Wenn das Salz das Haar in der Suppe ist
Für bröckelnde Mauern sind oft Salzkristalle verantwortlich. Forscher vom Institut für Baumaterialien der ETH Zürich und der Princeton University in den USA haben die sogenannte Salzsprengung untersucht und können nun solche Verwitterungsprozesse besser vorhersagen. Ihre Erkenntnisse sollen einem Projekt in Havannas Altstadt zu gute kommen.
Salze, welche im Innern poröser Baumaterialien kristallisieren können grosse Kräfte entwickeln, welche den Stein bröckeln lassen oder diesen gar sprengen. Sie gelangen auf unterschiedlichste Weise in Baumaterialien: So beinhaltet etwa der Betonbestandteil Zement immer auch Gips (Kalziumsulfat) und Alkalisulfate, die beides Salze sind. Aus der Umwelt können Salze ebenfalls in Baustoffe eindringen etwa über mineralienhaltiges Grundwasser, Meerwassergischt oder Tausalze. Auch über den Luftschadstoff Schwefeloxid kann Salz Baustoffen Schaden zufügen, weil Schwefeloxid mit Calcium in Kalkstein zu Gips reagieren kann
Damit Denkmalschützer und Restauratoren von Kulturgütern künftig Verwitterungsprozesse von Bauwerken besser abschätzen können, haben die Forscher um Robert Flatt von der ETH Zürich die Salzsprengung im Labor untersucht. Dazu legten sie zwei Kalksteinwürfel mit einer Kantenlänge von zwei Zentimetern in ein Bad aus Natriumsulfat, dem Salz mit dem grössten bekannten Zerstörungspotenzial. Anschliessend trockneten sie die Steine bei hoher Temperatur und dabei kristallisierte das Salz. Den Vorgang wiederholten sie mehrmals. Im Innern des Steins entstand eine „übersättigte Salzlösung“. Das heisst, eine Salzlösung in der mehr Salz gelöst ist, als normalerweise möglich wäre.
Dabei stellten die Forscher fest, umso grösser die Übersättigung war, desto war grösser das Zerstörungspotenzial des Salzes. Auch die Temperatur spielte eine Rolle: In Durchläufen, in denen sie über 25 Grad lag, dauerte es etwas länger, bis Schäden entstanden, im Schnitt vier Zyklen. Fiel die Temperatur auf 3 Grad, reichte ein Zyklus. Für ein Bauwerk bedeutet dies: Dringt Salzlösung immer wieder in einen porösen Stein ein und verdunsten Sonne oder starke Winde die Flüssigkeit wieder, kann sich das Salz stark übersättigen. – Kleine Salzmengen genügten dann, um grosse Schäden anzurichten, erklärt Flatt. Bei gemässigteren Umweltbedingungen hingegen brauche es grössere Mengen.
Diese Erkenntnisse könnten laut Platt Restaurations- und Konservierungsexperten künftig dabei helfen, zu entscheiden, wie viel Salz von einem Bauwerk entfernt werden müsse, damit Schäden verhindert wrden. Falls sich das Salz nicht entfernen lässt, kann man zumindest vorhersagen, wie lange es noch dauert, bis ein Gebäude Schaden nimmt.
Ihre Erkenntnisse wollen die Forscher nun in einem Projekt in der Altstadt von Havanna anwenden. Wie Flatt im Online-Magazin der ETH erklärt, ist dort Salz ein grosses Problem und führt dazu, dass bei Restaurierungsrabeiten eingesetzter Spezialputz nach wenigen Jahren wieder bröckelt. Bei dem Projekt der ETH geht es darum, den Ursachen dieses Problems auf den Grund zu gehen. Gleichzeitig wollen sie herausfinden, wie sich Salzsprengung reduzieren lässt, und wie weniger salzanfällige Baumaterialien hergestellt werden. (mai/mgt/sda)
