Pirna, Marienkirche - Figuren des Luther und Melanchthon
Entfernung von Sinterkrusten auf Kalksteinfiguren

Die Aufgabenstellung

Im Zusammenhang mit der seit einigen Jahren laufenden Innen- und Außensanierung der Kirche St. Marien in Pirna mussten auch die Kalksteinfiguren des Luther und Melanchthon einer Konservierung und Restaurierung unterzogen werden. In Vorbereitung dieser Arbeiten, die unter anderem eine Festigung des Muschelkalkes beinhaltete sollte, konnten wir in einer Machbarkeitsstudie Reinigungsproben der Oberflächen durchführen.

Die ehemals weißen Figuren wiesen die unterschiedlichsten Arten von Sinterkrusten und Verschwärzungen auf, die im Laufe der Jahre durch Bewitterung, Durchfeuchtung, Schmutzablagerung und Versinterung entstanden waren. Diese größtenteils schwarzen Ablagerungen störten nicht nur das ästhetische Erscheinungsbild der Figuren, hier vor allem der Gesichter. Bedingt durch die kompakte und verdichtete Struktur dieser Krusten waren die Poren des Muschelkalkes geschlossen und der Feuchtetransport zwischen Figur und umgebender Luft gestört. Dies bedeutet zugleich auch, dass eine Festigung des Steingefüges unmöglich gemacht wird, da das Festigungsmittel über die Sinterkrusten nicht eindringen kann.

Das Schadensbild

Nach eingehender Untersuchung der Oberflächen konnten drei Arten der Ablagerungen unterschieden werden. Zum einen finden wir auf einem großen Teil der Oberflächen Verschwärzungen in Form einer relativ dünnen aber festen Sinterschicht. Auf den offen liegenden und dem Regen und der Bewitterung ausgesetzten Bereichen (die Figuren stehen unter Sandsteinbaldachinen) sind nur leichte Verschwärzungen in den Tiefen der bereits abgewitterten und rauen Oberfläche vorhanden.

Besonders starke Sinterkrusten bis 12 mm Stärke haben sich vor allem in den Bereichen, in denen sich Staub ablagern konnte oder an denen Wasser entlanglief, gebildet. Alle Krusten ließen sich mechanisch nicht oder nur schwer entfernen. Der relativ weiche Muschelkalk ist bei der mechanischen Entfernung der harten Sinterkrusten gefährdet, die Oberfläche würde in jedem Fall beschädigt. Genau an dieser Stelle setzt die Laserreinigung an. Die schwarzen Sinterkrusten absorbieren das Laserlicht ideal; der weiße Muschelkalk der originalen Oberfläche dient als Reflexion sschicht. Eine mechanische Beanspruchung der geschädigten originalen Oberfläche findet nicht statt.

Die Ergebnisse

Die Reinigungsproben mit dem Laser fanden an genau bezeichneten Bereichen dieser drei Schadenskategorien und mit definierten Energiedichten und Pulsfrequenzen statt. Es konnte festgestellt werden, dass sich alle schwarzen Krusten ohne Beschädigung des darunter liegenden weißen Muschelkalkes entfernen lassen. Für die dünnen schwarzen Sinterschichten reichte ein Durchgang mit einer mittleren Energiedichte aus.

Die teilweise mehr als einen Zentimeter dicken blumenkohlartigen Krusten ließen sich ebenfalls entfernen. Hier musste allerdings mit der höchsten Energiestufe und mehrmaligen Pulsen gearbeitet werden. Die Effektivität konnte mittels Befeuchten der Oberflächen stark erhöht werden.

Mit der Laserreinigung steht bei vorbezeichnetem Schadensbild eine Methode zur Verfügung, die es ermöglicht, in kurzer Zeit und ohne Beschädigung der sensiblen Oberfläche die Sinterkrusten abzutragen.

Kontrolle des Eindringvermögens über die Oberfläche

Da die Muschelkalkfiguren mit Festigungsmittel getränkt werden sollten, erfolgte vor der Laserreinigung eine Probe zum Eindringvermögen mittels Carstenschen Prüfröhrchen. Dabei musste festgestellt werden, dass bereits die dünnen schwarzen Sinterschichten auch nach einer Applikationszeit von 5 min keinerlei Wasser eindringen lassen. Eine Festigung wäre somit nicht möglich. Nach der Freilegung einer Probefläche mittels Laser wurde der Versuch wiederholt. Die Oberfläche des Kalksteines konnte durch die Laserreinigung soweit wieder hergestellt werden, dass ein normales Eindringvolumen (5 - 7 ml/Prüffläche) erreicht werden konnte.

Probe (Bild obere Reihe rechts) Krusten (Mittelreihe)