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Nachstellung von historischen Gips und bindemitteltechnische Charakterisierung
Besonders dauerhafte historische Gipse weisen eine hohe Festigkeit auf. Die Druckfestigkeit dieser fast monomineralischen Gipse liegt über der von handelsüblichem ausgehärteten beta-Halbhydrat. Dies zeigt auch die besondere Durchdringungstextur mit vier Maxima in der (020) Polfigur im Gegensatz zum Gips aus beta-Halbhydrat, der eine einfache [010]-Stern-Fasertextur ausbildet. Die historischen Gipse weisen eine sehr niedrige Wasseraufnahrne von etwa 4 % und ein geringes kapillares Saugen auf. Mit alpha-Halbhydrat kann auch bei steifer Konsistenz der Mörtelpaste nur eine Wasseraufnahme des ausgehärteten Gipses von 7 % nicht unterschritten werden. Beim Versuch zur Ermittlung des kapillaren Saugens war bei senkrecht im Wasser stehenden Prismen aus alpha und beta-Halbhydrat nach einer Stunde eine Steighöhe von 3 cm überschritten. Beim historischen Gips war dies erst nach einem Tag der Fall. Durch diese bindemitteltechnischen Eigenschaften wird die Dauerhaftigkeit eines Gipses in besonderem Maße erhöht. Untersuchungen zum Abbindeverhalten von alpha- und beta-Halbhydrat zeigten, daß der Gips heteroepitaktisch auf das Halbhydrat aufwächst und daß für die Eigenschaften des ausgehärteten Gipses die Morphologie, die Struktur und die Fehlordnungen des Halbhydrates entscheidend sind. Es ist daher nicht möglich, mit Zusätzen zu einem üblichen beta-Halbhydrat einen Gips hoher Festigkeit, geringer Wasseraufnahme und geringem kapillaren Saugens herzustellen, Da die heute üblichen technischen Möglichkeiten für die Herstellung von alpha Halbhydraten vor mehr als 100 Jahren noch nicht vorhanden gewesen sind, und die meisten untersuchten Gipse älter sind, kann davon ausgegangen werden, daß für historische Bauten kein alpha-Halbhydrat verwendet wurde. Systematisch eingesetzte organische oder anorganische Zusätze sind in historischen Gipsproben praktisch nicht nachweisbar. In dieser Arbeit ist ein Verfahren zur Gewinnung von beta-Halbhydrat entwickelt worden, mit dem sich Gipse herstellen lassen, die bindemitteltechnisch und kristallographisch den historischen entsprechen. Analog zum Produktionsprozeß von Marmorgips ist hier das Endprodukt ein doppelt gebranntes Halbhydrat. Beta-Halbhydrat wird mit Wasser, dem etwas Citronensäure zugesetzt wurde, gekocht und anschließend bei etwa 300 Grad C nochmals gebrannt. Dieses Halbhydrat besitzt einen geringeren Wasseranspruch als normales beta-Halbhydrat. Gipsproben aus diesem Halbhydrat weisen wie die historischen Gipse eine Durchdringungstextur auf, besitzen eine besonders geringe Wasseraufnahme (2,5 %) und ein geringes kapillares Saugen (Ausgleichssteighöhe 0,5 cm). Während des Kochvorganges und des zweiten Brandes wird die eingesetzte organische Säure zum großen Teil abgebaut. Citronensäure ist im Endprodukt nur noch in Spuren nachzuweisen. Mit Pflanzenextrakten (Wiesenbärenklau, Wilde Möhre) anstelle der Citronensäure wurden Gipse mit fast ähnlichen Eigenschaften erhalten. Das deutet darauf hin, daß möglicherweise auch für die historischen Gipse doppelt gebranntes Halbhydrat verwendet wurde.
Nachstellung von historischen Gips und bindemitteltechnische Charakterisierung
Besonders dauerhafte historische Gipse weisen eine hohe Festigkeit auf. Die Druckfestigkeit dieser fast monomineralischen Gipse liegt über der von handelsüblichem ausgehärteten beta-Halbhydrat. Dies zeigt auch die besondere Durchdringungstextur mit vier Maxima in der (020) Polfigur im Gegensatz zum Gips aus beta-Halbhydrat, der eine einfache [010]-Stern-Fasertextur ausbildet. Die historischen Gipse weisen eine sehr niedrige Wasseraufnahrne von etwa 4 % und ein geringes kapillares Saugen auf. Mit alpha-Halbhydrat kann auch bei steifer Konsistenz der Mörtelpaste nur eine Wasseraufnahme des ausgehärteten Gipses von 7 % nicht unterschritten werden. Beim Versuch zur Ermittlung des kapillaren Saugens war bei senkrecht im Wasser stehenden Prismen aus alpha und beta-Halbhydrat nach einer Stunde eine Steighöhe von 3 cm überschritten. Beim historischen Gips war dies erst nach einem Tag der Fall. Durch diese bindemitteltechnischen Eigenschaften wird die Dauerhaftigkeit eines Gipses in besonderem Maße erhöht. Untersuchungen zum Abbindeverhalten von alpha- und beta-Halbhydrat zeigten, daß der Gips heteroepitaktisch auf das Halbhydrat aufwächst und daß für die Eigenschaften des ausgehärteten Gipses die Morphologie, die Struktur und die Fehlordnungen des Halbhydrates entscheidend sind. Es ist daher nicht möglich, mit Zusätzen zu einem üblichen beta-Halbhydrat einen Gips hoher Festigkeit, geringer Wasseraufnahme und geringem kapillaren Saugens herzustellen, Da die heute üblichen technischen Möglichkeiten für die Herstellung von alpha Halbhydraten vor mehr als 100 Jahren noch nicht vorhanden gewesen sind, und die meisten untersuchten Gipse älter sind, kann davon ausgegangen werden, daß für historische Bauten kein alpha-Halbhydrat verwendet wurde. Systematisch eingesetzte organische oder anorganische Zusätze sind in historischen Gipsproben praktisch nicht nachweisbar. In dieser Arbeit ist ein Verfahren zur Gewinnung von beta-Halbhydrat entwickelt worden, mit dem sich Gipse herstellen lassen, die bindemitteltechnisch und kristallographisch den historischen entsprechen. Analog zum Produktionsprozeß von Marmorgips ist hier das Endprodukt ein doppelt gebranntes Halbhydrat. Beta-Halbhydrat wird mit Wasser, dem etwas Citronensäure zugesetzt wurde, gekocht und anschließend bei etwa 300 Grad C nochmals gebrannt. Dieses Halbhydrat besitzt einen geringeren Wasseranspruch als normales beta-Halbhydrat. Gipsproben aus diesem Halbhydrat weisen wie die historischen Gipse eine Durchdringungstextur auf, besitzen eine besonders geringe Wasseraufnahme (2,5 %) und ein geringes kapillares Saugen (Ausgleichssteighöhe 0,5 cm). Während des Kochvorganges und des zweiten Brandes wird die eingesetzte organische Säure zum großen Teil abgebaut. Citronensäure ist im Endprodukt nur noch in Spuren nachzuweisen. Mit Pflanzenextrakten (Wiesenbärenklau, Wilde Möhre) anstelle der Citronensäure wurden Gipse mit fast ähnlichen Eigenschaften erhalten. Das deutet darauf hin, daß möglicherweise auch für die historischen Gipse doppelt gebranntes Halbhydrat verwendet wurde.
Nachstellung von historischen Gips und bindemitteltechnische Charakterisierung
Follner, Stefan (Autor:in)
2003
178 Seiten, Bilder, Tabellen, 168 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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