Bachelorarbeiten 2023 in der Studienrichtung Wandmalerei und Kulturgut aus Stein - Themenüberblick

Durchführung von UV-Bildaufnahmen - Nischenmalerei St. Nikolaus Kirche zu Brauweiler (Bild: TH Koeln - CICS)

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigte sich mit der detaillierten Erfassung des Bestands und Zustands des Trägers, des Putzes und der Malschicht einer mittelalterlichen Wandmalerei in einer mittelalterlichen Nische der ehemaligen Benediktiner Abtei, St. Nikolaus zu Brauweiler. Diese Analyse und Erfassung fand in Form einer umfassenden Dokumentation statt, wobei ausschließlich berührungs- und zerstörungsfreie Untersuchungsmethoden gewählt wurden. Darin eingeschlossen sind Sichtprüfungen, fotografische Aufzeichnungen in Auf- und Streiflicht, Mikroskopie und in Teilen UV-Fotografie sowie die Studie der Archive und Dokumentenlage, welche in Kombination mit beschreibenden Texten zusammengeführt worden sind. Vorgefundene Merkmale konnten interpretiert, Details zum Herstellungsprozess, aber auch Ursachen und Wirkungszusammenhänge bei Schadensbildern erkannt werden. Begleitend zu dieser fotografischen und textlichen Dokumentation finden sich Kartierungen, die den Zustand der Wandmalerei visuell zusammenfassen. Anhand der analytischen und beschreibenden Erfassung des Objektes im Gesamtkontext, seiner Umgebung und kunsthistorischen und geschichtlichen Eingliederung und der Interpretation der Ergebnisse, konnten der Istzustand dokumentiert und Aussagen zu zukünftig sinnvollen weiteren restauratorischen, konservatorischen Analyseansätzen und Konzepten getätigt werden.

Profilierte und reliefierte Sandsteinoberfläche mit den Schadensphänomenen Schalenbildung und Abschuppen. (Bild: Alina Bußmann)

Durch das Zusammenspiel verschiedener Faktoren unter dem Einfluss von Wasser finden an und in Natursteinen Vorgänge statt, die das Gesteinsgefüge längerfristig verändern und schädigen. Verschiedene physikalische und chemische Prozesse führen dabei zur Ausbildung von unterschiedlichen Schadensbildern, welche auf die Gesteinseigenschaften der einzelnen Gesteinsvarietäten zurückzuführen. Infolge der Unterschiede im Mineralbestand, im Porengefüge, in der Festigkeit und im Wasseraufnahmeverhalten reagieren im speziellen Sandsteine unter hydrischer und hygrischer Einwirkung so divers, dass in Abhängigkeit der Vielschichtigkeit an Mechanismen verschiedene Schadensphänomene entstehen.
Die Schadensphänomene des Abschalens, Absandens und Abschuppens zeichnen sich durch den Verlust von Gesteinssubstanz aus. Durch den Eintrag von Wasser werden Lösungsprozesse einzelner Minerale in Gang gesetzt und/oder mechanische Beanspruchung in Form von Spannungen durch Volumenzunahme einzelner Gesteinskomponenten ausgelöst. Aufgrund stetiger Wiederholung dieser Vorgänge kommt es in der Folge zu einer Ermüdung des Gefüges und zur Ausbildung der untersuchten Schadensbilder. Für diese Schadensphänomene wurde eine Ausarbeitung des Erscheinungsbildes, des Schadensmechanismus und des Festigkeitsprofils angestrebt, anhand derer ein Kausalgraph erstellt werden konnte. Der Kausalgraph dient dabei einer vereinfachten Übersicht derjenigen Faktoren und Prozesse, die zum Verständnis der Ursachen- und Wirkungsbeziehung für die Ausbildung des jeweiligen Schadensbildes dienen.

