Original paper

Ultraschallmessungen an PMMA-getränkten Marmorskulpturen

[Ultrasonic measurements at historical object]

Snethlage, R.;Ettl, H.;Sattler, L.

Kurzfassung

Unter den klimatischen Bedingungen in Deutschland ist Marmor nicht dauerhaft verwitterungsbeständig. Skulpturen aus Marmor sind, insbesondere wenn sie vor direkter Beregnung geschützt im Freien aufgestellt sind, von vollständiger Zerstörung des Kornverbandes bedroht. Der Zerstörungsgrad von Marmor läßt sich mit Hilfe der Ultraschallgeschwindigkeit gut bestimmen. Diese fällt von Werten us-v > 5 km/s für bruchfrischen Marmor auf Geschwindigkeiten < 1 km/s bei extrem verwitterten Gesteinen. Für derart geschädigte Marmore ist die Acrylharzvolltränkung die einzig wirksame Konservierungsmöglichkeit. Bei dieser Methode wird die zu behandelnde Figur in einer Vakuum-Druckkammer mit monomerem Methylmethacrylat (MMA) getränkt, welches dann im Gesteinsinneren zu polymerem Polymethylmethacrylat ausgehärtet wird. Nach der Acrylharzvolltränkung erhöht sich die Ultraschallgeschwindigkeit wieder auf Werte zwischen 4 und über 6 km/s. Die Wirksamkeit der Behandlung wird an Figuren aus dem Nymphenburger Park, der Glyptothek sowie an einem Relief vom Siegestor in München beispielhaft erläutert. An den Nischenfiguren der Glyptothek ist die Behandlung seit 1983 ohne Einschränkungen wirksam.

Abstract

In Germany marble is not resistant against the prevailing climatic conditions. In the open air marble sculptures are endangered by total disintegration of their grain structure, especially if they are protected against direct rain. The degree of destruction can be measured by means of ultrasonic velocity that drops from more than 5 km/s for fresh material down to less than 1 km/s for totally destructed material. Total impregnation with acrylic resin is the only effective treatment for very decayed marbles if a penetration depth of the consolidant of more than 5 mm is requested. In this process the marble object is completely soaked with monomer Methymethacrylate (MMA) in a vacuum-pressure-chamber which then is polymerized to Polymethylmethacrylate (PMMA) by increasing temperature. After total impregnation with PMMA ultrasonic velocity increases to more than 4 km/s and even 6 km/s. The effectiveness of total impregnation with PMMA is demonstrated with the help of sculptures from the Glyptothek and Nymphenburg Castle as well as a relief from the victory arch in Munich. Since 1983 the effectiveness is unchanged in the case of the niche figures from the Glyptothek.

Keywords

ultrasonic methodhistorical monument (sculpture)marblepreservation (polymethylmethacrylate)