Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Schadensph\u00e4nomen \u0084Craquel\u00e9\u0093 stellt in der Glasmalereirestaurierung ein bislang ungel\u00f6stes Problem dar. Vor allem Gl\u00e4ser aus der Zeit des 19. Jahrhunderts, insbesondere bernsteinfarbene, sind davon betroffen. Sie zeigen verschiedene Rissmuster in Form von oberfl\u00e4chlichen Risslagen mit Schollenbildung bis hin zu Tiefenrissen, die das Glas in der gesamten St\u00e4rke durchziehen. Je nach Auspr\u00e4gung f\u00fchren die Risssysteme zu deutlich verminderter Stabilit\u00e4t der Scheiben und zu ver\u00e4nderter Transparenz. Zur Behandlung craquelierter Gl\u00e4ser gibt es bislang keine tragf\u00e4higen Konzepte. Unklar ist auch, welche Ursachen das Schadensbild ausl\u00f6sen. Unter anderem kommt schadstoffbelastete Luft als ein gewichtiger Faktor in Frage.
\nHauptgegenstand der Untersuchungen war das Jesus-Sirach-Fenster, ein gro\u00dfes Fenster aus dem \u0084Welterzyklus\u0093, des K\u00f6lner Domes. Weitere craquelierte Einzelgl\u00e4ser aus anderen Glasmalereibest\u00e4nden des sp\u00e4ten 19. Jahrhunderts wurden in die Untersuchungen einbezogen. Anhand originaler Gl\u00e4ser sollte eine Charakterisierung des Schadensbildes Craquel\u00e9 erfolgen. Als reproduzierbares Probenmaterial sollten k\u00fcnstlich craquelierte Modellgl\u00e4ser entwickelt werden, um Untersuchungen zu Schadensursachen und konservatorische Versuchsreihen durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen.
\nAls Konservierungsmaterial sollte der Einsatz eines im Kompetenzfeld \u0084Anorganische Materialien aus fl\u00fcssigen Vorstufen\u0093 des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Silicatforschung (ISC) entwickelten, hydroaktiven Gels (Laborbezeichnung \u0084A18\u0093) getestet und an die Erfordernisse zur Sicherung craquelierter Gl\u00e4ser angepasst werden. Das neue Festi-gungsmaterial, ein nanomolekular strukturierter, organisch-anorganischer Aluminiumkomplex mit glas\u00e4hnlichem Brechungsindex, weist prinzipiell gute Eigenschaften f\u00fcr die Festigung feinster Spaltsysteme, v. a. die langen engen Risssysteme von Tiefenrissen, auf. Mit reinem Ethanol verd\u00fcnnt und als niedrigviskose L\u00f6sung infiltriert, polymerisiert das Sol-Gel in den Spalten zu einem anorganischen silicatischen Ger\u00fcst und stabilisiert sie von innen her. Parallel zum Einsatz von A18 sollte auch die Verwendung von Glasfasergeweben und -vliesen als quasi unsichtbare Kaschierung craquelierter Gl\u00e4ser gepr\u00fcft und durch die Auswahl geeigneter Materialien in Kombination mit m\u00f6glichen Klebematerialien optimiert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Labor des ISC wurden Modellgl\u00e4ser entwickelt, die nach gezielter Sch\u00e4digung im Klimaschrank ein Schadens-bild zeigten, das den komplexen Rissnetzph\u00e4nomenen originaler Gl\u00e4ser \u00e4hnlich ist. An craquelierten Originalen und Modellgl\u00e4sern wurden Untersuchungen zur Charakterisierung, zu Ursachen und zum Verlauf des Schadensbildes vorgenommen. Folgende Analysemethoden kamen zum Einsatz: Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie in Verbindung mit energiedispersiver Elementanalyse und spannungsoptische Messungen. Die Probenpr\u00e4parationsverfahren umfassten Querbruch, Querschliff, Elektronentransparente Lamelle und Ionenb\u00f6schung durch Materialabtrag mittels Argon-Ionenstrahlung. Auch Einflussfaktoren auf die Schadensauspr\u00e4gung wurden untersucht.
\nIn einem weiteren Schritt wurde die Festigung craquel\u00e9gesch\u00e4digter Gl\u00e4ser mit A18 getestet. Neben Modellgl\u00e4sern wurden auch einzelne Originalgl\u00e4ser in die Laborversuche einbezogen. Parallel wurde im Labor des ISC eine Auswahl verschiedener Glasfasergewebe und -vliese im Hinblick auf L\u00f6semittelbest\u00e4ndigkeit, Applikationseigenschaften sowie Vortr\u00e4nkungseignung untersucht. Auch wurden sie im Klimaschrank k\u00fcnstlich bewittert.
\nNach Abschluss der Laborversuche im ISC erfolgten in der Glasrestaurierungswerkstatt der K\u00f6lner Dombauh\u00fctte praktische Tests zur Anwendung von A18 sowie des bestgeeigneten Glasfasergewebes, zun\u00e4chst an Modellgl\u00e4-sern. Die Tr\u00e4nkungstests mit A18 wurden im Hinblick auf die Handhabung nach folgenden Kriterien ausgewertet: Applikationstechnik, geeignete Materialkonzentrationen, Zahl der Auftr\u00e4ge, Zwischentrocknung, Zwischenreinigung, Kombination mit Sprungklebungen, Stabilit\u00e4t nach dem Abbinden. Versuchsweise wurde die A18-Behandlung auch an einem craquelierten Originalglas durchgef\u00fchrt. Die Praxistests zur Hinterlegung craquelierter Gl\u00e4ser mit einem Glasfasergewebe wurden zun\u00e4chst an Modellgl\u00e4sern, danach an zwei Originalgl\u00e4sern vorgenommen, wobei mit Ormocer\u00ae-G und Paraloid\u00ae B72 zwei in der Glasrestaurierung etablierte Klebstoffe zum Einsatz kamen. Fragen der optimalen Handhabung bei Auftragstechnik und Applikation standen im Mittelpunkt der Versuche.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
1. Das Schadensbild
\nDie laboranalytischen Untersuchungen an gesch\u00e4digten Originalgl\u00e4sern ergaben neue Einblicke in das Schadensbild Craquel\u00e9. Es handelt sich um feinste Risssysteme mit nur wenigen Mikrometern Spaltbreite. Die Spaltbreiten k\u00f6nnen innerhalb eines Risses variieren und auch mit Korrosionsprodukten gef\u00fcllt sein. Neben den Risssystemen waren auch zahlreiche \u0084Gelschichtkan\u00e4le\u0093 nachweisbar, Ausl\u00e4ufer aus der Gelschicht in das darunterliegende Kernglas. Visuell sehen diese Gelschichtkan\u00e4le wie Risse aus, das Auge nimmt beides unterschiedslos als Schatten wahr. Die Gelschichtkan\u00e4le sind jedoch keine Spalte und k\u00f6nnen demzufolge auch nicht durch Infiltration gefestigt werden. Wie die Risse, bewirken auch die Gelschichtkan\u00e4le eine deutliche Verminderung der mechanischen Stabilit\u00e4t. Die k\u00fcnstliche Bewitterung gesch\u00e4digter Originalgl\u00e4ser erzeugte einen deutlichen Schadensfortschritt.
\nAn einem k\u00fcnstlich bewitterten Modellglas lie\u00dfen sich die Entstehung und Entwicklung von Craquel\u00e9 verfolgen: Zun\u00e4chst bilden sich Gelschichtkan\u00e4le, die sich im weiteren Verlauf verbreitern und schlie\u00dflich einen Spalt bilden. Das an Modellgl\u00e4sern erzeugte Schadensbild ist dem an Originalgl\u00e4sern vorgefundenen vergleichbar. Untersu-chungen von Einflussfaktoren auf die Schadensauspr\u00e4gung an Modellgl\u00e4sern belegten, dass Oberfl\u00e4chenverlet-zungen Auswirkungen auf das Schadensbild haben. Trocknungszeiten zeigten keinen schadensf\u00f6rdernden Ein-fluss. Jedoch steigt mit zunehmender Umgebungsfeuchte die Neigung zur Rissbildung. F\u00fcr craquelierte Originale gilt daher: Je effektiver die Umgebungsfeuchte in situ reduziert werden kann, umso langsamer wird sich der Schadensprozess fortsetzen. Das Schadensph\u00e4nomen Craquel\u00e9 l\u00e4sst sich im Experiment eindeutig mit Auslaugprozessen in Zusammenhang bringen. Mit spannungsoptischen Messungen lie\u00df sich kein Zusammenhang zwischen der Eigenspannung des Modellglases und dem bewitterungsinduzierten Schadensbild herstellen.
\n2.1 Konsolidierung craquelierter Modellgl\u00e4ser mit A18
\nA18 ist als 5%- oder 10-%ige L\u00f6sung f\u00fcr die Infiltration geeignet. Einige kurze Spaltabschnitte lie\u00dfen sich bei den behandelten Proben der Versuchsserie mit A18 tr\u00e4nken, wobei sich nach f\u00fcnf Applikationsschritten keine Ver\u00e4nderungen mehr ergaben. Ein Gro\u00dfteil der visuell erkennbaren Spaltsysteme konnte mit der Tr\u00e4nkung nicht erreicht werden. Allerdings ist unklar, ob es sich dabei tats\u00e4chlich um Spalte handelt, oder aber um Gelschichtkan\u00e4le, die nicht zu tr\u00e4nken bzw. f\u00fcllen sind. M\u00f6glich ist auch, dass Korrosionsprodukte die Spaltabschnitte verstopfen und das Eindringen des Festigungsmaterials verhindern. Mit den Klebematerialien Ormocer\u00ae-G und Paraloid\u00ae B72 scheint A18 kompatibel zu sein, so dass eine Festigung craquelierter Gl\u00e4ser mit A18 auch in Kombination mit der Hinterlegung von Glasfasergewebe vorgenommen werden k\u00f6nnte. Auf einer originalen Glasoberfl\u00e4che mit Bemalung erwies sich ein Auftrag mit A18 im Laborversuch unter k\u00fcnstlicher Bewitterung als unproblematisch f\u00fcr die bemalten Glasoberfl\u00e4chen.
\n2.2 Anwendung von A18 in der restauratorischen Praxis
\nA18 l\u00e4\u00dft sich gut handhaben und verarbeiten. Je nach Schadensbild lassen sich unterschiedliche Kon-zentrationen zur Tr\u00e4nkung craquelierter Gl\u00e4ser einsetzen. Es vertr\u00e4gt sich mit den derzeit in der Glasrestaurierung g\u00e4ngigen Klebstoffen. Allerdings reagiert A18 auf hohe Luftfeuchtigkeit. Bei \u00fcber 70% rF wird es instabil. F\u00fcr Glasmalereien in Kirchenr\u00e4umen ist A18 daher nicht geeignet, da hier in der Regel keine stabilen Umgebungsbedingungen herrschen. Bei museal gelagerten Gl\u00e4sern, bei denen eine stabile relative Luftfeuchte unter 60 % gew\u00e4hrleistet werden kann, ist der Einsatz von A18 hingegen m\u00f6glich.
\n3. Hinterlegung craquelierter Gl\u00e4ser mit Glasfasergeweben und -vliesen
\nAls Glasfasergewebe wurden handels\u00fcbliche, in der Restaurierung eingesetzte Produkte ausgew\u00e4hlt, die sich je-weils im Glastyp, der Faserdicke, der Fasermenge sowie der Bindemittelart und -menge unterschieden. Alle aus-gew\u00e4hlten Gewebe und -vliese zeigten sich best\u00e4ndig gegen\u00fcber den in der Glasrestaurierung g\u00e4ngigen L\u00f6semitteln und lie\u00dfen sich prinzipiell gut applizieren. Das optische Erscheinungsbild wird sowohl durch die Struktur des Hinterlegungsmaterials als auch durch den Feststoffgehalt der Applikationsl\u00f6sung bestimmt. Gewebe lassen sich besser handhaben als Vliese, da sie geschmeidiger sind und sich Unebenheiten des Untergrundes besser anpassen. Bei glatten Glasoberfl\u00e4chen empfiehlt sich eine Vortr\u00e4nkung des Gewebes mit dem Klebemittel; diese erleichtert die Handhabung und vermindert die Blasenbildung bei der Applikation. An unebene Oberfl\u00e4chen hingegen legt sich unbehandeltes Gewebe besser an. F\u00fcr bestm\u00f6gliche Transparenz war die Verwendung hochkonzentrierter L\u00f6sungen vorteilhaft. Das aus Laborversuchen als bestgeeignet hervorgegangene Glasfasergewebe bew\u00e4hrte sich beim Einsatz in der restauratorischen Praxis, sowohl bei Versuchen auf Modellgl\u00e4sern als auch bei der Anwendung an originalen Gl\u00e4sern. F\u00fcr die Beschichtung erwiesen sich sowohl Ormocer\u00ae-G und Paraloid\u00ae B72 in einer Konzentration von 10 % als gut geeignet. Der Stabilisierungseffekt auf craqueliertes Glas ist gro\u00df, die Transparenzminderung durch die Hinterlegung minimal.
