Titel: Ueber das Verwittern der Sandsteine und die Mittel zu dessen Verhütung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1860, Band 157, Nr. LXIX. (S. 285–289)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj157/ar157069

LXIX. Ueber das Verwittern der Sandsteine und die Mittel zu dessen Verhütung.

Aus dem württembergischen Gewerbeblatt, 1860, Nr. 29.

In einer im Mai 1853 der Phil. Society in Glasgow mitgetheilten Abhandlung hat der Chemiker J. Napier einige Untersuchungen über die Verwitterung von Sandsteinen veröffentlicht, aus denen er zwar noch keine bestimmten Schlüsse zu ziehen wagt, die aber doch geeignet sind, jetzt schon einiges Licht über diesen Gegenstand zu verbreiten.

Napier suchte sich zuerst durch eine Vergleichung der Zusammensetzung von Sandsteinen, die schnell verwitterten, und von solchen, die sich gut conservirten, über die Ursache der Verwitterung Aufschluß zu verschaffen.

Da der Sandstein keine chemische Verbindung, sondern bloß eine mechanische Mischung von Bruchstücken chemischer Verbindungen ist, die durch ein Cement zusammengehalten werden, so bediente er sich zur Bestimmung der Verhältnisse von Thon und Sand einer mechanischen Abscheidung dieser Bestandtheile, und bestimmte nur Kalk, Eisen etc. auf chemische Weise. Er pulverisirte die Sandsteinproben, rührte das Pulver mit Wasser an, gab das Ganze auf ein Flanell-Filter und goß auf den Rückstand auf dem Filter so lange Wasser, bis das letztere völlig klar ablief. Auf dem Filter befand sich dann reiner Sand und Glimmer, und aus der durchgelaufenen trüben Flüssigkeit setzte sich beim Stehen der Thon ab.

Aus einer auf diese Weise angestellten Vergleichung zahlreicher Proben von Sandsteinen, die eine Verwitterung zeigten, und von solchen, die sich conservirten, ergab sich das constante Resultat, daß die ersteren alle einen größeren Thongehalt aufwiesen als die letzteren, und es läßt sich daher als wahrscheinlich annehmen, daß ein größerer Thongehalt (bei geringem Kalkgehalt) der Sandsteine die bindende Wirkung des Cements schwächt. Es ist aber klar, daß die Natur des Cements und die Quantität desselben ebenfalls Berücksichtigung verdiente. Wenn ferner in dem einen Falle der große Thongehalt die Ursache der Verwitterung bei einem Sandstein seyn mag, so kann bei einem andern ein Gehalt von Schwefeleisen, von efflorescirenden Salzen etc. eine solche hervorbringen.

Als Beispiel geben wir hier die Zusammensetzung eines verwitternden und eines sich conservirenden Sandsteines nach Napier:

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Verwitternd: Ausdauernd:
Sand und Glimmer 73,6 Sand und Glimmer 90,2
Thon 22,0 Thon 6,8
Eisenoxyd 2,8 Eisenoxyd 0,8
Kalk 1,2 Kalk 2,2
Magnesia Spur
–––––– –––––––
99,6 100,0

Der Thongehalt der Sandsteine scheint überdieß die Neigung derselben, Feuchtigkeit zu absorbiren, bedeutend zu erhöhen – eine Eigenschaft, welche nicht nur die Verwitterung befördern muß, sondern auch den Nachtheil feuchter Wohnungen nach sich zieht. Wenn auch schon bei einem sehr viel Thon enthaltenden Sandstein die Menge Wassers, die er aufzunehmen vermag, im Durchschnitt nicht größer ist als bei Sandsteinen von geringerem Thongehalt, so geht doch die Aufsaugung bei dem ersteren viel schneller von Statten, als bei den letzteren.

Napier setzte zwei dünne Sandsteinstücke, wovon das eine 20 Proc., das andere keinen Thon enthielt, während der Nacht einer feuchten Atmosphäre aus und fand, daß das erstere 5 Proc. und das letztere bloß 1 Proc. seines Gewichts Wasser aufgenommen hatte. Auch das Wachsthum von Pilzen und Conserven kann durch den Thon- und Feuchtigkeitsgehalt nur begünstigt werden.

