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Abstracts von Modellprojekten, die durch die Stiftung unterstützt werden

Jahresthema 2017: Naturwissenschaft, Technologie und Praxis in der Denkmalpflege

Projekttitel:

Hochofenschlacke als Mörtelzuschlag im ausgehenden 19. Jahrhundert in der Schweiz - Herstellung, Verwendung und Analytik


Projektleitung:

Dr. Petra Dariz
Berner Fachhochschule
Hochschule der Künste Bern
Forschungsschwerpunkt Materialität in Kunst und Kultur
Fellerstrasse 11
CH-3027 Bern
E-Mail: petra.dariz@hkb.bfh.ch
Telefon: +41 31 848 42 10


Projektpartner:

Dr. Rainer Kündig, Schweizerische Geotechnische Kommission, Zürich Dr. Urs Eggenberger, Universität Bern, Institut für Geologie, Fachstelle für Sekundärrohstoffe


Abstract:

Zusammensetzung und Eigenschaften historischer Mörtelmischungen resultieren aus der Adaption zeitbedingter technischer Möglichkeiten und Fertigkeiten an die lokal verfügbaren Rohstoffe. Bereits in vorindustrieller Zeit werden Schlackenabfälle aus der Erz- oder auch Glasverhüttung regional als Mörtelzuschlag verwertet. Mit der Etablierung der leistungsfähigeren Hochöfen zur Eisengewinnung findet im Zuge der Mechanisierung und Industrialisierung des Baugewerbes im letzten Drittel des 19. Jahrhunderts granulierte Hochofenschlacke ebenfalls Eingang in die Mörteltechnologie, nicht ohne zahlreiche disziplinenübergreifende Diskussionen auszulösen. Während nicht hydratisierte Hüttensande in der Fachliteratur stets als farblose, isotrope Splitter mit hohem Relief beschrieben werden, sind im Bindemittelgefüge verschiedener Mörtelproben von Schweizer Bauten des ausgehenden 19. Jahrhunderts kreisrunde oder elongierte schwarze Aggregate von bis zu fünfhundert Mikrometern Durchmesser erhalten, wohl aufgrund unvollständiger Aufbereitung der granulierten Hochofenschlacke. Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung sowie des kristallinen und amorphen Phasenbestandes dieser Relikte und damit die Bewertung der latent hydraulischen Eigenschaften des als Zuschlagstoff eingesetzten Schlackensandes stehen im Zentrum des Forschungsvorhabens. Als neuer methodischer Ansatz herangezogen wird hierfür - in Komplementarität zu energiedispersiver Röntgenspektroskopie am Rasterelektronenmikroskop, Röntgenfluoreszenzanalyse und Röntgendiffraktometrie - die Ramanmikroskopie, die als Kombination von Bildgebung und chemischer Analyse bei einer Auflösung im Bereich von fünfhundert Nanometern die eindeutige Differenzierung von polymorphen Mineralen, aber auch amorphen Phasen erlaubt. Parallel hierzu werden die kontemporär in den Schweizer Hochöfen verhütteten Rohmaterialien im Hinblick auf elementare Zusammensetzung und Mineralbestand (und deren etwaige Schwankungen) untersucht, da diese - neben Möller, Brennstoff, Brandregime und Ofenatmosphäre - die Konstitution einer Hochofenschlacke bedingen. Korrelierende Charakteristiken ermöglichen die Zuschreibung der reliktischen Schlackepartikel an Schweizer Hüttenwerke und, mit den Hochofenkampagnen wechselnde Beschickung vorausgesetzt, auch deren Datierung. Die Synthese aus den Recherchen zur historischen Eisenhüttenkunde und den naturwissenschaftlichen Analysen ergibt damit ein umfassendes Bild der Verwendungsmodalitäten von Hüttensand im Schweizer Baugewerbe an der Wende vom 19. in das 20. Jahrhundert, aber auch der Leistungsfähigkeit und Effizienz der lokalen eisenverhüttenden Werke. Die Kenntnis um Chemismus und Gefüge der in der Schweiz produzierten und als Mörtelzuschlag gebrauchten Schlacken ist insofern Ausgangspunkt für die Entwicklung kompatibler Restaurierungsmaterialien mit auf den historischen Bestand zugeschnittenen mechanisch-physikalischen Kennwerten, als der Hüttensand je nach latent hydraulischem Reaktionspotential die entsprechenden Eigenschaften einer gealterten Mörtelmischung determiniert. Die an komplexen historischen Mörtelproben generierten Erfahrungswerte und Daten lassen sich darüberhinaus auf die Phasenverteilung und die Bedingungen der Phasenbildung in modernen Pendants übertragen und kommen damit auch der aktuellen bauchemischen Grundlagenforschung zugute.


