Salzumwandlung: Unterschied zwischen den Versionen

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Bei der chemischen Salzbehandlung handelt es sich um eine Umwandlung bzw. den Versuch einer Umwandlung leicht löslicher bauschädlicher Salze in möglichst schwer lösliche oder un¬lösliche und damit relativ unschädliche Verbindungen. Dies klingt einfach und ist einleuchtend, ist in der Praxis jedoch mit einer Reihe von Problemen verbunden. Zunächst liegt im Mauer¬werk nicht nur ein definiertes Salz vor, wie z.B. Calciumni¬trat oder ein Magesiumsulfat, son¬dern man hat es immer mehr oder weniger mit einer Mischung zu tun, die z.T. kristallin z.T. als Salzlösung vorlie¬gen kann. Meist liegen Carbonat-, Nitrat-, Chlo¬rid- oder Sulfatverbindun¬gen vor. Als Kationen treten hauptsächlich Natrium, Kalium, Magne¬sium und Calcium auf.
Autor: [[Benutzer:Hschwarz|Hans-Jürgen Schwarz]]<br> <br>
Wichtig ist, dass Nitratverbindungen nicht in un¬lösliche Salze umgewandelt werden können, da es keine schwerlöslichen Nitratverbindungen gibt. Es verbleiben uns also nur die Möglichkei¬ten bei Chloriden, Sulfaten und begrenzt auch bei Carbonaten.
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Zeigt die Salzanalyse, dass im wesentlichen Sul¬fat und Chloride vorliegen, so besteht die Mög¬lichkeit einer Behandlung mit Bleihexafluorosi¬likat. Bleihexafluoroisilikat reagiert mit Sulfat und Chloridverbindungen in komplexer Reaktion un¬ter Bildung verschiedener Produkte, die na¬hezu alle schwer- oder unlöslich sind.
<br>


Die Reaktionen können wie folgt aussehen:
== Abstract  ==


Na2SO4 (ll) <nowiki>+</nowiki> PbSiF6(ll)  PbSO4 (sl)<nowiki>+</nowiki> Na2SiF6 (sl)
Durch die chemische Salzumwandlung werden zum einen Schadsalze in unlösliche bzw. schwer lösliche Verbindungen überführt, so dass diese nicht mehr schädigend wirken können. Zum anderen wird sie eingesetzt, um schwer lösliche Salze leichter löslich zu machen, um diese anschließend besser entfernen zu können.
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Na2CO3 (ll) <nowiki>+</nowiki> PbSiF6 (ll) PbCO3(ul) <nowiki>+</nowiki> Na2SiF6 (sl)
== Entfernen von Salzen durch Salzumwandlung  ==


MgSO4 (ll) <nowiki>+</nowiki> PbSiF6 (ll)  PbSO4 (sl) <nowiki>+</nowiki> MgSiF6 (sl)
In der Praxis wurden und werden verschiedene Verfahren zur Entfernung schwerlöslicher Salze und Salzkrusten eingesetzt. Vielfach kamen hier früher Säuren wie Salzsäure oder auch Essigsäure z.B. zum Entfernen von Calciumcarbonatkrusten zum Einsatz <bib id="Hammer:1996" />, die in vielen Fällen bei nicht optimaler Ausführung weitere Schadensprozesse in Gang setzten. Auch die Verwendung von Hexafluorokieselsäure ist belegt. Zu den Verfahrensschritten der "Gipsumwandlung" gehört auch das Lösen der Gipskruste mit Ammoniumcarbonat. Auch Ionenaustauscher werden seit vielen Jahren zum Entfernen von Krusten eingesetzt<bib id="Pursche:2001" />.


2NaCl (ll) <nowiki>+</nowiki> PbSiF6 (ll)   PbCl2 (sl) <nowiki>+</nowiki> Na2SiF6 (sl)
== [[Immobilisierung von Salzen]] ==
sl - schwer löslich; ll - leicht löslich; ul - unlös¬lich
Eine besondere Bedeutung kommt der chemi¬schen Salzumwandlung in Bezug auf die Anwen¬dung porenhydrophober Sanierputze zu. Im frisch aufgebrachten Zustand sind diese Sanier¬putze noch nicht hydrophob. Salze können also relativ leicht dann in das Porengefüge des Put¬zes einwandern. Um diese Gefahr einer schnellen Versalzung der Sanierputze zu verringern, wird häufig eine Putzgrundvorbehandlung mit ei¬nem "Salzbehandlungsmittel" empfohlen. Da¬bei wer¬den von den verschiedenen Herstellern ver¬schieden Präparate bzw. Kombinationen emp¬fohlen. Die wichtigsten sind dabei auf der Basis von Bleihexafluorosilikat aufgebaut. Da¬neben werden auch Barium-haltige Präparate angeboten.
Obwohl eine gewisse Wirksamkeit dieser Be¬handlung erwiesen ist, darf nicht verschwiegen werden, dass lösliche Bleisalze nicht ungefährlich sind und so ein Problem für das Arbeitsper¬sonal wie auch für den Umweltschutz darstellen. Aus diesem Grund wird versucht, die gleiche Wir¬kung, d.h. die Vermeidung einer schnellen Salz¬einwanderung, durch Imprägnierungen zu errei¬chen, die eine kapillar verdichtende und eine hy¬drophobierende Wirkung besitzen. Entwic¬keln sie ihre Wirksamkeit in Bezug auf Kapillarver¬dichtung und Hydrophobierung, kann eine Re¬duktion der Salzwanderung zur Oberfläche ein¬treten. Mögliche Probleme bei Aufbringen des nachfolgenden Putzes sind zu beachten. Als Wirkstoffe werden hier in der Regel Kaliwas¬serglasverbindungen und Kaliummethylsilikonat bzw. auch Fluate, also Salze der Hexafluorokie¬selsäure, eingesetzt.
Weiter kann eine Salzumwandlung dazu einge¬setzt werden, relativ schwer lösliche Salze wie Gips in leicht lösliche umzuwandeln, um sie dann entfernen zu können.


====Gipsumwandlung====
Bei der Immobilisierung handelt es sich um eine Umwandlung bzw. den Versuch einer Umwandlung leicht löslicher bauschädlicher Salze in möglichst schwer lösliche oder unlösliche und damit relativ unschädliche Verbindungen. Dies klingt einfach und ist einleuchtend, ist in der Praxis jedoch mit einer Reihe von Problemen verbunden. Zunächst liegt im Mauerwerk nicht nur ein definiertes Salz vor, wie z.B. Calciumnitrat oder ein Magesiumsulfat, sondern man hat es immer mehr oder weniger mit einer Mischung zu tun, die z.T. kristallin, z.T. als Salzlösung vorliegen kann. Meist liegen Carbonat-, Nitrat-, Chlorid- oder Sulfatverbindungen vor. Als Kationen treten hauptsächlich Natrium, Kalium, Magnesium und Calcium auf. Zu berücksichtigen ist, dass Nitratverbindungen nicht in unlösliche Salze umgewandelt werden können, da es keine schwerlöslichen Nitratverbindungen gibt. Es verbleiben uns also nur die Möglichkeiten bei Chloriden, Sulfaten und begrenzt auch bei Carbonaten.


Die Gipsumwandlung erfolgt in fünf Schritten ((Matteini M. 1991).
Während heute meist Bariumlösungen zum Einsatz kommen <bib id="Friese.etal:1999" />, wurden früher in vielen Fällen Bleihexafluorosilikat verwendet.  


