Technik

Was tun, wenn…oberflächliche Rostflecke auf einem Bodenbelag aus Naturstein vorhanden sind?

Naturstein wird häufig für Außenbereiche verwendet. Es kann jedoch vorkommen, dass sich darauf Rostflecken bilden. Was tun, wenn sich auf dem Natursteinboden oberflächliche Rostflecken gebildet haben?

Gieβkannen und Blumentöpfe, Treppengeländer, Gartenmöbel aus Eisen sind beliebt und typische Beispiele dafür, wie oberflächliche Rostflecken auf einen Natursteinbelag gelangen können. Diese beeinträchtigen das optische Erscheinungsbild eines edlen Marmor oder Granit stark. Hier ein paar Tipps, wie Rostflecken von Stein entfernt werden können, ohne diesen zu beeinträchtigen.


Nutzungsbedingte Rostflecke auf einem Granit durch Einwirkungen von oben

Selbstgemachte Hausmittel erweisen sich bei der Entfernung oft als unwirksam oder sind zu aggressiv. Zur gründlichen und sicheren Entfernung der Rostflecken von Natursteinoberflächen aller Art empfiehlt sich ein Produkt, das sich durch die nicht säurehaltige Formel besonders für empfindliche Oberflächen wie polierten Marmor eignet. Es ist daher wichtig, dass Produkte vermieden werden, die nicht nur für das Material gefährlich werden könnten, sondern auch für den Anwender.

Vorteilhaft ist auch eine dickflüssige Beschaffenheit, damit das Produkt direkt auf den zu entfernenden Fleck einwirken kann. Dadurch wird Verschwendung vermieden und das Risiko eines Kontakts reduziert, zum Beispiel im Auβenbereich mit Gräsern und Pflanzen im Nahbereich.

Nur geeignete Rostentferner einsetzen

Rost ist eine chemische Verbindung mit einer typischen rötlich-braunen Farbe, die hauptsächlich aus Carbonaten und Eisenoxiden besteht und durch die Oxidation von Eisenmetall in Gegenwart von Luft und Feuchtigkeit entsteht . Es kommt häufig vor, dass Gegenstände oder Elemente aus Eisen in bestimmten Situationen (zum Beispiel im Auβenbereich) Rost auf der Oberfläche entwickeln, der bei porösen Materialien wie Naturstein zu Fleckbildung führen kann.

Für die Entfernung eines Rostflecks von einer Oberfläche ist es notwendig, ein komplexierendes Produkt einzusetzen, das sich spezifisch an Eisenoxide binden kann. Dadurch wird es möglich, den Rost vom Substrat zu entfernen.

Viele marktübliche Rostentferner sind sauer eingestellt und basieren in ihrer Formulierung auf mehr oder weniger starken Säuren wie Fluorwasserstoff-, Phosphor- oder Zitronensäure. Produkte auf Fluorwasserstoffbasis sind hochgradig korrosiv und werden mit Einschränkungen zur Entfernung von Eisenflecken im Textilbereich eingesetzt. Der Einsatz bei Materialien wie Stein, Keramik oder Metall ist hingegen sorgfältig zu vermeiden, da dadurch irreparable Schäden hervorgerufen werden können. Produkte auf der Grundlage von Säuren mit einem einfacheren Handling, wie Phosphor- oder Zitronensäure, können auch auf einigen Belägen wie beispielsweise Keramik zur Anwendung kommen. Kalkhaltige Materialien wie Marmor, Travertin und viele andere Natursteine sind davon natürlich auszuschlieβen, da die Reaktion mit den Säuren hier möglicherweise sichtbare Schäden wie matte oder hellere Stellen hervorrufen können.


Die spezifische komplexierende Wirkung von Antirostprodukten ermöglicht die Entfernung von Eisenoxid von dem beteiligten Substrat.

Die extrem unterschiedlichen Typologien von Naturstein erfordern daher den Einsatz spezifischer, nicht saurer Produkte, deren Funktionsweise auf reduzierenden Verbindungen mit komplexierender Wirkung beruhen. Diese müssen dazu in der Lage sein, sich spezifisch an die Eisenoxide zu binden und deren Entfernung zu ermöglichen, ohne eine sekundäre Reaktion mit dem Substrat hervorzurufen.