\nDa im begrenzten Zeitrahmen des Projektes keine Langzeiterfahrungen mit A18 gewonnen werden konnten, wur-den zwei Serien von A18-getr\u00e4nkten Modellgl\u00e4sern an klimatisch h\u00f6chst unterschiedlichen Orten \u0096 im Innenraum des K\u00f6lner Domes und in der Glasrestaurierungswerkstatt der Dombauh\u00fctte \u0096 langfristig exponiert. Gleiches gilt f\u00fcr craquelierte, mit Glasfasergeweben hinterlegte Originalgl\u00e4ser aus dem Jesus Sirach-Fenster.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Projektzeitraum gab es zwei Publikationen: 1) N. N.: Craquel\u00e9-Sch\u00e4den – das Modellprojekt K\u00f6lner Dom (DBU-Modellprojekt \u0084Craquel\u00e9-Sch\u00e4den\u0093), in: Dem Zahn der Zeit zum Trotz – Wie Wissenschaftler mit Hightech unser Kul-turerbe retten \u0096 Forschungsallianz Kulturerbe \u0096 (Sonderbeilage im Spektrum der Wissenschaft) (2012), S.18 sowie 2) Wittstadt, K.; Bellendorf, P.: Achtung \u0084Zuckerglas\u0093 \u0096 Untersuchungen zu Schadenseinfl\u00fcssen stark fragmentierter, arch\u00e4ologischer Gl\u00e4ser, in: Tagungsband Arch\u00e4ometrie und Denkmalpflege (2012), S. 75-77.
\nIm Januar 2012 wurden die laufenden Projektarbeiten mit Fachkollegen aus zwei rheinischen Museen mit bedeu-tenden Glassammlungen (R\u00f6misch-Germanisches Museum K\u00f6ln und Rheinisches Landesmuseum Bonn) disku-tiert. Die \u00f6ffentliche Pr\u00e4sentation der Projektergebnisse fand am 4. Dezember 2012 als interdisziplin\u00e4rer Workshop in der Glaswerkstatt der Dombauh\u00fctte K\u00f6ln statt. Eingeladen waren museale Restauratoren f\u00fcr arch\u00e4ologische Gl\u00e4ser und Hohlgl\u00e4ser sowie Glasmalereirestauratoren aus dem In- und Ausland. Der Abschlussbericht \u0084Anwendungen innovativer Restaurierungsmaterialien und -methoden zur Sicherung craquelierter Glasmalereien. Modellhafte Anwendung an Glasfenstern des K\u00f6lner Domes (Weltkulturerbe)\u0093 – F\u00f6rderprojekt der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (AZ 24583-45) ist in der Online-Datenbank des Hornemann Instituts der HAWK Hochschule f\u00fcr angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim\/Holzminden\/G\u00f6ttingen kostenlos abrufbar.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Schadensbild \u0084Craquel\u00e9\u0093 ist komplexer als bisher bekannt. Es handelt sich nicht nur um Mikrorisse, sondern auch um \u0084Gelschichtkan\u00e4le\u0093, kanalartig ausgepr\u00e4gte Ausl\u00e4ufer aus der oberfl\u00e4chlichen Gelschicht, die sich in das tiefer gelegene Kernglas fortsetzen. Sie scheinen das Ergebnis lokaler Auslaugprozesse zu sein. Sind sie mit Korrosionsprodukten oder anderen Materialien gef\u00fcllt, kann kein Material eindringen, auch kein molekular strukturierter Komplex wie A18. Diese nicht infiltrierbaren Gelschichtausl\u00e4ufer und Mikrorisse bleiben bei craquelierten Gl\u00e4sern nicht zu konsolidierende Schwachstellen. Die k\u00fcnstliche Sch\u00e4digung von Modellgl\u00e4sern und originalen Gl\u00e4sern zeigte, dass die Neigung zur Rissbildung bei craquelierten Gl\u00e4sern mit zunehmender Umgebungsfeuchte steigt. Damit steht fest, dass craquelierte Gl\u00e4ser stabile, nicht zu feuchte Umgebungsbedingungen brauchen. F\u00fcr Glasmalereien in situ kann das nur mit einer Schutzverglasung erreicht werden.
