Beseitigung von bräunlichen Verfärbungen von Natursteinoberflächen

Bei den Instandsetzungsarbeiten  an der Alten Nationalgalerie auf der Museumsinsel in Berlin (Abb. 1) war eine der denkmalpflegerischen Zielstellungen, das ursprüngliche Erscheinungsbild der Fassaden wiederherzustellen. Der Relieffries oberhalb der Freitreppe, der aus einem sehr feinporigen, gelblich weißen Kalkstein (Jaune Mouton) gearbeitet wurde, hatte sich im Verlauf der Jahre durch Vergipsung und Deposit dunkel verfärbt und sollte wieder seine ursprüngliche helle Farbigkeit erhalten. Nach Abnahme der Gipskrusten mit einem in Italien ausgearbeiteten Verfahren, bei dem nahezu konzentrierte Ammoniumcarbonatlösungen eingesetzt werden, verblieben bräunliche Flecken und Reste von Gipskrusten auf dem Kalkstein, die – wie in nachfolgenden Untersuchungen gezeigt werden konnte – durch Eisenverbindungen verursacht wurden. Nicht exakt geklärt werden konnte, ob diese Eisenverbindungen aus dem Kalkstein stammten oder ob sie als Deposit aus der Luft angelagert wurden.

Abb.1: Die alte Nationalgalerie in Berlin nach der Instandsetzung.

Nach zahlreichen erfolglosen Versuchen der Restauratoren, die Flecken mit verschiedenen Methoden zu entfernen, wurde in unserem Labor eine Paste entwickelt, die neben Superabsorbern und verschiedenen anorganischen Füllstoffen Ammoniumhydrogencarbonat und Aluminiumpulver als Reagenz enthielt. Nach einem gründlichen Vorwässern des Kalksteines wurde die Paste mit einer Schichtdicke von ca. 1 cm auf den Relieffries aufgetragen und mit einer Folie abgedeckt, um ein vorzeitiges Austrocknen zu verhindern. Nach einer Reaktionszeit von einigen Tagen konnte die Folie entfernt werden. Die Abb.2 zeigt die letzte Abtrocknungsphase der Paste, bei der sich Schwindrisse bilden und die Paste teilweise von der Unterlage abhebt. 

Abb.2: Beseitigung von bräunlichen Verfärbungen auf dem Relieffries an der Freitreppe der Alten Nationalgalerie in Berlin mit einer speziellen, reaktiven Paste. Die Aufnahme zeigt die aufgetragene Paste in der Abtrocknungsphase.
   

Abb.3 und 4: Relieffries vor und nach der Reinigung

Die Reste der Paste konnten nach vollständiger Abtrocknung leicht und ohne Rückstände abgebürstet werden. Mit dieser Methode wurde  der gesamte Relieffries vollständig gereinigt und das ursprüngliche Erscheinungsbild wiederhergestellt. Inzwischen wurden mit dieser Paste mehrere andere Objekte mit ähnlichen, durch Eisenverbindungen verursachten Verfärbungen erfolgreich behandelt.

Westfassade des Bodemuseums 

Ein ähnliches Problem war an einem Abschnitt der Westfassade des Bodemuseums auf der Berliner Museumsinsel zu lösen. Bei einem Rohrbruch während der Instandsetzungsarbeiten wurde hier das Außenmauerwerk extrem stark durchfeuchtet. Im Verlauf der nachfolgenden langsamen Abtrocknung wurde beobachtet, dass sich die belastete Fassadenfläche aus Rackwitzer Sandstein zunehmend braun verfärbte. Dies hätte vermutlich verhindert werden können, wenn man sofort eine geeignete Kompresse aufgetragen hätte. 

Nach der Abtrocknung wurde dann erfolglos versucht, die verfärbten Stellen durch vorsichtiges Strahlen mit einem weichen Strahlmittel zu reinigen. Die färbenden Eisenverbindungen waren in der äußeren Schicht bis zu 2 mm tief angereichert. Gleichzeitig konnten in dieser Schicht stark erhöhte Anteile leicht löslicher Salze (überwiegend Sulfate) und Gips nachgewiesen werden. Da es nicht möglich war, den Stein durch Sandstrahlen ca. 2 mm zurückzuarbeiten ohne die Oberflächenstruktur grob zu verändern, musste für diesen Anwendungsfall eine Paste konzipiert werden, die zwar die oben beschriebenen reaktiven Bestandteile (Ammoniumhydrogencarbonat und Aluminiumpulver) enthält, beim Abtrocknen aber keine Schwindrisse bildet und nicht vorzeitig von den zu behandelnden senkrechten Flächen abfällt. Die Eisenverbindungen und die löslichen Salze können dann bei der Austrocknung zu einem großen Teil in die Paste einwandern und mit dieser entfernt werden. Auch hier wurden zunächst Laborversuche durchgeführt und kleine Musterflächen mit verschiedenen Pastenzusammensetzungen angelegt. 

Abb.3: Zustand nach dem Rohrbruch

Abb.4: Zustand der Fassadenfläche nach der Reinigung

Die durch den Rohrbruch verursachten Verfärbungen und der Zustand ca. 6 Monate nach der Behandlung sind in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt. Der überwiegende Teil der behandelten Fläche zeigte nach der  6 Monaten keine Veränderung. Lediglich im Bereich einer Fuge zwischen zwei Bogensteinen an der Oberseite des Fensters trat langsam wieder eine bräunliche Verfärbung auf. Leider war diese Stelle nicht mehr zugänglich und es bestand keine Möglichkeit, die Ursachen zu untersuchen. Es kann aber angenommen werden, dass hier durch Schlagregen Wasser in die Fuge eindringen konnte (Die Fassadenfläche liegt an der Westseite!) und erneut Eisenverbindungen an die Oberfläche transportiert wurden. 

[1] Die Alte Nationalgalerie – Geschichte, Bau und Umbau, B.Maaz, Staatliche Museen zu Berlin, G+H Verlag Berlin, 2001