Erhaltungsbescheid 42


Erhaltungsbescheid 42

Von Richard Pieper

Ein imitativer Baumaterial mit vielen Namen > Geschichte der Verwendung und Herstellung > Mechanismen und Arten des Verfalls > Wartung von Kunststeininstallationen > Reparaturmethoden > Austausch historischer Kunststeininstallationen > Angemessenheit von GFK als Ersatzmaterial > Zusammenfassung > Weiter gehen

Ein nachahmendes Baumaterial mit vielen Namen

gegossenes Steingebäude

Dieses Gebäude aus Gussstein in York, Pennsylvania, reproduziert das Aussehen von natürlichem Granit. Unten: Detail der schicken Gussleiste.

gegossenes Steindetail

Fotos: Deborah Holmes, Das alte Haus Web

Die Praxis, billigere und häufigere Materialien auf Gebäudeaußenseiten zu verwenden, um teurere natürliche Materialien nachzuahmen, ist keineswegs eine neue. Im 18. Jahrhundert wurde sandgetränkte Farbe auf Holz aufgetragen, um wie Steinbruch auszusehen. Stuck, der simuliert wurde, um Steinquader zu simulieren, konnte das Auge ebenso täuschen. Im 19. Jahrhundert wurde Gusseisen oft auch detailliert als Stein beschrieben. Ein anderes solches imitatives Baumaterial war "gegossener Stein" oder, genauer gesagt, Betonfertigteile.

Gussstein war nur eine Bezeichnung für verschiedene Betonmischungen, die geformte Formen, dekorative Aggregate und Mauerwerkspigmente zur Simulation von Naturstein verwendeten. Zu den Grundmischungen gehörten Wasser, Sand, grobe Zuschlagstoffe und Zementiermittel. Als Bindemittel wurden natürliche Zemente, Portlandzemente, Oxychloridzemente und auf Natriumsilikat basierende Zemente verwendet. Die Unterschiede in den resultierenden Produkten spiegelten die verschiedenen Steinaggregate, Bindemittel, Herstellungs- und Härtungsmethoden und die Systeme zur Oberflächenbehandlung wider, die zu ihrer Herstellung verwendet wurden. Vielseitig einsetzbar, um sowohl kunstvoll geschnitzte Ornamente als auch glatte Blöcke aus Mauerwerk zu präsentieren, konnte der gegossene Stein mit einer Vielzahl von Oberflächen versehen werden.

In den eineinhalb Jahrhunderten der Verwendung in den Vereinigten Staaten hat der gegossene Stein verschiedene Namen bekommen. Während der Begriff "Kunststein" im 19. Jahrhundert häufig verwendet wurde, ersetzten ihn im frühen 20. Jahrhundert "Betonstein", "Gussstein" und "Formguss". Darüber hinaus waren Coignet Stone, Frear Stone und Ransome Stone alle Namen von proprietären Systemen für vorgefertigte Betonbaueinheiten, die im 19. Jahrhundert in verschiedenen Gebieten der Vereinigten Staaten Perioden von Popularität erlebten. Diese Systeme können mit "Kunstbeton", einer dekorativen Formbetonkonstruktion, sowohl vorgegossen als auch vor Ort gegossen, verglichen werden, die wenig Anstrengung unternahm, Naturstein zu simulieren.

Skulpturaler Schmuck wurde häufig in Stein gegossen. Wiederholte Details, wie diese Erkerfenster, könnten viel wirtschaftlicher hergestellt werden, als sie in Naturstein sein könnten.

Nachdem der Stein in den 1860er Jahren in den Vereinigten Staaten populär geworden war, hatte er sich in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts als wirtschaftlicher Ersatz für Naturstein durchgesetzt. Heute gilt es als wichtiges historisches Material mit einzigartigen Verschlechterungsproblemen, die sowohl traditionelle als auch innovative Lösungen erfordern. Dieser Preservation Brief behandelt detailliert die Instandhaltung und Reparatur von historischen Betonsteinbauelementen, die Naturstein simulieren. Sie umfasst auch die Bedingungen, die den Ersatz von historischem Gussstein durch geeignete zeitgenössische Betonprodukte rechtfertigen, und gibt Hinweise zu deren Nachbau. Viele der hier diskutierten Probleme und Techniken sind auch für die Reparatur und den Ersatz von anderen Betonfertigteilen relevant.

