Eindringhärte über dem Tiefenprofil für die Bohrkerne 1 und 2.
Vermutlich Reste der Konservierungsmittel konnten mit
Hilfe des REM gefunden werden. Die Struktur des Baum-
berger Kalksandsteins verdeckende Überzüge im Bereich,
in dem die Konservierungsmaßnahmen durchgeführt wur-
den, waren sichtbar.
Das Festigkeitsprofil macht außerdem deutlich, daß in-
nerhalb der Struktur des Baumberger Kalksandsteins (ver-
mutlich schichtungsbedingt) größere Festigkeitsunterschie-
de auftreten, als durch die Konservierungsmaßnahmen er-
zeugt wurden. Jedoch muß berücksichtigt werden, daß im
Rahmen dieser Untersuchungen keine Bestimmung des E-
Moduls durchgeführt wurde.
• Abstract
An analysis of the microstructure was carried out on two
drill cores obtained from sculpture no. 4 east of the palati-
al building of Clemenswerth Castle to investigate the ef-
fectiveness of previous Conservation measures. Some of
the methods used were non-invasive, thus allowing for se-
veral analyses on the same samples. The penetration hard-
ness was determined at defined points on the drill cores,
giving insight into the strength profile. The microstructure
and the pore volume were characterized using mercury in-
trusion porosimetry, image analysis and screening electron
microscopy (SEM). A comparative analysis of the individual
results took into account the location of the samples. The
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Überzug der Kristalle, möglicherweise mit Konservierungs-
mittel, hinweisen (Abb. 6).
Diese Überzüge sind nicht Bestandteil des Baumberger
Kalksandsteins. Dies konnte durch Vergleiche mit unbe-
handeltem Referenzmaterial deutlich gemacht werden. Die
Schichtdicken der Überzüge konnten nicht ermittelt wer-
den, die Strukturen des Sandsteines sind jedoch verdeckt,
so daß auf eine Auskleidung der Poren geschlossen wer-
den kann, die sich auf das Porenvolumen auswirkt.
Festigkeit im Tiefenprofil
Die Ergebnisse der Eindringhärte sind in Tabelle 5 zusam-
mengestellt. Eine grafische Darstellung der Eindringhärte
über das Tiefenprofil befindet sich für beide Bohrkerne in
Abbildung 7.
Die Hälften 1A und 1B des Bohrkerns 1 zeigen nahe
den Oberflächen (5 bzw. 135 mm Steintiefe) eine höhere
Eindringhärte, als an den dahinterliegenden Meßstellen
(15 bzw. 125 mm Steintiefe). Bei den Hälften 2A und 2B
des Bohrkerns 2 liegt die Eindringhärte an der zum Ziegel-
mauerwerk gerichteten Seite an der Oberfläche zumindest
auf gleichem Niveau, wie an den jeweils dahinterliegen-
den Meßstellen. An der zur Außenseite der Fassade gerich-
teten Seite zeigt die Hälfte 2B ebenfalls nahe der Oberflä-
che (75 mm Steintiefe) eine höhere Eindringhärte, als im
unmittelbar angrenzenden Bereich, analog zum Bohrkern
1. Die Hälfte 2A bildet eine Ausnahme, hier weist die äu-
ßere Meßstelle (75 mm Steintiefe) eine deutlich geringere
Eindringhärte auf. Unter Einbeziehung der Ergebnisse der
bildanalytischen Untersuchung (siehe Abschnitt Bildanalyti-
sche Untersuchung) erscheint dieses Ergebnis plausibel.
Auffällig ist der starke Anstieg der Eindringhärte der
Hälfte 1B im Bereich 45 bis 85 mm Steintiefe. Diese Ten-
denz deutet sich auch beim Bohrkern 2 an, hier wurden
im genannten Bereich jedoch nur die Meßstellen 55 bis
75 mm untersucht. Der Baumberger Kalksandstein zeigt
von seiner Struktur her eine starke Richtungsabhängigkeit
und eine ausgeprägte Textur. Möglicherweise sind die Fe-
stigkeitsschwankungen bereits Struktur- bzw. schichtungs-
bedingt.
• Schlußfolgerungen
Die Untersuchungen der Mikrostruktur und der Festigkeit
an den Bohrkernen aus der Skulptur Nr. 4 Ost liefern in ih-
ren Ergebnissen vergleichbare Tendenzen.
Beispielsweise liegt die Eindringhärte nahe den bewit-
terten Oberflächen höher als im dahinterliegenden Bereich
der Bohrkerne, was auf eine Verfestigung des Materials,
möglich durch Konservierungsmittel, schließen läßt. An
zwei Bohrkernhälften (1A und 2B) wurden zusätzlich Poro-
sitätsuntersuchungen durchgeführt, die eine Verringerung
des Porenraumes nahe den Oberflächen belegen. Eine
Ausnahme bildet die Bohrkernhälfte 2A an der zur Außen-
seite der Fassade gerichteten Seite. Hier liegt die Eindring-
härte oberflächennah deutlich niedriger, also rund 10 mm
tiefer (entspricht 65 mm Steintiefe). Im gleichen Bereich
konnten mittels bildanalytischer Untersuchung Risse nach-
gewiesen werden, die diesen Festigkeitsabfall erklären.
6 Bohrkernhälfte 1B; Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme in
6 mm Abstand von der zur Außenseite der Fassade gerichteten Ober-
fläche, Vergrößerung 2000:1.
7 Eindringhärte über dem Tiefenprofil für die Bohrkerne 1 und 2.
Vermutlich Reste der Konservierungsmittel konnten mit
Hilfe des REM gefunden werden. Die Struktur des Baum-
berger Kalksandsteins verdeckende Überzüge im Bereich,
in dem die Konservierungsmaßnahmen durchgeführt wur-
den, waren sichtbar.
Das Festigkeitsprofil macht außerdem deutlich, daß in-
nerhalb der Struktur des Baumberger Kalksandsteins (ver-
mutlich schichtungsbedingt) größere Festigkeitsunterschie-
de auftreten, als durch die Konservierungsmaßnahmen er-
zeugt wurden. Jedoch muß berücksichtigt werden, daß im
Rahmen dieser Untersuchungen keine Bestimmung des E-
Moduls durchgeführt wurde.
• Abstract
An analysis of the microstructure was carried out on two
drill cores obtained from sculpture no. 4 east of the palati-
al building of Clemenswerth Castle to investigate the ef-
fectiveness of previous Conservation measures. Some of
the methods used were non-invasive, thus allowing for se-
veral analyses on the same samples. The penetration hard-
ness was determined at defined points on the drill cores,
giving insight into the strength profile. The microstructure
and the pore volume were characterized using mercury in-
trusion porosimetry, image analysis and screening electron
microscopy (SEM). A comparative analysis of the individual
results took into account the location of the samples. The
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