Schadenskartierung an der Fassade der Kirche Santa Bárbara de Usaquén A. D. ÖCAL Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Antropología, Bogota – Kolumbien, 2007

Schlüsselworte: Schadendiagnose, Kartierung der Verwitterungsformen, Schadensbewertung.

Zusammenfassung An der Kirche Santa Bárbara de Usaquén in Bogota erfolgte eine Kartierung und Bewertung von Verwitterungsschäden des Sandsteins, der aus Vorkommen der unmittelbaren Umgebung von Bogota stammt. Auf der Grundlage der Schadenskartierung wurden nur Schäden unterschiedlichen Ausmaßes festgestellt, deren Qualität und Verwitterungsanfälligkeit ist unterschiedlich.

Abb. 1: Ansciht der Kirche Santa Bárbara de Usaquen.

Einleitung Das Auftreten solcher Schäden und die Forderung nach zertörungsfreien Untersuchungsmethoden haben dazu geführt, dass unterschiedlichste Messtechniken und –prinzipien für die Vor-Ort-Zustandserfassung einer Natursteinbauwerks entwickelt (FITZNER; HEINRICHS; KOWNATZKI 1992). Eine von diesen Methoden ist die

Kartierung der Verwitterungsformen, die durch visuelle Aufnahme des Gesteinszustandes nach phänomenologischen Kriterien geführt werden kann. Sie stellt ein zerstörungsfreies Verfahren dar, mit dem eine flächendeckende Zustandserfassung an Fassadenbereichen durchgeführt werden kann. Die Kirche Santa Bárbara de Usaquén ist die Hauptkirche in der alten Stadt von Usaquén, die um 1665 entstanden, wurde im Jahr 1775 restauriert. Einfache Sandstein Maurerarbeit Fassade mit einem Turm, der über das Portal und den Eingang steigt, den am 1939 erweitert. Usaquén war die erste Stelle in Bogotá (Abb. 2). Gefunden im nordöstlichen Teil der Stadt, war es ein unterschiedlicher Stadtbezirk von Cundinamarca bis 1954, als es in die Stadt eingegliedert wurde, jetzt völlig integriert in Bogotá städtischen Umkreis.

Für den Bau der Kirche wurde ausschließlich Sandstein verwendet. Bei diesem verwendeten fein- bis mittelkörnigen Sandstein von hellgelber bis gelblichgrauer Farbe handelt sich vermutlich um einen Bogota-Sandstein oder Guadalupe-Sandstein, der auch an mehreren Kolonialzeit Gebäude zu Bogota verbaut ist.

Abb. 2: Bogota.

Untersuchung des Verwitterungszustand An vielen historischen Bauwerken aus Naturstein ist es durch natürliche Verwitterungsprozesse, Einflüsse von Schadenstoffen, mangelhafte Unterhaltung, Verwendung anfälligen Materialien zu erheblichen Schaden gekommen. Um das Verwitterungsverhalten der an der Kirche Santa Bárbara de Usaquén verbauten Werksteine aus Sandstein zu bestimmen, wurden die auftretende Verwitterungsformen auf der Grundlage eines Klassifikationssystems dokumentiert und kartiert (FITZNER, HEINRICHS u. KOWNATZKI1992; FITZNER, HEINRICHS u. KOWNATZKI 1992; FITZNER, HEINRICHS u. KOWNATZKI 1998; FITZNER u. HEINRICHS 2005). Die Schadenskartierung erfolgte vom Boden und in den oberen Fassadenbereichen mittels Leiter. Bei der Detailkartierung wurden sämtliche Gesteinsoberflächen

systematisch visuell und manuell untersucht und in die Aufzeichnungsunterlagen eingetragen (Abb. 3). Es wurden alle Steine einzeln begutachtet (Abklopfen; Steintiefe ermitteln). Für die Erfassung der Schäden und die spätere Darstellung der Schadenskartierung wurden zunächst alle einzelnen Blöcke an den Fassaden markiert und in Abschnitte der Fassaden eingetragen.

Abb. 3: Für die Detailkartierung alle Steine einzeln begutachtet.

Die Darstellung der Kartierergebnisse wurde durch eine erläuternde Beschreibung. Zahlreiche Verwitterungsformen zeigen unterschiedliche Intensitätsstufen. An der Fassade der Kirche wurden 11 Einzelverwitterungsformen registriert. Aus jeder Gruppe der Verwitterungsformen wird eine häufig auftretende Einzelverwitterungsform dargestellt. Die Abbildungen 4 bis 12 zeigen charakteristische Verwitterungsformen, die an der Werksteinen in den Untersuchungsbereichen auftreten. Die Abbildung 13 zeigt die Gesamtdarstellung der Kartierung aufgenommen Zustandsinformationen und Abbildung 14 zeigt Schadensklassen der Verwitterungsformen der Fassaden der Kirche (siehe Anhang). Die Werksteine der Kirche Santa Bárbara de Usaquén zeigen insgesamt eine große Vielfalt verschiedener Verwitterungsformen. Dabei treten Verwitterungsformen aus allen vier Verwitterungsformengruppen festgestellt. Die dominante Verwitterungsform der Fassaden von der Kirche ist Abbröckeln. Neben der Verwitterungsform Abbröckeln sind Abschalen, vielfach in Kombination mit Färbung, als weitere häufig auftretende Verwitterungsform festgestellt wurden. Als weitere Verwitterungsformen treten Kruste, Relief, Schuppen, Ausbruch, Färbung, biogener Aufwuchs und, Verschmutzung auf.