Es ist daher von grundlegender Bedeutung, unangemessene Eingriffe mit sauren Produkten auf potentiell empfindlichen Oberflächen zu vermeiden. Empfehlenswert ist hingegen, spezifische Produkte mit einem neutralen pH-Wert zu wählen, wodurch das Material geschont wird. Gleichzeitig ist eine schnelle Wirksamkeit wichtig, damit keine Absorptionsphänomene in den poröseren Substraten verursacht werden.

Dott. Giovanni Luca
Technischer Forscher in der F&E Abteilung von FILA
Email: info@filasolutions.com
Website: www.filasolutions.com

Beitrag erstellt am 7.6.2018

Strukturkristalle

Strukturkristalle bringen Tiefenwirkung

Viele Natursteine verdanken ihren ausdrucksvollen Charakter kristallinen Mineralen.
Man hat den Eindruck, in den Stein hineinschauen zu können. Dies ist eine unvergleichliche Tiefenwirkung, die kaum kein anderer Baustoff bietet. Kommt es zu einer Beschädigung, so wirken Spachtelmassen meist wie Fremdkörper. Die besondere kristalline Struktur geht selbst bei transparenten Füllstoffen im Bereich der Reparaturstellen verloren.

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Arbeiten mit Strukturkristallen in der Denkmalpflege
Foto: www.invicon.at

Mit dem StoneLux Reparatursystem besteht nun die Möglichkeit diese sensiblen Gesteine „unsichtbar“ zu reparieren. Hierbei werden Strukturkristalle eingesetzt. Die Strukturkristalle werden zusammen mit dem flüssigen Füllstoff in die Reparaturstelle eingebracht. Dadurch wird die natürliche Tiefenwirkung an der Reparaturstelle nicht unterbrochen. Man kann, wie bei den kristallinen Lichtbrechungseffekten, in den Stein hineinschauen. Die Basis des Systems stammt aus der Zahnmedizin. So erfolgt auch die Aushärtung der professionellen Reparaturmaßnahme über eine LED-Lampe, wie man sie vom Zahnarzt her kennt.

Strukturkristalle bringen Tiefenwirkung

Durch die eingesetzten Strukturkristalle entstehen im Füllstoff Lichtbrechungseffekte, wie man sie von den natürlichen Kristallgrenzflächen her kennt. Sowohl Strukturkristalle als auch der flüssige Füllstoff bestehen aus MMA – (Urethanmethacrylat). Somit haben sowohl die Strukturkristalle als auch das Bindemittel des Füllstoffes das gleiche E-Modul und den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Dies vermeidet unnötige Spannungen innerhalb der Füllung bei schnellenTemperaturwechseln und mechanischen Beanspruchungen. Außerdem ergibt sich dadurch die gleiche Farbbasis bzw. Transparenzgrad. Diese homogene Materialstruktur ermöglicht die Realisierung einer Hochglanzpolitur und vermeidet sichtbare Unterschiede der Reparaturstelle zu den angrenzenden Flächen.


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Die Einarbeitung von Strukturkristallen erzeugt optische Tiefenwirkung
Foto: www.invicon.at

Die Reflexionen des einfallenden Lichts an den Grenzflächen der Strukturkristalle vermittelt eine optische Tiefenwirkung, die den Brechungseffekten des Intergranularraums zu den angrenzenden Korngrenzen der Minerale in natürlichen Gesteinen entspricht. Bei Bedarf kann der Füllstoff auch farblich angepasst werden. Die einzelnen Farbtöne sind auch untereinander mischbar, sodass selbst feinste Farbnuancen, wie sie in der Natur vorkommen, nachgebildet werden können. Dafür stehen Strukturkristalle jeweils transparent, weiss und schwarz in zwei verschiedenen Korngrössen X2 (0,16-0,63mm) X3 (0,64-1,0mm) zur Verfügung.

Peter BubendorferPeter Bubendorfer
Director Marketing/Sales invicon chemical solutions gmbh
Email: p.bubendorfer@invicon.at
Website: http://invicon.at/de/

Beitrag erstellt am 10.03.2016

Antragung

Als eine Antragung bezeichnet man die Ergänzung einer Fehlstelle mit einem Steinergänzungsmörtel (SEM) im Arbeitsbereich der Naturwerksteinrestaurierung. Die Bezeichnungen Restauriermörtel und Steinersatzmasse sind ebenfalls geläufig. Der spezielle Mörtel wird aus Gesteinsmehl, Sanden und meist mineralischem Bindemittel hergestellt. Der Mörtel kann mit Pigmenten eingefärbt werden, um Ergänzungen besser an die Farbigkeit des zu ergänzenden Natursteins anzupassen.

Antragung
Sohlbank mit Vierung und retuschierter Antragung, Elbsandstein, Historisches Waldschlösschen, Dresden

Statisch relevante Bauteile sind mit Vierungen (Steinergänzungsstück) zu reparieren. Zumeist ist es nicht nötig und auch technisch kaum umsetzbar, alle Fehlstellen und Rückwitterungen zu ergänzen, vor allem wenn sie eher klein sind. Der Restauriermörtel wird für die Wiederherstellung der Linienführung an Profilen und Ornamenten verwendet, wenn diese optisch störend wirken. Wichtig ist der Aufbau bei gestörtem Wasserablauf am Bauteil zur Sicherung der Wasserführung, um Schäden durch eindringendes Wasser zu vermeiden.

Ergänzungsmaßnahmen – Reparatur von Fehlstellen durch Steinergänzungsmörtel

Verschiedene Hersteller bieten eine umfangreiche Palette fertig konfektionierter Steinergänzungsmörtel an. Die Steinersatzmasse wird jedoch auch als Baustellenmörtel von verschiedenen Steinmetzen und Restauratoren selbst rezeptiert. Der zu verwendende Mörtel ist in Farbigkeit, Körnung, Festigkeit und Wasseraufnahmefähigkeit auf den vorhandenen Naturstein abzustimmen.
Die geschädigten Bereiche werden bis auf den gesunden Kern abgearbeitet. Im Anschluss erfolgt ggf. das Aufbringen einer Haftbrücke und der Aufbau der Antragung. Diese kann vormodelliert werden und wird nach entsprechender Trocknungszeit steinmetzmäßig bearbeitet. Die Oberflächenbearbeitung sollte sich an den vorhandenen Oberflächen der Umgebung orientieren. Die Antragungen dürfen nicht fugenübergreifend hergestellt werden.

Gegeben falls ist bei frei tragenden Antragungen eine Armierung aus nichtrostendem Stahl (Schrauben, Stifte, Bügel, Draht) oder Kunststoff mit einer ausreichenden Überdeckung von mind. 2 cm Mörtel vorzusehen.

Mineralisch-gebundene SEM sind am gebräuchlichsten, kunstharz-gebundene oder kieselgel-gebundene Antragungen bieten besondere Vorteile. Das Grundgerüst bilden immer Gesteinskörnungen wie Gesteinsmehl und Sand sowie Pigmente zur farblichen Anpassung.

Mineralisch-gebundene SEM werden mit den Bindemitteln Kalk und Zement, die teilweise mit Bauharzen modifiziert werden, hergestellt. Der Mörtel wird auf der Baustelle mit Anmachwasser angemischt. Bei richtiger Rezeptur ist die Wasserdampfdurchlässigkeit ähnlich der des Natursteins. Antragungen mit mineralisch-gebundenen SEM benötigen jedoch eine Mindeststärke, daher ist an den Rändern eine Kante auszubilden und die Originalsubstanz steinmetzmäßig zurückzuarbeiten. Vorwiegend werden mineralisch-gebundene SEM bei der Restaurierung von Bauteilen und Skulpturen aus Weichgestein, wie Sandstein, Tuff, Trachyt und Kalkstein verwendet.

Antragung Pilaster
Pilaster mit Antragungen in Farbigkeit wie Material Bestand vor und nach der Retusche,
Elbsandstein, Historisches Waldschlösschen, Dresden

Kunstharz-gebundene SEM erreichen wesentlich höhere Haftzugwerte durch das Bindemittel Acrylharz oder Epoxidharz. Acrylharz kann bereits dem Werktrockenmörtel beigemischt sein, der auf der Baustelle nur mit Wasser angemacht wird. In flüssiger Form wird Acrylharz- Milch zum Anmachen des Mörtels verwendet. Epoxidharz wird zweikomponentig in Form von Kleber und Härter der Gesteinskörnung zugemischt. Durch die besseren Haftzugwerte kann kunstharz-gebundener Mörtel auf null auslaufend verarbeitet werden. So kann substanzschonend bei künstlerisch und kunsthistorisch wertvollen Werken Verlust von Originalsubstanz vermieden werden. Ein Nachteil ist die begrenzte Wasserdampfdurchlässigkeit und ab größeren Aufbaustärken ein wasserundurchlässiger Verschluss der Oberfläche. Epoxidharz-gebunde Systeme sind besonders für die Ergänzung von Fehlstellen bei Kalkstein, Marmor oder Granit geeignet.

Kieselgel-gebundene SEM werden unter Zugabe von Kieselsäureester angemischt. Beim Abbindeprozess entsteht ein Kieselgel gleich dem Bindemittel von silikatisch gebundenem Sandstein. Die Ähnlichkeit des Bindemittels und damit der spezifischen Eigenschaften sind besonders wünschenswert. Der Kieselgel-gebundene SEM ist wasserdampfdurchlässig und wird vorwiegend im Bereich der Restaurierung von Sandstein-Bauteilen und –Skulpturen verwendet.

Flächen mit SEM können nicht beliebig groß hergestellt werden, entsprechend DIN 18332 sind Antragungen im Regelfall bis 100 cm², größere bis 200 cm², vereinzelt bis 500 m² bei besonderer Sorgfalt vertretbar. Bei zu großen Ergänzungen besteht die Gefahr von Hohlstellen und Rissen. Die Herstellung ist im Vergleich zum Einbau von Vierungen jedoch substanzschonender und einfacher auf Form und Farbigkeit der umgebenen Steinsubstanz einzustellen.

Trotz des Einfärbens (Pigmentzugabe) können Antragungen durch ihre vom Ausgangsmaterial verschiedene Farbigkeit die Ansicht der restaurierten Fläche stören. Durch eine Retusche mit einer farblichen Lasur kann das Bild optisch angeglichen und beruhigt werden.

Dipl.-Ing. Architekt Markus SandnerDipl.-Ing. Architekt Markus Sandner
Inhaber des Planungsbüros Sandner für Architektur und Naturstein
Email: post@architekt-sandner.de
Website: /www.markussandner.de

Beitrag erstellt am 6.1.2014

Vierungen

Als eine Vierung (abgeleitet von Quadrat) bezeichnet man ein Steinergänzungsstück an architektonischen Bauteilen oder Skulpturen. Bei der Restaurierung wird eine Fehlstelle mit einem Vierungsstück geschlossen. Dadurch wird beispielsweise die ursprüngliche Abwicklung eines Profils wiederhergestellt. Der Einbau von Vierungen kann auch dem Erhalt der statischen Standsicherheit eines Bauteils dienen. Gelegentlich werden auch neue Bauteile mit Vierungen versehen. Derartige Vierungen kommen meist dann zum Einsatz, wenn Massivwerkstücke natürliche Fehlstellen aufweisen, beispielsweise große Tongallen in Sandsteinen.

Vierung schwalbenschwanzförmig
Schwalbenschwanzförmige Vierung an einer Stufenvorderkante in Venedig, Kalkstein Rosso Verona

Bei Werkstücken, die hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, können Vierungen auch schwalbenschwanzförmig ausgebildet sein. Dies dient der besseren Verzahnung, beispielsweise an Stufenvorderkanten. Die Anfertigung von Vierungen ist eine handwerkliche Tätigkeit. Sie wird sowohl vom Steinmetz als auch vom Steinbildhauer ausgeführt.