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Geschichte der Verwendung und Herstellung

Früh patentierte Systeme
Während der Gebrauch von Gussstein auf das Mittelalter datiert werden kann, begannen in England und Frankreich gegen Ende des 18. Jahrhunderts neuere Versuche, Stein mit zementartigen Materialien zu replizieren. Coade Stone, einer der bekanntesten der frühen englischen Manufakturen, wurde für Architekturverzierungen und -verzierungen verwendet und fand bereits ab 1800 nur in den USA Verwendung in der Innenausstattung. Bedeutende Fortschritte in der Kunststeinindustrie in den Vereinigten Staaten waren gebunden an die Herstellung von Naturzement oder hydraulischem Kalk, die um 1820 begann.

Eine große Anzahl von patentierten amerikanischen, englischen und französischen Systemen wurde unmittelbar nach dem Bürgerkrieg vermarktet. Eines der frühesten amerikanischen Patente für gegossenen Stein wurde 1868 an George A. Frear aus Chicago verliehen. Frear Stone war eine Mischung aus natürlichem Zement und Sand, zu der eine Lösung von Schellack hinzugefügt wurde, um eine anfängliche Härtungsfestigkeit bereitzustellen. Das System von Frear wurde im ganzen Land weithin lizensiert, und die daraus resultierenden Unterschiede in den Materialien und Fertigungsmethoden führten offensichtlich zu einigen bedeutenden Fehlern.

Ein anderes Produkt, das Naturzement als Zementierungsmittel verwendete, war Beton Coignet (wörtlich "Coignet-Beton", auch bekannt als "Coignet-Stein"). Francois Coignet war ein Pionier des Betonbaus in Frankreich. Er erhielt 1869 und 1870 Patente für sein System aus Betonfertigteilen, das aus Portlandzement, hydraulischem Kalk und Sand bestand. In den Vereinigten Staaten wurde die Rezeptur mit Rosendale Cement (einem hochwertigen Naturzement aus Rosendale, Ulster County, New York) zu einer Sandmischung modifiziert. 1870 wurden Coignets US-Patentrechte an den Amerikaner John C. Goodrich Jr. verkauft, der die New Yorker und Long Island Coignet Stone Company gründete. Diese Firma fertigte den gegossenen Stein für eine der frühesten erhaltenen Steinstrukturen in den Vereinigten Staaten, die Cleft Ridge Span in Prospect Park, Brooklyn, New York.

Einige proprietäre Systeme ersetzten andere Zemente für den Portlandzement oder hydraulischen Kalk.Das britische Patentverfahren von Frederick Ransome verwendete eine Mischung aus Sand und Natriumsilikat, kombiniert mit Calciumchlorid, um Blöcke aus Calciumsilikat zu bilden. Das Natriumchlorid-Nebenprodukt sollte während des Härtungsprozesses mit Wasser gewaschen werden. Das Sorel-Zementverfahren, das 1853 entwickelt wurde und später auf die Herstellung von Schleifsteinen, Fliesen und Betonwerksteinen für Gebäude angewendet wurde, kombinierte Zinkoxid mit Zinkchlorid oder Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid zu einer hydratisierten Oxychloridzementmischung, die Sand miteinander verband oder Schotter. Die Union Stone Company in Boston fertigte Gussstein im Sorel-Verfahren. Letztendlich wurden jedoch alternative Zementierungssysteme zugunsten von Portlandzement aufgegeben, der sich als zuverlässiger und kostengünstiger erwies.

Entwicklung des späten 19. und 20. Jahrhunderts

gegossene Steingebäude

Gussstein wurde häufig für Formteile in Verbindung mit Ziegeln oder Naturstein verwendet, wie in diesen Gebäuden zu sehen ist. Auf der linken Seite wird Gussstein mit Granit, rechts mit Ziegelstein kombiniert.
- Foto: Deborah Holmes, Das Alte Haus Web

Die Verwendung von gegossenem Stein wuchs schnell mit der außerordentlichen Entwicklung der Portland-Zement- und Betonindustrie am Ende des 19. Jahrhunderts. In den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts wurde Gussstein als ökonomischer Ersatz für Naturstein weithin akzeptiert. Es wurde manchmal als das einzige Außenverkleidungsmaterial für ein Gebäude verwendet, wurde aber häufiger als Verkleidung auf einem Naturstein oder einer Ziegelsteinwand verwendet.