Napier sagt weiter: „Die Quantität von Wasser, welche die Steine (frisch vom Bruche kommend) enthalten, ist wirklich außerordentlich: man sagt, es erfordere Jahre, bis ein Haus vollkommen trocken sey! Es hängt dieß zwar viel von der Qualität der Steine ab; wenn man aber erwägt, daß selbst im günstigsten Falle ein Stein 1 Gallon (circa 10 Pfd.) Wasser per Kubikfuß enthält, so kann man sich eine Vorstellung machen, was für eine außerordentliche Quantität Wasser verdampfen muß, bevor ein Haus völlig trocken ist; obgleich eine völlige Austrocknung eigentlich unmöglich ist, da die Steine immer wieder Wasser aus der Atmosphäre absorbiren. Außer dieser Wasseranziehung aus der Luft nehmen aber dieselben noch eine große Menge Wassers durch Capillar-Anziehung auf, ja selbst noch mehr, als beim wirklichen Eintauchen in Wasser, da in letzterem Falle die Luft weniger leicht aus den Poren entweichen kann.“

Die bei theilweiser Eintauchung der Steine durch Capillarität aufgenommene Menge Wassers betrug nach Napier als Mittel von 11 Versuchen 1 1/4 Gallon per Kubikfuß des Steins.

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Da auf diese Weise die Feuchtigkeit der Grundmauern oft bis an den zweiten Stock der Gebäude aufsteigt, so wird eine Lage von Schieferplatten, in einiger Entfernung von der Bodenfläche zwischen den Mauerlagen angebracht, als bestes Vorbeugungsmittel empfohlen.

Was nun die Mittel zur Verhütung des Weitergreifens der an einem Gebäude eintretenden Verwitterung der Steine betrifft, so hat man sich seither verschiedener Verfahrungsweisen bedient, ohne jedoch vollkommen befriedigende Resultate zu erreichen. Die eine besteht darin, daß man die Oberfläche der Steine mit gekochtem Oel imprägnirt, wodurch in Folge der Verstopfung der Poren wenigstens der Einfluß äußerer Agentien ausgeschlossen wird. Diese Methode soll ein gutes Resultat liefern, wenn die Steine vor ihrer Behandlung mit Oel vollkommen ausgetrocknet werden; – sie ist aber immerhin eine kostspielige. Wenn die Ursache des Zerfallens von einem zu großen Thongehalt und zu geringem Kalkgehalt des Gesteins herrührt, so wird nach Napier schon die Sättigung des Gesteins mit Kalkmilch nach vorherigem Austrocknen gute Dienste leisten. Eine andere von Kuhlmann anempfohlene Methode hat den großen Erwartungen, die man davon gehegt, nicht entsprochen. Sie besteht darin, die Steine mit einer Auflösung von Wasserglas zu waschen oder zu imprägniren. Es zeigte sich bald, daß bei Gesteinen von geringem Kalkgehalt die Zersetzung des Wasserglases und die beabsichtigte Niederschlagung unlöslicher Kieselerde in die Poren des Gesteins nur langsam von Statten ging, und daß der größte Theil der Wasserglas-Lösung durch den Regen wieder ausgewaschen wurde, während auf der andern Seite bei seiner Anwendung für kalkhaltige Gesteine und hauptsächlich zum Schutze von Kunstgebilden das Effloresciren der durch die Zersetzung entstandenen Natronlösung höchst nachtheilig wirkte. Die neueste Methode, wofür Hr. Ransome ein Patent in England ausgenommen hat, ist eine Modification der letzteren und scheint nach dem Urtheile verschiedener Sachverständigen (siehe Journal of the Society of arts, 2. März 1860, Building Stones, the causes of their decay etc., by G. R. Burnell) wirklich der Empfehlung werth zu seyn. Dieser Methode gemäß wird die Oberfläche der Steine zuerst von den lose anhängenden Theilchen gereinigt und dann mit einer möglichst großen Menge von Natron- oder Kaliwasserglas imprägnirt (um das Absorptionsvermögen zu erhöhen, wäre wohl eine vorherige Austrocknung des Gesteins von Nutzen). Wenn diese Lösung von dem Steine eingesogen worden und getrocknet ist, wird er mit einer Auflösung von salzsaurem Kalk oder salzsaurem Baryt gewaschen, wobei sich durch doppelte Zersetzung unlöslicher kieselsaurer Kalk oder Baryt in die Poren niederschlägt, während das gebildete salzsaure Natron |288| oder Kali sich erfahrungsgemäß später leicht – ohne gleichzeitige Ablösung von Steintheilchen – abwascht.39)

Ransome's Verfahren wurde auf einem Theil der Außenseite der Parlamentsgebäude in London in Anwendung gebracht, welche nun während vier Wintern dem Wetter ausgesetzt war, und Professor Ansted, welcher den so behandelten Theil neuerdings einer Prüfung unterwarf, drückt sich darüber folgendermaßen aus: „Die Oberfläche zeigte sich mit einer bemerkbaren Kruste überzogen, welche so hart war, daß man sie mit einem Messer nicht ritzen konnte, und obgleich sich auf dieser äußern Kruste eine beträchtliche Menge einer Salz-Efflorescenz befand, so konnte diese doch leicht von der Oberfläche abgewaschen werden; was daher diese vierjährige Probe anbelangt, so müssen die Resultate als befriedigend angesehen werden etc.“

