Original paper

Die Marmore des Marmorpalais im Neuen Garten Potsdam: Erhaltungszustand und Möglichkeiten der Konservierung

Ruedrich, Joerg; Siegesmund, Siegfried; Weiss, Thomas

Kurzfassung

Die am Marmorpalais in Potsdam verbauten Marmore stellen entsprechend ihres äußeren Erscheinungsbildes und ihres Gefüges, ein großes Spektrum dieses Gesteinstyps dar. Die ursprünglich verwendeten Marmortypen aus Carrara (Italien), Prieborn, Grosskunzendorf und Kauffungen (Polen) weisen nach 200-jähriger Bewitterung erhebliche Schäden auf. Die Schadensphänomene sind gesteinscharakteristisch, wie z. B. das typische zuckerkörnige Abbröckeln des Carrara-Marmors. Um zu überprüfen wie sich Konservierungen auf das Materialverhalten der verwitterten Marmore auswirken, wurden drei verschiedene Imprägnierungsverfahren getestet: ein gelöstes Polymethylmetacrylat und ein Polykieselsäureester sowie eine Volltränkung mit monomerem Methylmetacrylat. Eine Überprüfung der Änderungen des Gesteinsverhaltens erfolgte durch Messungen der Porosität, der Porenradienverteilung und der Kompressionswellengeschwindigkeiten vor und nach der Konservierung. Um die Verwitterungsresistenz der konservierten Marmorproben zu ermitteln, wurde weiterhin die thermische Dilatation bestimmt. Untersuchungen der Porosität und der Porenradienverteilung zeigen eine ausgeprägte Änderung der Porenraumeigenschaften durch die Konservierung. Beide PMMA-Verfahren weisen auf eine Erhöhung der Festigkeit hin, welche mit Messungen der Ultraschallgeschwindigkeit nachgewiesen werden können. Beim Erreichen der jeweiligen Glasübergangstemperaturen der PMMA-Verfahren, erfolgt eine starke Änderung des thermischen Dehnungsverhaltens. Die mittels Kieselsäureester konservierten Marmore zeigen nur geringe Änderungen des Dehnungsverhaltens, aber aufgrund des geringen Bindungseffekts erfolgt auch keine signifikante Erhöhung der Kohäsion zwischen den Kristallen.

Abstract

The marbles of the Marmorpalais in Potsdam represent a great diversity of this rock type, concerning their appearance and their fabric. The original used marble types from Carrara (Italy), Prieborn, Grosskunzendorf and Kauffung (Poland) show after 200 years of weathering substantial damages. The damage phenomenon depends on the rock type, e.g. the typical granular disintegration of the Carrara marble. To verify how consolidation affects the material behavior of weathered marbles, three different impregnation approaches were tested: a solved polymethyl-metacrylate and a polysilicic acid ester as well as a total impregnation with monomer methylmetacrylate. The verification of the change of material behavior has been carried out by measurements of porosity, pore radii distribution and compressional wave velocities. In order to examine the weathering resistance of the consolidated marble samples, the thermal dilatation was determined. Measurements of the porosity and effective pore size distribution evidence a strong modification of the pore space by consolidation. Both PMMA approaches show a reestablishment of cohesion which can be determined by ultrasonic velocity measurements. By reaching the respective glass transition temperatures of PMMAsol and PMMApoly, a strong modification of thermal behaviour occurs. The PSAE consolidated marbles only show minor changes of dilatation, but due to its low bonding effect no significant enhancement of cohesion between the crystals occurs.

Keywords

marmorkonservierunggefugeporositatporenradienverteilungkompressionswellengeschwindigkeitenthermische dilatationmarblesconsolidationfabricporositypore radii distributioncompressional wave velocitiesthermal dilatation