In den meisten Installationen des frühen 20. Jahrhunderts wurde gegossener Stein für äußere Fenster- und Türeinfassungen oder -stürze, Käppchen, Brüstungen und Balustraden, Bindengänge, Gesimse und Friese und plastisches Ornament verwendet. Gelegentlich wurden auch dekorative Innenräume mit gegossenem Stein ausgeführt, obwohl aufwändige Innengesimse und Ornamente häufiger aus Gips hergestellt wurden.

Herstellung
Hersteller von Gusssteinen verwendeten abgestufte Mischungen aus zerkleinertem Marmor, Kalkstein, Granit und Schmelzschlacke, um eine Vielzahl von Steineffekten zu erzeugen. Eine leichte Zementmatrix mit einem Aggregat aus zerkleinertem Marmor könnte Kalkstein replizieren, während eine Mischung aus Marmor und kleinen Mengen Schmelzschlacke die Wirkung von weißem Granit ergeben würde. Einige Hersteller fügten auf den Seiten des Steins Steinpigmente und verschiedene Farben hinzu, um eine etwas stilisierte Wirkung von buntem Sandstein zu erhalten. Jeder Hersteller hat eine Vielzahl von Lagermischungen vorbereitet. Es überrascht nicht, dass die Aggregate an verschiedenen Orten variieren. Im Bundesstaat New York zum Beispiel waren zertrümmerte Gouverneur- und Tuckahoe-Murmeln beliebte Verkleidungselemente; in anderen Gebieten wurden häufig Feldspat oder Granit und sogar Quarzsand verwendet.

Die zwei grundlegenden Systeme zur Produktion von gegossenen Steinen waren "trockener Tampon" und "nasser Guss". Beim Trockenstampfverfahren wurde eine steife, niedrig einbrechende Betonmischung verwendet, die in die Formen gepresst und verdichtet wurde. Die dekorative Zuschlagstoffmischung wurde häufig nur auf der äußeren Verkleidung der gegossenen Einheiten verteilt (typischerweise 3/4 "bis 1" dick), während die Kerne der Einheiten gewöhnlicher Beton waren. Aufgrund der steifen Mischung benötigten trockene Stopfeinheiten eine relativ kurze Zeit in den Formen, die dann mehrmals am Tag verwendet werden konnten. Nach dem Entfernen aus den Formen wurden die trockenen Tamp-Einheiten oft in Dampfräumen gehärtet, um eine angemessene Hydratation des Zements sicherzustellen. Das Nassgussverfahren verwendete andererseits eine viel mehr Kunststoffbetonmischung, die in die Formen gegossen und gerüttelt werden konnte. Dieses System verbrauchte wesentlich mehr Wasser in der Mischung, was eine angemessene Hydratation der Zementmischung ohne aufwändige Aushärtung sicherstellt, jedoch erfordert, dass die Einheiten für mindestens einen Tag in den Formen verbleiben. Wegen dieses Herstellungsverfahrens verteilten feuchte Gussprodukte ihre dekorative Aggregatmischung notwendigerweise durch die gesamte Einheit, anstatt einfach eine äußere Verkleidung.

Beton wurde in Formen aus Holz, Gips, Sand und Anfang des 20. Jahrhunderts gegossen, je nach dem Herstellungsverfahren, der Komplexität des zu gießenden Stücks und der Anzahl der herzustellenden Einheiten. Metallformen wurden manchmal für ornamentale Gegenstände verwendet, seltener für individuelle architektonische Arbeiten. Wenn die Einheiten ausreichend hart waren, wurden Endoberflächen bearbeitet, um das dekorative Steinaggregat freizulegen. Wenn sie aus der Form genommen werden, weisen die nassen gegossenen Einheiten einen Oberflächenfilm aus Zementpaste auf, der entfernt werden muss, um das Aggregat freizulegen. Teilweise ausgehärtete Einheiten können mit Wasser besprüht, mit Naturborstenbürsten gerieben, mit Säure geätzt oder sandgestrahlt werden, um die Zementschicht zu entfernen. Die Oberfläche von trockenen Tamponprodukten erforderte weniger Nachbearbeitung.

Hochwertiger Gussstein wurde häufig mit pneumatischen Meißeln und Hämmern "geschnitten" oder bearbeitet, ähnlich denen, die zum Schneiden von Naturstein verwendet wurden. In einigen Fällen wurden Reihen von kleinen Mauerwerksklingen verwendet, um flache parallele Rillen zu erzeugen, die den linearen Meißelmarken ähnlich sind. Die Ergebnisse waren dem Naturstein oft auffallend ähnlich. Maschinen- und Handwerkzeuge waren jedoch teuer, und einfacher gegossener Formstein war manchmal nur geringfügig weniger kostspielig als ähnliche Arbeiten in Kalkstein. Signifikante Einsparungen könnten gegenüber den Kosten von Naturstein erzielt werden, wenn Wiederholungseinheiten von verzierten Schnitzarbeiten benötigt würden.

Schließlich wird der Stein heute manchmal dazu verwendet, Naturstein zu ersetzen, wenn der ursprüngliche historische Stein nicht mehr verfügbar ist oder die größere Festigkeit von Stahlbeton gewünscht wird. So werden beispielsweise verstärkte Steingusssäulen als Ersatz für Natursteinsäulen bei seismischen Nachrüstungen historischer Bauwerke eingesetzt. Feinkörnige Steine, wie Sandsteine, können sehr erfolgreich mit Gusssteinen nachgebildet werden. Grobkörnige Granite und Marmor mit ausgeprägten Mustern oder Streifen sind aus naheliegenden Gründen nicht so erfolgreich mit Gussstein abgestimmt.Der Ersatz von Naturstein durch Gussstein erfordert eine sorgfältige Auswahl der Feinaggregate und die Pigmentierung der Zementiermatrix. Grobe Gesteinskörnung, die im Allgemeinen in Kunststein verwendet wird, um das Schwinden zu kontrollieren und eine ausreichende Druckfestigkeit sicherzustellen, kann ein ästhetisches Problem darstellen, wenn es an der Oberfläche von Sandstein simulierenden Betonsteinelementen sichtbar ist. Eine sorgfältige Kontrolle der Aggregatgrößen in der Mischformulierung kann dieses Problem verringern.

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Mechanismen und Modi der Verschlechterung

Der beste historische Gussstein kann mit Langlebigkeit mit Naturstein konkurrieren. Viele hochwertige Gusssteininstallationen aus den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts sind immer noch in ausgezeichnetem Zustand und erfordern nur wenig Reparatur. Wie jeder andere Baumaterial unterliegt der Stein jedoch einer Verschlechterung, die auf verschiedene Arten auftreten kann:

  • Trennung der Deck- und Kernschichten
  • Verschlechterung des Aggregats
  • Verschlechterung oder Erosion der Zementierungsmatrix
  • Verschlechterung der Eisen- oder Stahlverstärkung
  • Verschlechterung von Krämpfen und Ankern bei der Installation.
  • Trennung der Facing- und Core-Layer

Trennung der Deck- und Kernschichten
Die Trennung der Deck- und Kernschichten von Trocken-Tamp-Einheiten ist nicht ungewöhnlich und spiegelt häufig Herstellungsdefekte wie schlechte Verdichtung, lange Herstellungszeit oder unkorrekte Härtung wider. Wenn eine Trennung der Deckschicht und der Kernschicht vermutet wird, können gegossene Steineinheiten "erklingen", um das Ausmaß der Delaminierung festzustellen.

Verschlechterung des Aggregats
Gusssteinversagen, verursacht durch Verschlechterung des Aggregats, ist selten. Granite, Marmor und Quarzsand sind im allgemeinen haltbar, obwohl Kalkstein- und Marmoraggregate den gleichen Auflösungsproblemen unterliegen, die die abgebauten Einheiten dieser Steine ​​beeinflussen. In seltenen Fällen kann auch eine Reaktion zwischen den Alkalien in der Zementmatrix und dem Steinaggregat eine Verschlechterung verursachen.

Verschlechterung oder Erosion der ZementierungsmatrixWährend es im Steinguß des 20. Jahrhunderts relativ selten ist, kann eine ernsthafte Verschlechterung der Zementiermatrix zu einer beträchtlichen Beschädigung der gegossenen Steineinheiten führen. Eine richtig vorbereitete Zementiermischung wird in den meisten Außenanwendungen haltbar sein, und jegliches Abblättern von Außenflächen signalisiert Probleme in der Zementiermischung und in dem Herstellungsverfahren. Die Verwendung von minderwertiger Qualität oder unsachgemäß gelagertem Zement, unreinem Wasser oder Abbindebeschleunigern kann dazu führen, dass Zementprobleme Jahre nach dem Abschluss einer Struktur auftreten. Falsches Mischen und Verdichten kann auch zu porösem Beton führen, der anfällig für Frostschäden und Ablagerungen ist. Schwere Zementmatrixprobleme können möglicherweise nicht richtig repariert werden und erfordern häufig den Ersatz der sich verschlechternden Betonsteineinheiten.