'''1. Lösen des Gips'''
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CaSO<font size = "1">4</font>*2H<font size = "1">2</font>O <nowiki>+</nowiki> (NH<font size = "1">4</font>)<font size = "1">2</font>CO<font size = "1">3</font>  (NH<font size = "1">4</font>)<font size = "1">2</font>SO<font size = "1">4</font> <nowiki>+</nowiki> CaCO<font size = "1">3</font> <nowiki>+</nowiki> 2H<font size = "1">2</font>O
= Literatur  =


Im ersten Schritte führt die Anwendung von Ammoniumcarbonat in einer Kompresse zu einer Umwandlung des Gipses in löslichen Ammoni¬umsulfat. Dieses wandert z. T in die Kompresse, z. T verbleibt sie in der Oberflächenschicht und wandert eventuell in tiefer gelegen Schichten. Falls der Calcit in der Putzschicht entsteht, zeigt er eine positive, festigende Wirkung, bildet er sich an der Oberfläche, so muss er sorgfältig ent¬fernt werden.
<biblist />
Überschüssiges Ammoniumcarbonat zersetzt sich zu Ammoniak und Kohlendioxid und Was¬ser. (Ammoniumcarbonat verändert darüber hinaus proteinhaltige Überzüge).


'''2. Ausfällen als unlösliches Sulfat.'''
[[Category:Maßnahmen]][[Category:Salzumwandlung]] [[Category:Schwarz,Hans-Jürgen]] [[Category:R-GGrassegger]] [[Category:R-SLaue]] [[Category:Review]]
 
(NH<font size = "1">4</font>)<font size = "1">2</font>SO<font size = "1">4</font> <nowiki>+</nowiki> Ba(OH)<font size = "1">2</font>   BaSO<font size = "1">4</font> <nowiki>+</nowiki> 2NH<font size = "1">3 </font><nowiki>+</nowiki> 2H<font size = "1">2</font>O
 
Das Ammoniumsulfat der ersten Reaktion wird in unlösliches Bariumsulfat überführt.
 
'''3. Erste festigende Reaktion'''
 
Ba(OH)<font size = "1">2</font> <nowiki>+</nowiki> CO<font size = "1">2  </font>  BaCO<font size = "1">3</font> <nowiki>+</nowiki> H<font size = "1">2</font>O
 
Überschüssiges Bariumhydroxid wandelt sich mit dem Kohlendioxid der Luft in Bariumcarbo¬nat um. Dies zeigt eine festigende Wirkung
 
'''4. Zweite festigende Reaktion'''
 
Ba(OH)<font size = "1">2</font> <nowiki>+</nowiki> CaCO<font size = "1">3</font>  BaCO<font size = "1">3</font><nowiki>+</nowiki> Ca(OH)<font size = "1">2</font>
 
Eine heterogene Reaktion wandelt die äußeren Bereiche der Calcitkörner in Caliumhydroxid¬gel um.
 
'''5.''' Ca(OH)<font size = "1">2</font> <nowiki>+</nowiki> CO<font size = "1">2</font>   CaCO<font size = "1">3</font><nowiki>+</nowiki> H<font size = "1">2</font>O
 
Durch die Karbonatisierung wird eine festigende Wirkung erreicht. (Die Reaktionen 4 und 5 sind noch wenig untersucht und müssen noch besser verstanden werden.)
 
Die Methode sollte dann nicht eingesetzt wer¬den, wenn ''Nitrate'' in hoher Konzentration vor¬kommen, wenn ein'' organisches Bindemittel ''vor¬liegt und wenn eine ''Klebewirkung'' verlangt wird.
 
Nitrate führen zur Bildung von Bariumnitrat, das mäßig löslich ist und zur sichtbarer Kristalli¬sation an der Oberfläche führt.
Die organischen Bindemittel von Malereien in Tempera oder Öl vertragen die hohe Alkalinität von Bariumhydroxid nicht und es kann zur Hy¬drolyse und Verseifung kommen. '''Matteini <bib id=Matteini:1991/>''' ist jedoch der Meinung, dass der größte Teil dieser organischen Bindemittel bei alten Malereien meist heute in anorganischen Verbin¬dungen wie Calciumoxalat vorliegen, und obige Reaktionen kaum eintreten werden, so dass der Einsatz der Methode verantwortet werden kann.

