Reinigen von Baudenkmälern als Wissenschaft

• Materialprüfungsanstalt der Uni Stuttgart berät bei der Restaurierung von Baudenkmälern

(13.7.2008) Bei der Restaurierung historischer Baudenkmäler wie etwa der "Verbotenen Stadt" in Peking oder dem Nationaldenkmal Vigeland-Park in Oslo gilt es, äußerst empfindliche Werkstoffe von oft jahrhundertealten Schmutzablagerungen zu befreien und gleichzeitig die wertvolle Bausubstanz zu schonen. Zum Einsatz kommen dabei auch neu entwickelte Partikelstrahlverfahren, die je nach Baumaterial und Art der Verschmutzung sehr sanft oder auch recht aggressiv dosiert werden.

Um zu bestimmen, welches Verfahren geeignet ist und wie tief die Reinigung gehen soll, führt die Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart gemeinsam mit der Firma Alfred Kärcher in Winnenden umfangreiche Tests durch. Wie die Experten dabei vorgehen, zeigte der Sender 3sat am 30. Juni um 21.30 Uhr in der Magazinsendung "Hitec".

An Außenfassaden aus mineralischen, porösen Werkstoffen wie Naturstein oder Beton lagern sich Schmutz und Immissionen nicht nur an der Oberfläche ab und führen da zu chemischen und physikalischen Veränderungen, sondern werden auch (kapillar) in die Tiefe transportiert. Deshalb liegen bei historischen Baudenkmälern, aber auch bei modernen Fassaden, häufig sehr tief hineinreichende Verschmutzungen und Zerstörungen vor. Dazu kommen vielfach altersbedingte Veränderungen der Bausubstanz. Gerade bei Baudenkmälern sind die Verschmutzung und Verwitterung häufig so weit fortgeschritten, dass die wertvollen historischen Oberflächen eigentlich nur mehr aus Zersetzungsprodukten bestehen.

Bei der Reinigung solcher Fassaden ist einerseits darauf zu achten, dass keine weiteren Schäden verursacht werden, kein unnötiger Abtrag von historischen oder wertvollen Flächen erfolgt und das Material geschont wird. Andererseits müssen Verschmutzungen, die die Bausubstanz gefährden, möglichst selektiv abgetragen werden. Um dieser Problematik gerecht zu werden, setzt die MPA bei den Voruntersuchungen eine Vielzahl an Messverfahren ein und gibt spezifische Empfehlungen, wie die Verunreinigungen am besten zu behandeln sind.

Glaspuder, Wasserdampf oder Mikrosandstrahlen?

Die Stuttgarter Wissenschaftler untersuchen im Rahmen der geplanten Restaurierung der "Verbotenen Stadt" in Peking über mehrere Jahre hinweg, wie die kunstvollen Marmorlöwen, Tempelbalustraden und Blütenreliefs von Jahrtausende alten Verkrustungen befreit und künftig vor der Verwitterung geschützt werden können. Hierzu wurden die Schmutzkrusten unter anderem mit dem Rasterelektronenmikroskop untersucht und chemisch analysiert. Für die Reinigung empfahlen die Fachleute mikrofeines Glaspuder und restauratorische, ergänzende Spezialreinigungen. Die Arbeiten sollen im Anschluss an die Olympischen Spiele im Sommer anlaufen.

Bei der Sanierung des Vigeland-Parks in Oslo, einer monumentalen Figurengruppe des norwegischen Bildhauers Gustav Vigeland, waren die Restauratoren vor Ort in Sorge, dass eine Partikelstrahlreinigung die wertvollen, polierten Granitflächen angreifen könnte. Hier konnten die Stuttgarter Wissenschaftler nachweisen, dass die Verschmutzungen durch organische Überzüge aus Algen und Flechten verursacht wurden. Zur Beseitigung empfahlen sie ein feines, trockenes Kalksteinmehl mit einer Korngröße von weniger als 90 Mikrometern. Für die Untersuchung wurden Messmethoden wie die Porosimetrie, einem Verfahren zur Bestimmung der Porengröße, Rasterelektronen- sowie polarisationsoptische Mikroskope zur Analyse der gereinigten und ungereinigten Oberflächen, chemische Analysen sowie Bestimmungen der Kristallstrukturen mittels Röntgenbeugung eingesetzt.

Im Rahmen der inzwischen abgeschlossenen Restaurierung der berühmten, in ein Granitmassiv gemeißelten Köpfe amerikanischer Präsidenten am Mount Rushmore prüften die Forscher mit denselben Verfahren, ob es beim Reinigen aufgrund von Gesteinsverwitterungen zu Problemen kommen könnte und rieten zum sanften Dampfstrahlen mit heißem Wasser. Zudem untersuchten sie dunkle Eisenabscheidungen am Fels, die von den beim Bau verwendeten Seilzügen verursacht wurden. Dabei stellte sich heraus, dass der "Rost" in Wirklichkeit aus harten, kristallinen Eisenerzen besteht. Die Hoffnung, die braunen Flecken mit chemischen Mitteln behutsam in eine weiße Schicht umzuwandeln, erfüllte sich denn auch nicht: In so einem Fall hilft nur noch der rabiate Abtrag durch Mikrosandstrahlen, und das bis auf den Untergrund der Eisenbeläge.