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Abstracts von Modellprojekten, die durch die Stiftung unterstützt werden


ENERGIE UND BAUDENKMAL


UMGANG MIT SCHUETZENSWERTEN BAUTEN DER 1950er-1970er JAHRE


BAULICHE VERDICHTUNG UND DENKMALPFLEGE


NATURWISSENSCHAFT UND TECHNOLOGIE IN DER DENKMALPFLEGE


Abstracts von Modellprojekten 2007 - 2010


Kompetenzverbund Konservierung


Projektergebnisse / Schlussberichte von Modellprojekten


Bildgebende Ramanmikroskopie als Schlüssel zur Herstellungstechnologie von Roman- und Portlandzementen des 19. Jahrhunderts: HKB, Hochschule der Künste, Bern


Centre Le Corbusier - Beiträge zum Instandsetzungskonzept: ETHZ/IDB


Patrimoine moderne, économie, énergie. Stratégies d'intervention pour les grands ensembles 1945 - 1975: EPFL/ENAC, Lausanne


Kriterien und Strategien zur Verdichtung von Siedlungsstrukturen der Nachkriegszeit: ZHAW/Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften - Institut Urban Landscape


Interdisziplinäre Studien der historischen Malschichten des Basler Münsters: SNM/Schweizerisches Nationalmuseum


Historische Holzverbindungen - Untersuchung des Trag- und Lastverformungsverhaltens von historischen Vollholzverbindungen und Erstellung eines Leitfadens für die Baupraxis: BFH/Fachhochschule Bern - Architektur, Holz & Bau


Bauliche Verdichtung und Denkmalpflege - Städtische Verdichtung und Energieverhalten bestehender Gebäude: SUPSI - University of Applied Sciences & Arts of Southern Switzerland


Die Gipse des 19. Jahrhunderts: IDB/ETHZ - Institut für Denkmalpflege und Bauforschung


Wasseraufnahmekoeffizienten historischer Aussenputze: Fachhochschule Bern - Architektur, Holz & Bau


MikroMass - Mikroinvasive Massnahmen zum verdichteten Umbau von Wohnbauten und -siedlungen: Hochschule Luzern - Technik & Architektur


Reproduktion von Bauten und Gebrauchsgegenständen durch 3D Aufnahmen und Rapid Prototyping: Berner Fachhochschule BFH, Architektur, Holz & Bau


4D-Dokumentation - Erschliessung von Untersuchungsergebnissen anhand virtueller 3D-Modelle und Visualisierung von historischen Zuständen unzugänglicher Bereiche für Wissenschaft und museale Vermittlung am Bsp. Ulrichskapelle Müstair: Hochschule der Künste, HKB/BFH, Bern


Leitfaden Fliessendes Grün: HSR, Hochschule Rapperswil. "Pflege und Wiederbepflanzung von Grünflächen des Organischen Städtebaus 1940 - 1970", HSR, Hochschule Rapperswil


Strategien im Bereich Energie und Baudenkmal für Denkmalpflegefachstellen: Konferenz der Schweizerischen Denkmalpflegerinnen und Denkmalpfleger, KSD


Energetische und schalltechnische Sanierung von Wohngebäuden der 1950er bis 1970er Jahre: Berner Fachhochschule; Architektur, Holz & Bau


Seismic behaviour of existing reinforced concrete buildings with thin walls: EPFL/EESD, Lausanne


Energetische Sanierung historisch wertvoller Fenster: Fachhochschule Bern, Architektur, Holz & Bau


Optimierung energetischer Massnahmen an Gebäuden von historisch-architektonischem Wert - EnBau: Fachhochschule italienische Schweiz, SUPSI


REHAB, Rénovation et réhabilitation des bâtiments d'habitation du XIX et XX siècles: EPFL Lausanne, ENAC


Risikobasiertes Vorgehen bei der energetischen und klimaschutz-bedingten Verbesserung von hochwertigen Denkmalobjekten": ETH Zürich


Schutzverglasungen historischer Glasmalereien und Kunstverglasungen im Spannungsfeld von Denkmalpflege und energetischer Verbesserung von Baudenkmälern: Vitrocentre Romont; Schweizerischer Fachverband Glasmalerei; EMPA


Erneuerung von Innen - Eine integrale Massnahme zur Verbesserung des Energiehaushaltes von Baudenkmälern: Hochschule Luzern, Kompetenzzentrum Material, Struktur und Energie in Architektur


Materialien und Bauprodukte der Schweizer Architektur der Nachkriegszeit: ETHZ/IDB



Weitere Berichte zu denkmalpflegerischen Fragestellungen:

Link: http://www.idb.arch.ethz.ch/23-0-beratung-und-information.html