Häufiger und weniger ernst als das Abblättern oder Verkalken, das durch die Verschlechterung der Zementiermatrix verursacht wird, ist die Erosion der Oberfläche der Matrix. Dies tritt normalerweise auf Oberflächen von vorspringenden Merkmalen auf, die dem Wasserabfluss ausgesetzt sind, wie etwa Fensterbänken, Wassertischen und Fensterhauben. In diesen Bereichen kann die Matrix erodieren, wobei kleine Körner des Aggregats von der Oberfläche abstehen. Die resultierende rauhe Oberfläche ist überhaupt nicht das beabsichtigte ursprüngliche Aussehen. Bei einigen historischen Steininstallationen wurde die dünne Schicht aus Zement und feinem Sand an der Oberfläche der Betonwerksteineinheiten ursprünglich nicht aus der geformten Oberfläche herausgearbeitet, sondern mit Mustern von Mauerwerkpigmenten in einer stilisierten Imitation von hochfigurigen Sandsteinen oder Kalksteinen versehen. Die Erosion der pigmentierten Oberflächenschicht auf dieser Art von Gussstein führt zu einer noch dramatischeren Änderung des Aussehens.

Gusssteinverkleidung

Verfärbungen, möglicherweise von Stahlbewehrungsstäben, und einige Abplatzungen sind auf diesem Gipsverband in York, Pennsylvania zu sehen.

- Foto: Deborah Holmes, Das Alte Haus Web

Während ihrer ursprünglichen Herstellung wurden ungewöhnlich lange und dünne gegossene Steineinheiten, wie beispielsweise Fensterbänke oder Balustradengeländer, und Einheiten, die strukturelle Kapazität erfordern, wie etwa Stürze, im Allgemeinen mit Baustahlbewehrungsstäben verstärkt. Große Stücke hatten manchmal Kabelschlaufen oder Haken, die in sie gegossen wurden, um die Handhabung und Befestigung zu erleichtern. Gelegentlich können diese Verstärkung und der Draht zu nahe (weniger als 2 ") zur Oberfläche des Werkstücks sein und Rosten verursacht ein Abplatzen der Oberfläche. Dies passiert häufig mit Schwellen, Käppchen und Wassertischen, wo wiederholte starke Benetzung zu Verlust führt Wenn die Beschädigung durch die sich verschlechternde Bewehrung groß ist, wie beispielsweise die Aufspaltung eines Balusters vor dem Rosten eines zentralen Bewehrungsstabs, kann es erforderlich sein, dass die gegossene Steineinheit ausgetauscht werden muss.

Verschlechterung von Krämpfen und Ankern
Selbst wenn zu einzelnen Steingussteilen keine Verstärkung hinzugefügt wurde, können Weichstahlkrämpfe verwendet worden sein, um ein gegossenes Steinfurnier an Stützmauerwerk zu verankern. Wo Absplitterungen hauptsächlich an den Oberseiten von Quader- oder Frieseinheiten aufgetreten sind, ist dies im Allgemeinen die Ursache.

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Wartung von Steingussanlagen

ReinigungGusssteininstallationen mit Marmor- oder Kalksteinaggregaten können manchmal mit den gleichen alkalischen chemischen Vorreinigungs- / Säurewaschsystemen gereinigt werden, die zum Reinigen von Kalkstein und anderen kalkhaltigen Natursteinen verwendet werden. Wenn keine Marmor- oder Kalksteinaggregate vorhanden sind, können saure Reiniger, wie sie für natürliche Granite und Sandsteine ​​verwendet werden, verwendet werden.

In beiden Fällen kann die dunkle Partikelfärbung in geschützten Bereichen jedoch persistent sein und erfordert Experimente mit anderen Reinigungsverfahren. Einige mikroabtragende Reinigungstechniken, die unter sehr kontrollierten Umständen von geschultem Reinigungspersonal verwendet werden, können zum Entfernen hartnäckiger Verschmutzungen geeignet sein.Normales Sandstrahlen oder Nassstrahlen kann die Oberfläche des Betonwerksteins ernsthaft beschädigen und sollte nicht verwendet werden.