Aktuelle Version vom 9. Juni 2023, 06:13 Uhr

Autor: Hans-Jürgen Schwarz

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Abstract[Bearbeiten]

Durch die chemische Salzumwandlung werden zum einen Schadsalze in unlösliche bzw. schwer lösliche Verbindungen überführt, so dass diese nicht mehr schädigend wirken können. Zum anderen wird sie eingesetzt, um schwer lösliche Salze leichter löslich zu machen, um diese anschließend besser entfernen zu können.

Entfernen von Salzen durch Salzumwandlung[Bearbeiten]

In der Praxis wurden und werden verschiedene Verfahren zur Entfernung schwerlöslicher Salze und Salzkrusten eingesetzt. Vielfach kamen hier früher Säuren wie Salzsäure oder auch Essigsäure z.B. zum Entfernen von Calciumcarbonatkrusten zum Einsatz [Hammer:1996]Titel: Salze und Salzbehandlung in der Konservierung von Wandmalerei und Architekturoberfläche.
Autor / Verfasser: Hammer, Ivo
Link zu Google Scholar, die in vielen Fällen bei nicht optimaler Ausführung weitere Schadensprozesse in Gang setzten. Auch die Verwendung von Hexafluorokieselsäure ist belegt. Zu den Verfahrensschritten der "Gipsumwandlung" gehört auch das Lösen der Gipskruste mit Ammoniumcarbonat. Auch Ionenaustauscher werden seit vielen Jahren zum Entfernen von Krusten eingesetzt[Pursche:2001]Titel: Konservierung von Wandmalerei, Reaktive Behandlungsmethoden zur Bestandserhaltung
Link zu Google Scholar.

Immobilisierung von Salzen[Bearbeiten]

Bei der Immobilisierung handelt es sich um eine Umwandlung bzw. den Versuch einer Umwandlung leicht löslicher bauschädlicher Salze in möglichst schwer lösliche oder unlösliche und damit relativ unschädliche Verbindungen. Dies klingt einfach und ist einleuchtend, ist in der Praxis jedoch mit einer Reihe von Problemen verbunden. Zunächst liegt im Mauerwerk nicht nur ein definiertes Salz vor, wie z.B. Calciumnitrat oder ein Magesiumsulfat, sondern man hat es immer mehr oder weniger mit einer Mischung zu tun, die z.T. kristallin, z.T. als Salzlösung vorliegen kann. Meist liegen Carbonat-, Nitrat-, Chlorid- oder Sulfatverbindungen vor. Als Kationen treten hauptsächlich Natrium, Kalium, Magnesium und Calcium auf. Zu berücksichtigen ist, dass Nitratverbindungen nicht in unlösliche Salze umgewandelt werden können, da es keine schwerlöslichen Nitratverbindungen gibt. Es verbleiben uns also nur die Möglichkeiten bei Chloriden, Sulfaten und begrenzt auch bei Carbonaten.

Während heute meist Bariumlösungen zum Einsatz kommen [Friese.etal:1999]Titel: Salze im Mauerwerk - Möglichkeiten zur Entsalzung und zur Salzumwandlung
Autor / Verfasser: Friese, Peter; Protz, A.
Link zu Google Scholar, wurden früher in vielen Fällen Bleihexafluorosilikat verwendet.


Literatur[Bearbeiten]

[Friese.etal:1999]Friese, Peter; Protz, A. (1999): Salze im Mauerwerk - Möglichkeiten zur Entsalzung und zur Salzumwandlung. In: Venzmer, H. (Hrsg.): Entfeuchtung/Entsalzung 10. Hanseatische Sanierungstage FAS - Schriftenreihe Heft 10, 211-230.Link zu Google Scholar
[Hammer:1996]Hammer, Ivo (1996): Salze und Salzbehandlung in der Konservierung von Wandmalerei und Architekturoberfläche.. In: Pursche, Jürgen (Hrsg.): Salzschäden an Wandmalereien, Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, 81-106.Link zu Google Scholar
[Pursche:2001]Pursche, Jürgen (Hrsg.) (2001): Konservierung von Wandmalerei, Reaktive Behandlungsmethoden zur Bestandserhaltung, Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, MünchenLink zu Google Scholar

Kationen sind positiv geladene Ionen.

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