\nDie Erfahrungen mit dem Aluminiumkomplex A18 sind ambivalent. Das Material bewirkt an craquelierten Gl\u00e4sern fraglos eine deutliche Festigung. Die Infiltration baut im Rissnetz eine physikalische Bindung auf, die zu einer sp\u00fcrbaren Stabilisierung f\u00fchrt. Inwieweit sich die physikalische Stabilisierung durch die prognostizierte Umwandlung in eine chemische Bindung verst\u00e4rkt, werden erst die Langzeitstudien mit Modellgl\u00e4sern und getr\u00e4nkten Originalen erweisen k\u00f6nnen. Problematisch ist die nachlassende Haftfestigkeit von A18 bei sehr niedrigen und sehr hohen Luftfeuchten in der Phase der physikalischen Bindung. A18 kann nur unter Umgebungsbedingungen eingesetzt werden, in denen eine relative Luftfeuchte unter 60% gew\u00e4hrleistet ist F\u00fcr craquelierte Glasfenster in Kirchenr\u00e4umen bietet A18 daher keine konservatorische L\u00f6sung. Der Einsatz von A18 fokussiert sich auf craquelierte Gl\u00e4ser aus dem musealen Bereich und arch\u00e4ologische Gl\u00e4ser. Bei feuchten Bodenfunden bietet sich als Erstfundbehandlung eine Volltr\u00e4nkung in einem A18-Bad an, was nachweislich eine wirkungsvolle Rissnetzstabilisierung bewirkt. Auch Mosaike, Keramiken und Glasuren sind ein m\u00f6glicher Anwendungsbereich f\u00fcr A18. Inwieweit der A18-Komplex so modifiziert werden kann, dass eine signifikant h\u00f6here Feuchtestabilit\u00e4t gew\u00e4hrleistet ist, m\u00fcsste durch weitere Forschungen gekl\u00e4rt werden.
\nF\u00fcr die craquel\u00e9gesch\u00e4digten Partien des Jesus-Sirach-Fensters wird A18 aufgrund der Empfindlichkeit gegen\u00fcber hohen Luftfeuchten nicht zur Konsolidierung eingesetzt. Stattdessen wird auf die betroffenen Glasst\u00fccke Ormocer\u00ae-G und vorgetr\u00e4nktes Glasfasergewebe appliziert. Der Stabilisierungseffekt ist gro\u00df. Zugleich lassen die bisherigen langj\u00e4hrigen positiven Erfahrungen mit Ormocer\u00ae-G eine Dauerhaftigkeit dieser Ma\u00dfnahme von mehreren Jahrzehnten erwarten. F\u00fcr die von Craquel\u00e9 betroffenen Fenster des K\u00f6lner Domes wurde damit eine praxisorientierte L\u00f6sung gefunden, die es erlaubt, die Originale wieder in situ einzusetzen. Dieses Verfahren ist modellhaft auf andere craquel\u00e9gesch\u00e4digte Glasmalereibest\u00e4nde in Kirchenr\u00e4umen \u00fcbertragbar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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