Projekt 18427/01

Modellhafte Entwicklung einer innovativen Technologie zur komplexen Salzreduktion in Fugenbereichen und zur Konsolidierung dieser Bereiche an stark umweltgeschädigtem Ziegelmauerwerk am Beispiel der Stadtkirche St. Johannis in Gera (Thüringen)

Projektdurchführung

Ev.-Luth. Stadtkirchgemeinde Gera
Talstr. 30
07545 Gera

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Bei sondierenden Untersuchungen an der Kirche St.Johannis in Gera ( Baujahr 1885) waren extreme Salzbelastungen in den Fugenbereichen von Ziegel- und Natursteinmauerwerk festgestellt worden. Auch an anderen Objekten in Gera und Umgebung waren vergleichbare Situationen vorhanden.
Da die Schäden nahezu immer von Fugenbereichen ausgehen, wurde der Schwerpunkt des Modellprojektes auf die Erarbeitung einer Technologie zur Reduzierung der Salzbelastung in den Fugenbereichen von Ziegelmauerwerk gelegt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenArbeitsschritte:
1. Erfassung des Umfangs und der Verteilung von äußerlich sichtbaren Schäden am Mauerwerk.
2. Ermittlung der Feuchte- und Salzbelastung im Mauerwerk sowie Festlegung von Teilflächen am Objekt für die Erprobung von Technologien zur Salzreduktion
3. Erprobung der trocknen Entfernung loser Partikel und Untersuchung der Schadstoffbelastung im Reinigungsgut mit Festlegungen zur Entsorgung
4. Erprobung der trockenen Entfernung von geschädigten Mörteloberflächen in Fugen
5. Erprobung der Kompressenentsalzung über Fugen im Ziegelmauerwerk an Probeflächen mit Variation des Kompressenmaterials, der Einbringtechnologie und der Anzahl der Kompressenzyklen
6. Ableitung der Technologie für das Anlegen von Musterflächen am Ziegelmauerwerk
7. Anlegen der Musterflächen und Bewertung der Musterflächen


Ergebnisse und Diskussion

An den Ziegelwandoberflächen der Kirche St. Johannis in Gera sind sehr stark variierende hohe bis extrem hohe Salzbelastungen mit heterogen zusammengesetzten Salzen vorhanden. Als Salzart dominierend ist Magnesiumsulfat. Daneben sind in Teilflächen zusätzlich extrem hohe Belastungen mit Nitraten und Chloriden anzutreffen. Auch die Feuchtebelastungen variierten in einem breiten Spektrum. In den Fugenbereichen sind, in Vergleich zu den Ziegeln, deutlich höhere Belastungen festgestellt worden.
Als Ursachen für die Belastungen konnten Schadstoffe aus der Luft und Materialunverträglichkeiten zwischen Verfug- und Mauermörteln, die vor allem bei Feuchteeinwirkungen verstärkt wurden, festgestellt werden.
Bei Entsalzungsversuchen konnte die Möglichkeit der Salzreduktion mit verschiedenen Kompressenmaterialien nachgewiesen werden. Durch die vorherige trockene Entfernung von losen Material und der Verfugmörtel kann die Effektivität der Kompressenentsalzung verbessert werden. Eine deutliche Reduktion der Salzbelastungen ist jedoch nur durch die Kompressenanwendung über mehrere Zyklen und mit langer Standzeit möglich. Diese Forderung ist häufig mit den üblichen Bauabläufen nicht in Einklang zu bringen. Mit verschiedenen Kompressenmaterialien waren vergleichbare Salzreduktionen erzielbar. Für die Erprobung an Musterflächen wurde eines dieser Materialen nach den Verarbeitungseigenschaften ausgewählt.
Da mit den Kompressen die Salzbelastung zwar deutlich reduziert, aber nicht restlos beseitigt werden kann, wurde für die Neuverfugung ein Mörtel mit hoher Porosität und ausreichender Witterungsbeständigkeit ausgewählt.
Bei Nachkontrollen an Probeflächen konnte die Wirksamkeit der Maßnahmen bestätigt werden. Die Anwendung erfordert eine exakte zeitlich Planung der Entsalzungsmaßnahmen, da eine effektive Anwendung vor allem von der Dauer und den vorbereitenden Arbeiten abhängig ist.
Da unter baupraktischen Bedingungen eine restlose Entfernung der Salze nicht möglich ist, müssen die Maßnahmen auch in Abhängigkeit von der erforderlichen Standzeit der Verfugung geplant werden. Lange Standzeiten der späteren Verfugung erfordern eine größere Anzahl von Kompressenanwendungen.
Ein Verzicht auf Entsalzungsmaßnahmen führt zu einer sehr schnellen Schädigung der Neuverfugung.
An einer gut zugänglichen Stelle am Kirchenschiff ist eine Versuchsfläche auf einer heterogen belasteten Wandfläche angelegt worden. Hier können über regelmäßige Nachkontrollen Veränderungen an der Verfugmörteln beobachtet und untersucht werden. Auf diese Weise kann die Haltbarkeit abgeschätzt werden und zukünftige Sanierungserfordernisse lassen sich rechtzeitig einplanen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse wurden auf einem Kolloquium des Projektes am 06.07.2005 im Rathaussaal in Gera vorgestellt und während einer Objektbegehung vorgestellt.
Im Jahre 2004 informierten sich Schüler von zwei Schulen (aus Husum und Berlin) in Gera über das Projekt und die Inhalte.
Die Ergebnisse sind in einem Abschlussbericht (Oktober 2005) dokumentiert.


Fazit

Im Rahmen des Projektes wurde nachgewiesen, dass eine Reduktion von Salzbelastungen über Mauerwerksfugen realisierbar ist. Eine Übertragung der Ergebnisse auf andere Objekte ist möglich, erfordert aber Kenntnisse zur jeweils konkreten Belastungssituation.
Erfolge können nur durch eine komplexe Betrachtung aller notwendigen und möglichen Arbeiten erzielt werden. Aufwendige und abgestimmte Reinigungsarbeiten und Vorbereitungen der Fugenbereiche erleichtern spätere Entsalzungs- und Verfugarbeiten.
Ohne die Anwendung der hier erprobten Technologie müsste mit einer erheblich verkürzten Lebensdauer der Verfugung an der Kirche gerechnet werden. Eventuelle Mehrkosten bei der jetzt durchgeführten aufwendigeren Sanierung werden somit durch längere Standzeiten bis zur nächsten Sanierung kompensiert.