Ein anderer Theil der Parlamentsgebäude war nach Kuhlmann's Proceß behandelt worden, und Professor Tennant, der beide Proben einer vergleichenden Prüfung unterwarf, spricht sich darüber in folgender Weise aus: „Von den nach Kuhlmann's Proceß behandelten Steinen ließen sich mittelst eines Messers mit der Efflorescenz auch große Quantitäten des Steins leicht in Pulverform ablösen; bei den nach Ransome's Verfahren behandelten Steinen löste sich überall, wo sich das Korn |289| des Gesteins durch den Anstrich verhärtet hatte, die Efflorescenz auf der Oberfläche ohne Lostrennung irgendwelcher Steintheilchen ab.“

Man wird leicht begreifen, daß auch Ransome's Methode nicht alle Ursachen der Verwitterung der Gesteine entfernen kann, aber immerhin wird sie die Ausdauer derselben bedeutend erhöhen, da mittelst derselben nicht nur die Poren auf der Oberfläche des Gesteins dem Einfluß der Atmosphärilien verschlossen werden, sondern sich auch ein weiter nach Innen gehendes, mit der Zeit sehr hart werdendes Cement bildet. Sie wird um so wirksamer seyn, je mehr es gelingt, die anzuwendenden Lösungen auch in das Innere des Gesteins eindringen zu machen, was bei vorher ausgetrockneten Steinen nach Napier's Versuchen vermittelst der Capillar-Anziehung ganz leicht zu bewerkstelligen seyn sollte.

Daß das Verfahren von Ransome auch für feuchte Zimmerwände das geeignetste und billigste Mittel abgeben wird, um durch außen oder innen aufgetragene Anstriche die Feuchtigkeit zunickzuhalten, ist mit Sicherheit anzunehmen. Wenn man solche mit Wasserglas- und Chlorcalcium Lösung behandelte Wände zu tapezieren beabsichtigt, so wird es zweckmäßig seyn, nach Erhärtung des Anstrichs die gebildete Salzefflorescenz abzuwaschen, ehe man an die Aufklebung der Tapeten schreitet.

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Fr. Ransome, Civilingenieur in Ipswich, ließ sich dieses Verfahren im J. 1856 in England patentiren. Ueber diese Erfindung sagt er in einer Abhandlung on waterglass, and its application to the Society of arts, welche im Jahrgang 1859 des Journal of the Society of arts erschien: „Bei den Versuchen zum Conserviren der Steine mehrerer öffentlichen Gebäude mittelst Kali- oder Natron-Wasserglas erhielt man in England im Allgemeinen sehr unsichere Resultate, was offenbar hauptsächlich dem Umstand zuzuschreiben ist, daß das Silicat in löslicher Form aufgetragen wurde, daher durch Regen oder sogar durch die Feuchtigkeit der Atmosphäre vom Stein abgewaschen werden konnte, bevor das Alkali des Silicats aus der Luft hinreichend Kohlensäure zu absorbiren vermochte, um die Kieselerde in unlöslicher Form niederzuschlagen. Dieses Verfahren hatte aber noch einen andern großen Mangel, nämlich den, daß die Kieselerde, wenn deren Fällung bewirkt wird, dann doch nur ein gallertartiges Hydrat darstellt, welches für sich keine Cohäsion besitzt und daher dem Stein keinen großen Schutz gewähren kann. Ich hielt es daher für nothwendig, eine viel cohärentere Substanz als gefällte Kieselerde dem Steine einzuverleiben, und fand im Verlaufe meiner Versuche, daß durch Auftragen einer zweiten Lösung, aus Chlorcalcium bestehend, sich sofort im Stein kieselsaurer Kalk bildet, welcher eine sehr bedeutende Cohäsion besitzt und den atmosphärischen Einflüssen vollkommen widersteht. Mein Verfahren ist sehr einfach: die Bausteine werden zuerst gereinigt, indem man alle fremdartigen Materien von ihrer Oberfläche entfernt, und dann mittelst eines Pinsels mit einer Lösung von Kali- oder Natron-Wasserglas (welche man von verschiedener Dichtigkeit, je nach der Natur des Steins etc. anwendet) überstrichen; nachdem der Stein trocken ist, trägt man, ebenfalls mit einem Pinsel, eine Lösung von Chlorcalcium auf; es bildet sich dann sofort in den Poren des Steins kieselsaurer Kalk, und das außerdem erzeugte Kochsalz wird durch einen Ueberschuß von Wasser beseitigt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß auf diese Art dem Stein einverleibte Kieselerde nur mit der Oberfläche des Steines selbst entfernt werden kann.“ A. d. Red.

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