AufspaltungFrühe Betonsteininstallationen können mit natürlichen Zementmörteln hergestellt worden sein, aber in den Installationen des späten 19. Jahrhunderts und des 20. Jahrhunderts wurden gegossene Steineinheiten im Allgemeinen mit Mörtel aus Portlandzement, Kalk und Sand gebettet und angespitzt. Wenn der Mörtel wiederverwendet oder ausgetauscht werden muss, ist ein Mörtel Typ N (etwa ein Teil Zement und ein Teil Kalk bis sechs Teile Sand) im Allgemeinen angemessen. Bei der Verlegung von historischem Mauerwerk ist es wichtig, sowohl den Charakter als auch die Farbe des Sandes und die Farbe der Zementmatrix im historischen Mörtel zu berücksichtigen. Die Zementmatrixfarbe kann oft eingestellt werden, indem Kombinationen von weißem, "hellem" und grauem Portlandzement in dem Mörtel verwendet werden.

Beschädigung

Auf diesen Gussstein wurde eine ungeeignete Versiegelung aufgetragen. Wenn sich der Sealer schält, beschädigt er die Oberfläche des gegossenen Steins. - NPS Foto

Verbindungen in historischen Gusssteininstallationen können ziemlich dünn sein und der dichte Mörtel ist daher schwierig zu entfernen. Unnötiges Umplatzieren kann historischen Steinschlag erheblich schädigen. Gebrochene und offene Fugen werden am häufigsten an exponierten Stellen wie Balustraden und Käppchen gefunden und erfordern natürlich eine Reponierung. Wenn ein harter und hartnäckiger Mörtel in der ursprünglichen Installation oder einem späteren Reponieren verwendet wurde, kann die Entfernung des Mörtels leicht die Kanten der gegossenen Steineinheiten zerbrechen.

Während die unvorsichtige Verwendung von "Schleifmaschinen" zum Entfernen von Mörtel unzählige historische Mauerwerksgebäude beschädigt hat, kann ein erfahrener Maurer manchmal einen Handschleifer verwenden, der mit einer dünnen Diamantklinge ausgestattet ist, um die Mitte einer Verbindung zu erhalten, und dann den Rest des Mörtels entfernen mit einem Handmeißel. Wenn diese Methode nicht sorgfältig durchgeführt wird, kann jedoch das Wandern der Klinge die Fugen erweitern oder verändern und den Gipsstein erheblich beschädigen. Es muss sorgfältig darauf geachtet werden, Schäden durch Überschneiden vertikaler Fugen zu vermeiden, indem die Schaufeln weit von benachbarten Einheiten entfernt werden. Die Verwendung von kleinen pneumatischen Meißeln, wie sie für den Werkzeugstein verwendet werden, kann auch gut zum Entfernen von Mörtel verwendet werden, aber selbst diese Methode kann zu einem Absplittern an den Rändern von gegossenen Steineinheiten führen, wenn dies nicht sorgfältig durchgeführt wird.

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Methoden der Reparatur

Viel historischer Gipsstein wird unnötigerweise ersetzt, wenn er leicht in situ repariert oder unbehandelt bleiben könnte. Dies gilt insbesondere für Bereiche, die vereinzelte Absplitterungen von verrosteten Bewehrungsstäben oder Verankerungen aufweisen, oder für Anlagen, bei denen die Erosion der Matrix eine rauhe Oberfläche des freiliegenden Aggregats hinterlassen hat.

Die Verwitterung von Kunststein, die sich von Naturstein unterscheidet, erzeugt eine Patina des Alters und garantiert keinen großflächigen Ersatz, es sei denn, schwerwiegende Zementmatrixprobleme oder rostende Bewehrungsstäbe haben extensives Verkalken oder Abblättern verursacht. Starkes Rosten von Bewehrungsstäben an kleinen dekorativen Elementen, wie Baluster, kann eine Karbonatisierung (Verlust der Alkalinität) der Matrix anzeigen. Wo eine Carbonisierung der Matrix stattgefunden hat, rost die unbehandelte Verstärkung weiter. Der Austausch kann ein akzeptabler Ansatz für freiliegende und stark beeinträchtigte Merkmale wie Handläufe, Dachbalustraden oder Wandkappen sein, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass eine Demontage benachbarte Konstruktionen beschädigt. Umgekehrt sollten kleine Schadensbereiche generell mit Mörtel- "Composites" repariert oder alleine gelassen werden.

