Diskussion:Salzkristallisationen im Grottensaal des Neuen Palais in Potsdam

Salze und Raumklima im Grottensaal

Als Untersuchungsmethode zur Ermittlung der Schadensprozesse wurde die Methode ‚Monitoring von Referenzflächen in Kombination mit Klimamessungen' gewählt ( [Laue:2002]Titel: Verwitterung von Naturstein durch lösliche Salze an wechselfeuchter Luft
Autor / Verfasser: Laue, Steffen
). Es war nicht möglich, im Grottensaal Proben für quantitative Salzanalysen zu nehmen. In den Ausblühungsproben konnten die beiden Natriumsulfate Thenardit [Na2SO4] und Mirabilit [Na2SO4.10H20] nachgewiesen werden. In wenigen Proben konnte auch Gips analysiert werden, der aber auch vom Grottierungsmörtel stammen könnte, also nicht neu kristallisiert sein muss. Die Quellen der Na+-Salzionen sind wahrscheinlich alkalische Baumaterialien (Portlandzemente), die zu verschiedensten Zeiten zur Stabilisierung des Bauwerks eingebracht worden sind. Diese Baustoffe enthalten Alkalien (u.a. Na+), die zu Alkalikarbonaten reagieren. Diese gehen bei geeigneten Feuchtebedingungen mit anderen autochtonen GLOSSAR Salzen, z.B. mit den SO42--Ionen des Grottierungsmörtels Gips, Reaktionen ein und wandeln sich in leichtlöslichere Salze – wie z.B. Natriumsulfate – um ( [Arnold:1985b]Titel: Moderne alkalische Baustoffe und die Probleme bei der Konservierung von Baudenkmälern
Autor / Verfasser: Arnold, Andreas
). Abb.1 zeigt die Tagesmittelwerte der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchte im Grottensaal von Januar 1998 bis Januar 1999. Die Klimakurve ist typisch für einen unbeheizten Raum: Das Innenklima spiegelt ein gedämpftes Außenklima wider. Die Temperatur pendelt zwischen 5°C und 20°C, die relativen Luftfeuchten variieren überwiegend zwischen 40% und 75%, nur während einer längeren trockenen Kälteperiode im Dezember sank die relative Luftfeuchte auf Werte um 30%.

• Raumklima im Grottensaal
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Klimamessungen in Kombination mit der Beobachtung der Referenzflächen ergaben, dass über das ganze Jahr hinweg Salzkristallisationen der beiden Natriumsulfate stattfinden. Das hat folgende Gründe: Im Oberflächenbereich der Wände verdunstet Wasser - aufgestiegende Feuchte und an den Außenwänden dazu eingedrungenes Oberflächenwasser - aus den mit Ionen angereicherten Mauerwerkslösungen. Beim Verdunsten konzentriert sich die Salzlösung auf, und es kommt zur Kristallisation von Mirabilit. Sinkt nun die relative Luftfeuchte, wandelt sich Mirabilit um in Thenardit in Abhängigkeit von der Temperatur und der relativen Luftfeuchte. Bei wieder steigenden Luftfeuchten kann die Rückumwandlung wieder zu Mirabilit stattfinden (siehe auch [Steiger.etal:1998b]Titel: Bedingungen für die Kristallisation verschiedener Salzhydrate am Beispiel Thenardit/Mirabilit
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Dannecker, Walter
und [Laue:2002]Titel: Verwitterung von Naturstein durch lösliche Salze an wechselfeuchter Luft
Autor / Verfasser: Laue, Steffen
). Beispielsweise kristallisiert bei einer Temperatur von 20°C unterhalb von 76% relativer Luftfeuchte das Mineral Thenardit, oberhalb von 76% kristallisiert Mirabilit. Der Umwandlungsprozeß von Thenardit zu Mirabilit geht mit einer Volumenvergrößerung einher, die z.B. von Price and Brimblecombe [Price.etal:1994]Titel: Preventing salt damage in porous materials
Autor / Verfasser: Price, Clifford A.; Brimblecomb, Peter
mit 314% angegeben wird. Jedesmal, wenn die kritische relative Luftfeuchtigkeit, die zur Kristallisation der jeweils anderen Phase führt, über- oder unterschritten wird, kommt es zu Umkristallisationsprozessen, die der eigentliche Motor für die Zerstörung sind. Da sich sowohl die Temperatur, als auch die relative Luftfeuchtigkeit im Grottensaal ständig ändern, werden die kritischen Klimabereiche sehr oft überschritten, dementsprechend zahlreich sind die Schäden.

FSeidler 17:46, 26. Okt. 2011 (CEST)

Als Phase wird ein stofflicher Zustand bezeichnet, der in sich, makroskopisch betrachtet, homogen ist.