Abb. 4: Relief durch Zurundung (Ro) von Ecken und Kanten oder durch Aushöhlen. Konkave

bzw. konvexe, weiche Formen.

Abb. 5: Verwitterungsformen Ausbruch (oO) ist der Gesteinsverlust eines kompakten

Gesteinsfragments. Die Ursache des Ausbruchs ist nicht erkennbar. Sie kann natürlicher, baukonstruktiver oder anthropogener Art sein.

Abb. 6: Bunte oberflächennachzeichnende Kruste (links) und Dunkel Kruste mit

Alveolarverwitterung. Kompakte, braune, die Gesteinsoberfläche nachzeichnende Anlagerung infolge von Ausfällungsprozessen (fkC).

Abb. 7: Besiedlung durch Mikroorganismen (Flechten, Bakterien und Algen).

Abb. 8: Abschalen (eS); Ablösung von größerflächigen Gesteinselementen (Gesteinsschalen) parallel zur Gesteinsoberfläche (links); Abschuppen bis Abschalen (mF-mS); Übergangsform

zwischen Abschuppen (F) und Abschalen (S).

Abb. 9: Abbröckeln (Pu) ist die Ablösung von größeren, kompakten Gesteinsstücken in

bröckeliger Form (links) und Übergangsform zwischen Absanden oder Körniger Zerfall und Bröckeliger Zerfall (Gs-Pu)

Abb. 10: Abschuppen (F); Ablösung von kleinflächigen Gesteinselementen parallel zur

Gesteinsoberfläche.

Abb. 11: Farbänderung infolge Mineralverwitterung oder durch Anreichung farbgebender Stoffe

(Dc)

Abb. 12: Riss-Systeme unabhängig von flächigen Gesteinstexturen wie Schichtung, Schieferung

oder Bänderung (vL)

Abb. 13: Einzelrisse oder Riss-Systeme parallel zu flächigen Gesteinstexturen wie Schichtung (tL).

Bezogen auf die Formengruppe Gesteinsverlust sind dies Relief, Rückverwitterung und Ausbrüche. Ausbrüche mit schwacher Intensität wurden nur an sehr wenigen Werksteinen festgestellt. Zu deutlichen Rückwitterungen kommt es bei einigem Sandstein durch Ausbrüche oder Zurundungen auf. Als Verwitterungsformen aus der Gruppe Gesteinsablösung wurden Abbröckeln, Schalen, an manchen auch ein leichtes Abschuppen der Oberflächen und Absanden festgestellt. Die typischen Schalenstärken liegen zwischen 1 und 4 mm.

Bezogen auf die Formengruppe Verfärbung / Gesteinsanlagerung wurden die Verwitterungsformen Verschmutzung, Kruste und biogener Aufwuchs festgestellt. Verschmutzung –hier meist durch Staub und Zement- betrifft überwiegend den unteren Bereich des Pfeilers. Biogener Aufwuchs wurde an beiden Pfeilern bevorzugt in den obersten Bereichen als Algenbefall an den Wasserlaufspuren bestimmt. Krusten treten vergleichsweise seltener auf, hier auch in mittlerer oder sogar nur schwacher Intensität. Nur selten lösen sich die Krusten von der Gesteinsoberfläche ab. Aus der Gruppe Gesteinsrisse / Deformation wurden Gesteinsrisse, ausschließlich unabhängig von der Gesteinsschichtung, wurden hingegen nur vereinzelt an Werksteinen des Pfeilers festgestellt

Schlußfolgerungen Die Bauwerkskartierung ist ein zerstörungsfreies Instrument zur Schadensdiagnose von Natursteinen, das sich besonders für den Einsatz bei Denkmälern empfiehlt und ermöglicht quantative Auswertungen zu Schadensart. Anhand der Kartierergebnisse können aussagekräftige Plandarstellungen zum Verwitterungszustand erstellt werden. Auf der Grundlage der Kartierergebnisse können Hinweise auf Schadensursachen und Schadensentwicklung gegeben werden. Daneben sind Prognosen zur weitern Schadensentwicklung möglich. Ebenfalls stellt die Kartierung ein Verfahren zur Langzeitbeobachtung eines Natursteinbauwerks dar. Sie erlaubt damit auch die Bewertung von Erhaltungsmaßnahmen. Die Bauwerkskartierung stellt darüber hinaus ein Untersuchungsverfahren dar, dessen Anwendung auch in Zusammenhang mit dem Einsatz anderer Verfahren im Bereich der Bauwerksdiagnostik gesehen muß. Hier kann die Kombination aus Verwitterungsformenkartierung und meßtechnischer Zustandserfassung zu weiteren Problemlösungen führen. Die genauen Kenntnisse des Verwitterungszustands sind Voraussetzung um das Verwitterungsgeschehen an einem Natursteinbauwerk zu verstehen.

Abb. 14: Kartierung der Verwitterungsformen die Fassaden der Kirche

Abb. 15: Schadensklassen der Verwitterungsformen die Fassaden der Kirche

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KOWNATZKI, R. & FITZNER, B. (1999): Verwitterungszustandserfassung an Natursteinbauwerken.- In Z. dt. geol. Ges. 150/3: 543-564, E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart.