Auswirkungen von Steinfestiger auf die mechanischen Eigenschaften von Natursteinen historischer Bauwerke : Teil 3. Untersuchungen und Prüfungen von gealterten und gefestigten Steinproben / von Matthias Baumgartner

Abstract

An nahezu allen historischen Prachtbauten der Wiener Ringstraße sowie an den meisten der Wiener Kirchen wurde Naturstein verbaut. An vielen Außenfassaden kann man eine dunkle Verfärbung des Gesteins erkennen. An diesen Oberflächen findet eine chemisch-physikalische Verwitterung, auch Gesteinszersetzung genannt, statt. Im Laufe der Zeit wurden einige Methoden entwickelt, um diesem Prozess entgegen zu wirken. Eine davon, die nanotechnologische Methode, befasst sich mit der Applikation von speziellen Steinfestigungsmittel. Bisher gibt es noch sehr wenige Untersuchungen, welche sich mit dieser Thematik beschäftigen. In dieser Arbeit wurde vor allem das bruchmechanische Verhalten von Natursteinen nach einer Steinfestigung auf nanotechnologischer Basis untersucht. Weiters wurden gravimetrische Beobachtungen und Ultraschallmessungen durchgeführt. Für diese Untersuchungen wurden der St. Margarethener Kalksandstein und der Schlaitdorfer Sandstein herangezogen. Die Probekörper wurden mit fünf verschiedenen handelsüblichen Steinfestigungsmitteln bearbeitet. Da es bisher für diese Thematik kaum Normen oder Verfahren gibt, wurden in einer umfangreichen Voruntersuchung verschiedenste Applikationsmethoden untersucht. Aufgrund dieser Voruntersuchung konnte man einige wichtige Erkenntnisse für weitere Untersuchungen verzeichnen. Insgesamt wurden sieben verschiedene Prüfmethoden an beiden Gesteinen mit unterschiedlichen Festigungsmitteln mechanisch untersucht. Bei den meisten der untersuchten Steinproben konnte aufgrund der Festigung eine Steigerung der verschiedensten Festigkeiten erreicht werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen dazu beitragen, wichtige Erkenntnisse für die Restaurierung sowie eine Bewertung des Bestandes denkmalgeschützter Bauwerke zu erhalten.

Natural stone was used in the construction of nearly all historic buildings of Vienna's Ringstraße as well as on the majority of Vienna¿s churches. Many external facades show a dark decoloration of the stone surface. This is caused by a chemical-physical weathering, also known as rock decomposition. Over time, several methods were developed to counteract this process. One of these, the nanotechnological method, is concerned with the application of rock stabilizers. So far, very few studies dealing with this subject have been conducted. In this thesis, the fracture mechanics of natural stones after nanotechnological treatment were investigated. Furthermore, gravimetric observations and ultrasonic measurings were carried out. Specimens of St. Margarethen limesandstone and Schlaitdorfer sandstone were treated with five commercially available stone consolidants and tested. As there are less standards and regulations for this topic yet, a wide range of application methods was investigated in a comprehensive preliminary study. On the basis of this preliminary investigation, some important findings were obtained for further investigations. A total of seven different test methods were conducted on both rocks using different consolidants. In most of the examined rock samples, an increase in the various strengths could be achieved due to the strengthening. The results of these investigations are intended to provide important insights for the restoration as well as the assessment of the stock of built heritage.