Wiederbefestigung der getrennten OberflächenverkleidungWo die dekorative Verkleidung von trockenem, stampfgegossenem Stein von den Kernschichten getrennt ist, können eingespritzte Vergussmörtel verwendet werden, um die Verkleidung wieder zu befestigen. Das erneute Anbringen einer getrennten Deckschicht kann zeitaufwendig sein und sollte eher von einem Restaurator als von einem Maurer vorgenommen werden. Diese Technik ist möglicherweise der beste und wirtschaftlichste Ansatz zur Reparatur von figurativen Skulpturen oder einzigartigen Elementen, die an anderen Stellen eines Gebäudes nicht wiederholt werden. Theoretisch sind zementäre Fugenmassen am besten geeignet, um getrennte Deckschichten wieder anzubringen, aber Haarrisse können die Verwendung von Harzklebern erfordern. Zu diesem Zweck wurden niedrigviskose Epoxide verwendet, die durch kleine Injektionsöffnungen aufgebracht werden können. Risse, die Klebstoff austreten lassen, müssen natürlich vor der Injektion repariert werden. Löcher, die für die Adhäsivinjektion vorgesehen sind, müssen nach Abschluss der erneuten Befestigung geflickt werden.

Reparieren von Armierungsspalten und mechanischen SchädenGebohrte Löcher, mechanisch beschädigte Ecken und gelegentliche Absplitterungen von rostenden Bewehrungsstäben und Verankerungen sind reparierbare Zustände, die keinen Ersatz von Gipsstein rechtfertigen. Kleine "Komposit" -Reparaturen an beschädigten Mauerwerkstücken können mit einem Mörtel hergestellt werden, der so formuliert ist, dass er visuell mit dem ursprünglichen Material übereinstimmt und von einem kompetenten und sensiblen Maurer erfolgreich durchgeführt werden kann. Wenn die Verschlechterung jedoch weit verbreitet ist oder wenn große Flächen abplatzen oder reißen und ein Austausch notwendig erscheint, kann der Eigentümer einen Architekten oder Berater konsultieren, um die Ursache für die Verschlechterung zu ermitteln und die erforderlichen Reparaturen oder den Ersatz zu spezifizieren.

Die Methoden der Kompositreparatur, die für das Steinmauerwerk angewendet werden, sind auch allgemein für die Reparatur von historischem Steinguss anwendbar. Für die Reparatur beschädigter Betonsteine ​​müssen jedoch sowohl die Farbe der Zementmatrix als auch die Aggregatgröße und -färbung mit der historischen Einheit übereinstimmen. Schotter und Schlacke (wie "Black Beauty" -Schleifkörner), die vielen herkömmlichen Gesteinskörnungen ähneln, sind weit verbreitet, obwohl einige zusätzliche Zerkleinerungen und / oder Siebungen erforderlich sein können, um Aggregate geeigneter Größe zu erhalten. Denken Sie daran, dass die Hälfte oder mehr einer verwitterten Oberfläche exponierten Aggregaten ausgesetzt ist. Daher ist eine sorgfältige Aggregatauswahl und Größensortierung für das Patchen extrem wichtig.Selbst Unterschiede in der Aggregatwinkligkeit (abgerundete Kieselsteine ​​im Vergleich zu Schotter) werden bei der endgültigen Reparatur erkennbar. Wenn mehr als ein Zuschlagstoff in dem Gussstein verwendet wurde, ist natürlich das Verhältnis der ausgewählten Zuschlagstoffe in dem Gemisch ebenso wichtig. Eine Veränderung der Färbung der Zementmatrix kann durch die Verwendung von entweder weißem, "hellem" oder grauem Portlandzement erreicht werden. Wenn eine zusätzliche Tönung erforderlich ist, sollten nur anorganische alkalibeständige Mauerwerkspigmente verwendet werden. Da der meiste historische Betonstein in erster Linie aus Portlandzement und Zuschlagstoffen (mit einem Kalk / Zement-Verhältnis von weniger als 15%) hergestellt wurde, ist es nicht notwendig, große Mengen an Kalkhydrat in Gipsreparaturgemische zu geben. Geringe Mengen an Kalk können zur Plastizität des Arbeitsgemisches zugegeben werden.