Ergänzungsmaßnahmen – Reparatur von Teilpartien durch Vierungen

Die Fehlstelle an einem Bauteil wird händisch mit entsprechenden Steinmetzwerkzeugen rechtwinkelig zu einer Vierungsstelle ausgearbeitet. Die morbide Substanz wird entfernt, zu beachten ist, dass der Substanzverlust so gering wie möglich ausfällt. Anschließend wird ein entsprechend millimetergenaues formschlüssiges Vierungsstück aus Naturstein angefertigt und mit Versetzmörtel oder Kleber eingesetzt. Ob die Vierung winklig ausgebildet wird oder dem Verlauf der Schadstelle folgt ist objekt- und situationsbezogen zu entscheiden.

Zum Einbau der Vierung werden heute meist hydraulische und kunststoffvergütete Mörtel oder Reaktionsharze benutzt. Silikatkleber sind bei Sandsteinen eine Alternative. Früher verwendete man Schellack, Kollophonium und Schwefelkitt. Beim Einbau sind Hohlräume zu vermeiden. Das Bindemittel kann aufgetragen oder eingegossen werden.

Wenn möglich ist die Vierung schwalben-schwanzförmig auszuführen, um ein Herausfallen zu verhindern, eine solche Vierung hält im Prinzip auch ohne Mörtel. Bei Bedarf erfolgt eine Verankerung mit V4A-Edelstahl. Gegebenfalls erforderliche Nacharbeiten müssen sich auf die Oberfläche der Vierung beschränken, angrenzende Substanz darf nicht beschädigt werden. Eine Vierung soll keinesfalls vorhandene Fugen überbrücken.

Vierungen im historischen Waldschlößchen in Dresden
Gewände und Balkonbrüstung mit glatten und profilierten Vierungen, Elbsandstein, Cottaer und Postaer Varietäten, Historisches Waldschlösschen, Dresden

Die Vierung muss in ihren chemisch und physikalisch-technischen Eigenschaften (Dichte, Porosität, Druckfestigkeit) und dem optischen Erscheinungsbild (Farbe, Körnung, Textur) mit dem zu ergänzenden Werkstein weitestgehend übereinstimmen. Besonders bei Sedimentgesteinen ist die vorgegebene Lagerung des Gesteins zu beachten.

In Abhängigkeit vom denkmalpflegerischen Konzept können die mit Vierungen restaurierten Bereiche an die Farbigkeit der historischen Substanz angeglichen werden. Es besteht die Gefahr, dass die aus neuem Material eingebauten Vierungen sich negativ auf das Gesamtbild auswirken. Es bietet sich die Möglichkeit die Oberflächen mit Silikatfarbe zu lasieren oder mit Silikatkreide trocken nachzutönen, welche mit einem Festiger fixiert wird. Wird die Entscheidung gefällt die Reparatur sicht- und nachverfolgbar zu belassen, so erfolgt die Anpassung der farblichen Erscheinung der Oberfläche nur langsam durch die natürliche Verwitterung.

Da aufgrund der erforderlichen Rechtwinkeligkeit bei der Ausarbeitung der Vierungsstelle immer ein Eingriff in die vorhandene Bausubstanz erfolgt sind bei bedeutsamen kunsthistorischen Werken die notwendigen Ergänzungsmaßnahmen mit Vierungen sorgfältig abzuwägen. In diesen Fall sowie bei kleinen Fehlstellen ist durch mineralisch-, bauharz- oder kieselgelgebundene Restauriermörtel zu ergänzen.

Dipl.-Ing. Architekt Markus SandnerDipl.-Ing. Architekt Markus Sandner
Inhaber des Planungsbüros Sandner für Architektur und Naturstein
Email: post@architekt-sandner.de
Website: /www.markussandner.de

Beitrag erstellt am 15.10.2013