Die Abbildung zeigt die Messung des FLieß- und Eindringverhaltens, an künstlichen Hohlräumen an einem Block aus Baumberger Kalk-Sandstein (Bild: Filip Kozik)

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Injektionsmörtel PLM-A. Dies ist ein auf natürlichem hydraulischem Kalk basierter Mörtel für das Hinterfüllen von Rissen und Schalen am Naturstein, sowie bei Putz und Wandmalereien. Ziel der Arbeit war die Ermittlung einiger anwendungsbezogener und physikalischer Eigenschaften, wobei insbesondere deren Veränderung im Verhältnis zur zugegebenen Wassermenge verglichen wurde. Darauf basierend wurden Empfehlungen für die Anwendungsbereiche des Mörtels ausgesprochen und die Ergebnisse mit den Anforderungen an Injektionsmassen verglichen. Dies wurde mittels einer Materialstudie erreicht, wobei das Fließ- und Eindringverhalten, das Schwindverhalten, die Wasserdampfdiffusion, die biaxiale Biegezugfestigkeit, die Haftzugfestigkeit, die kapillare Wasseraufnahme und die Verarbeitbarkeit gemessen wurden. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass PLM-A, relativ zu den an das Schadensbild gestellten Anforderungen, die allgemeinen Bedingungen an Injektionsmassen erfüllen kann. Die unterschiedliche Wasserzugabe kann Eigenschaften in Bezug auf die Fließ- und Eindringfähigkeiten und die Festigkeit verändern. PLM-A eignet sich tendenziell für fragile Hohlräume, bei denen höhere Spannungen vermieden werden müssen. Daher muss die Masse, anhand der Wasserzugabe, passend zum Schadensbild und zum Ziel der Maßnahme eingestellt werden.

Sgraffito des letzten Abendmahls und Deckenmalerei, Südseite der Krypta, St. Stephanus, Beit Gemal (Bild: Josef Beumling)

Diese BA-Arbeit thematisiert befasst sich mit einer Bestands- und Zustandserfassung der Krypta von St. Stephanus, Beit Gemal in Israel mit dem Fokus auf die darin enthaltenen Sgraffiti von Emil Ritz. Zudem wird im Zuge eines „Environmental Assessments“ das Klima innerhalb und außerhalb der Krypta gemessen, verglichen und dessen Einfluss auf die Krypta und die Sgraffiti ermittelt. Alle Untersuchungen wurden mit zerstörungsfreien Methoden durchgeführt. Dazu gehörte die visuelle Erfassung der Sgraffito-Materialien wie auch der Schadensphänomene und weiteren Zustandsveränderungen. Unter Berücksichtigung der Bau-/Umbau- und Restaurierungsgeschichte wurden Zusammenhänge zwischen Bestand, Zustand und Umwelteinflüsse erarbeitet. Mit diesen Informationen wurden Handlungsempfehlungen und erste Ansätze zu Konservierungskonzepten erstellt. Diese bieten die Grundlage für die Ausarbeitung eines Konservierungskonzeptes.

Versuchsaufbau, Messung der biaxialen Biegezugfestigkeit eines Prüfkörpers ohne Pigmentzugabe (Bild: Jana Kraus)

In dieser Arbeit ist ein konfektionierter, mineralisch gebundener Steinergänzungsmörtel auf einige seiner physikalischen und mechanischen Eigenschaften getestet worden, die relevant zur Wahl des Mörtels bei der Steinkonservierung und Steinrestaurierung sind. Dem Mörtel wurden Pigmente in unterschiedlichen Mengen zugegeben, um untersuchen zu können, ob und wie sich die Eigenschaften des ungefärbten Materials durch Pigmentzugabe veränderten.
Es wurde eine Testreihe von sieben Mörtelvarietäten erstellt. Dabei wurde eine Reihe nicht eingefärbt, drei Varietäten wurden mit Goldocker (2 %, 5 %, 20%) und drei Varietäten mit Eisenoxid maisgelb (0,5 %, 5 %, 10 %) gefärbt.
Die sieben Varietäten des Steinergänzungsmörtels wurden mit verschiedenen Messungen auf ihre Eigenschaften hin untersucht. An den Prüfkörpern wurden Messungen bezüglich ihrer petrografischen Beschreibung, des Wasseraufnahmeverhaltens und den mechanischen Eigenschaften durchgeführt. Es wurde die Rohdichte, die offene Porosität, die kapillare Wasseraufnahme (massebezogen), der Wasseraufnahmekoeffizient, die Dampfdiffusionswiderstandszahl, die biaxiale Biegezugfestigkeit, sowie der statische E-Modul und die Haftzugsfestigkeit der Prüfkörper ermittelt. Es wurden starke Veränderungen der Eigenschaften festgestellt, dabei sowohl zwischen den Pigmenten, als auch bei den einzelnen Mengenzugaben von Pigment. Tendenziell veränderten sich die gemessenen Eigenschaften stärker, je höher die Pigmentzugabe war.