Um einen Abplatzer zu reparieren, der durch die Verschlechterung eines Eisenarmierungsstabs oder einer Verankerung verursacht wird, ist es erforderlich, den gesamten gerissenen Beton neben dem Abplatzer zu entfernen; schleifen und bürsten Sie die Bewehrung, um Rost und Zunder zu entfernen; und lackiere das Metall mit einer rosthemmenden Grundierung vor dem Auftragen des Gipsverbandes. Wenn der Bewehrungsstab viel zu nahe an der Oberfläche des Steins ist, kann es ratsam sein, den sich verschlechternden Abschnitt der Bewehrung nach Rücksprache mit einem Statiker auszuschneiden. Wenn die sich verschlechternden Krämpfe beseitigt werden, kann es notwendig sein, eine neue Verankerung aus rostfreiem Stahl zu installieren.

Wenn Absplitterungen eine scharfe Kante haben, muss der Reparaturbereich auf eine einheitliche Tiefe (1/2 "oder mehr) reduziert werden. Wie bei Reparaturen von Natursteinkompositen kann ein Haftvermittler die Haftung des Reparaturmaterials am Original unterstützen Beton Für ungewöhnlich große oder tiefe Stellen kann eine mechanische Verankerung der Reparatur mit kleinen Nylon - oder Edelstahlstäben erforderlich sein Wenn der angrenzende Gipsstein bearbeitet oder bewittert ist, ist es notwendig, den reparierten Bereich zu ritzen oder zu bürsten Die Zugabe von ausreichend grobem Zuschlagstoff zum angrenzenden Ausgangsmaterial beeinträchtigt manchmal die Adhäsion des Verbundstoffs, und es kann erforderlich sein, zusätzliches Zuschlagmaterial vor der Endbearbeitung in das aufgebrachte Pflaster zu pressen, wenn dies jedoch nicht gekonnt geschieht, die Oberfläche Der Patch kann mosaikartig aussehen, daher ist es ratsam, zunächst Composite-Reparaturen an unauffälliger Stelle durchzuführen.

Oberflächenreparatur
Während das Umrüsten von beschädigtem Naturstein manchmal angebracht sein kann, ist es schwierig oder unmöglich, das ursprüngliche Erscheinungsbild von Gussstein wieder herzustellen, wo Oberflächenerosion aufgetreten ist.

Die Bearbeitung oder das Schleifen der Oberfläche des Betonwerksteins kann grobe Gesteinskörnungen unter der Oberfläche freilegen und wird auf keinen Fall die ursprünglich gemusterte Pigmentierung wiederherstellen, die weggewittert ist. Silikatfarben oder Mauerwerksflecken können in Mustern aufgetragen werden, um das ursprüngliche Aussehen zu reproduzieren, sind jedoch möglicherweise nicht dauerhaft oder ästhetisch vollständig erfolgreich. Wo die Matrix erodiert ist, ist es ratsam, das verwitterte Aussehen des Betonwerksteins zu akzeptieren, es sei denn, ein umfangreicher Ersatz ist durch andere Faktoren vorgeschrieben.

Weil gegossener Stein zur Erzielung seiner ästhetischen Wirkung von dem belichteten Aggregat abhängt, verändert die Verwendung einer aufgebrachten zementartigen Oberflächenbeschichtung den visuellen Effekt des Materials dramatisch und ist als Gussstein-Reparaturtechnik ungeeignet. Eine zementartige Oberflächenbeschichtung kann auch Feuchtigkeit in den gegossenen Einheiten einfangen und Oberflächenabplatzungen verursachen.

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Ersatz von historischen Steingussanlagen

einen Bogen bauen

Dieser Steinmetz demonstriert die Technik des Steinbogens beim Smithsonian Folklife Festival im Juni 2001.

Steinrestaurierungstechniken

Ein anderer Maurer demonstriert Gießtechniken, die verwendet werden, um Mauerwerk an historischen Gebäuden zu reparieren.

- Fotos: Deborah Holmes, Das alte Haus Web

Einzelne gegossene Steineinheiten, die wiederholt benetzt werden (z. B. Käppchen, Geländer und Baluster) und aufgrund von Abplatzungen oder einer Verschlechterung der Bewehrung schwere Schäden aufweisen, können einen Austausch mit neuem Gipsstein erfordern und beschädigte Einheiten in bestehenden Gebäuden replizieren.

Nach dem Entformen werde


Autor Des Artikels: Alexander Schulz. Unabhängiger Konstrukteur und technischer Experte. Arbeitserfahrung in der Baubranche seit 1980. Fachkompetenz in den Richtungen: Bau, Architektur, Design, Hausbau.

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