Weathering and conservation of monuments constructed from tuff and sandstone in different environmental conditions
Case Studies from Mexico, Germany, Jordan and Cambodia
| dc.contributor.advisor | Siegesmund, Siegfried Prof. Dr. | |
| dc.contributor.author | Wedekind, Wanja | |
| dc.date.accessioned | 2017-06-21T09:04:57Z | |
| dc.date.available | 2017-06-21T09:04:57Z | |
| dc.date.issued | 2017-06-21 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0023-3E85-3 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6338 | |
| dc.language.iso | eng | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 910 | de |
| dc.subject.ddc | 550 | de |
| dc.title | Weathering and conservation of monuments constructed from tuff and sandstone in different environmental conditions | de |
| dc.title.alternative | Case Studies from Mexico, Germany, Jordan and Cambodia | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.contributor.referee | Siegesmund, Siegfried Prof. Dr. | |
| dc.date.examination | 2016-07-18 | |
| dc.description.abstractger | Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Verwitterung und Konservierung von Naturstein an historischen Monumenten aus Tuffstein und Sandstein. Anhand von unterschiedlichen Fallbeispiele, die rund um den Globus in unterschiedlichen Klimazonen und Umgebungen angesiedelt sind, werden die verschiedenen Formen der Verwitterung beschrieben und ihren Ursachen nachgegangen. Hierzu wurden objektspezifische Verwitterungsmodelle entwickelt und die Hauptschadensformen über quantifizierende Kartierungen ermittelt. Bei den Verwitterungsformen wurde sich auf Substanzverlust durch Absanden und Bröckelzerfall, die Bildung von Alveolen und oberflächenparallele Abplatzungen konzentriert. Als Fallbeispiele werden einzelne Monumente herausgegriffen und gesondert bearbeitet. Diese befinden sich an bedeutenden historischen Orten in Mexiko, Deutschland, Jordanien und Kambodscha. In Mexiko wurde sich auf die Werksteine konzentriert, die an zahlreichen Gebäuden in drei historische Städten, Guanajuato, Mexico City und Guadalajara als Hauptbausteine auftreten. Als konkrete Fallbeispiele wurden der Tzompantli-Altar auf dem Gelände des Templo Mayor in Mexiko Stadt und in Guadalajara die Barockkirche Santa Monica bearbeitet. In Deutschland wurden drei verschiedene Grabmale auf dem Bartholomäus-Friedhof in Göttingen, in der Felsenstadt Petra in Jordanien die Fassade Nr. 826 und im kambodschanischem Angkor das Hauptsanktuarium des Phnom Bakheng Tempels untersucht und bearbeitet. Die experimentellen Konservierungsarbeiten konzentrierten sich auf die Entwicklung und Anwendung von objektspezifischen Salzreduzierungsmethoden (Guadalajara, Göttingen und Petra) und die Behandlung von Verwitterungskrusten (Angkor). Die verbauten Gesteine wurden hinsichtlich ihrer petrophysikalischen Eigenschaften und mineralogischen Bestandteile untersucht. Die mineralogischen Untersuchungen erfolgten mittels unterschiedlicher mikroskopischer Methoden (SEM, Durchlicht- und Polarisationsmikroskopie) und Röntgendiffraktrometrie (RDX). Weitere Untersuchungen umfassten die Wassertransport- und Porenraumeigenschaften, die mechanischen Eigenschaften und die Veränderung des Volumens bei unterschiedlichen Feuchte- und Temperaturbedingungen sowie den Substanzverlust bei Salzkristallisation. Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Untersuchung von zwei zentrale Verwitterungsprozessen die im Zusammenhang mit Feuchtigkeit stehen. 1. Die hygrische und hydrische Dilatation, die Volumenänderungen des Gesteinsmaterials durch den Wechsel von Trocknung und Befeuchtung. 2. Die Auflockerung des Gesteinsmaterials durch die Kristallisation und Hydratation von Salzen. Für beide Gesteinstypen konnten unterschiedliche Materialeigenschaften charakterisiert werden, die sowohl die Dilatation bei Feuchteaufnahme als auch die Resistenz gegenüber dem angewandten Salzsprengtest bestimmen. Für die unterschiedlichen Fallstudien könnten objektspezifische Konservierungslösungen entwickelt, erfolgreich angewandt und eruiert werden. Die Intensität der Verwitterung an den unterschiedlichen Standorten wurde vor dem Hintergrund geomorphologischer Studien diskutiert und abschließend neue Herausforderungen für die Konservierungswissenschaften formuliert. | de |
| dc.description.abstracteng | The present work deals with the weathering and conservation of natural stone used in historical monuments made from tuff and sandstone. Using different case studies, which are located around the world in different climates and environments, the different forms of weathering are described and their causes investigated. For this purpose, object-specific weathering models have been developed and the main forms of damage were identified and evaluated by quantified mapping. The weathering forms investigated in detail are the formation of alveolars, contour scaling and substance loss due to flaking, sanding and crumbling decay. In the case studies individual monuments are picked and processed separately. These are located at important historical places in Mexico, Germany, Jordan and Cambodia. In Mexico, this study focused on the building stones that occur in numerous buildings in three historical cities, Guanajuato, Mexico City and Guadalajara. Two exemplary case studies were chosen: the Tzompantli Altar at the site of Templo Mayor in Mexico City and the baroque church of Santa Monica in Guadalajara. In Germany, three different monumental tombs were investigated in the Bartholomew Cemetery in Goettingen, in Jordan the facade no. 826 in the ancient city of Petra and in Angkor (Cambodia) the main sanctuary of the Phnom Bakheng Temple. The experimental conservation work focused on the development and application of object-specific salt reduction methods (Guadalajara, Goettingen and Petra) and the conservation treatment of weathering crusts (Angkor). The building rocks were analyzed for their petrophysical properties and mineralogical composition. The mineralogical investigations were carried out by different microscopic methods (scanning electron microscopy, transmitted and polarized light microscopy) and x-ray diffraction (XRD). The petrophysical investigations included the water transport and pore volume characteristics, the mechanical properties and the change of the volume at different humidity and temperature conditions. One emphasis of the work focuses on the investigation of two main weathering processes that are associated with moisture: 1. the hygric and hydric dilation, the volume changes of the rock material by the change in drying and humidification. 2. The material loss of the rock material by the crystallization and hydration of salt. For both rock types different material properties are characterized, which determine both the hygroscopic dilatation as well as the resistance to the salt bursting test. For the different case studies object- specific solutions for conservation are developed and were successfully applied and ascertained. The intensity of weathering on the various sites is discussed in the light of geomorphological studies and new challenges are formulated for the conservation sciences. | de |
| dc.contributor.coReferee | Sobott, Robert Prof. Dr. | |
| dc.contributor.thirdReferee | Middendorf, Bernhard Prof. Dr. | |
| dc.subject.ger | weathering | de |
| dc.subject.ger | conservation | |
| dc.subject.ger | rock properties | |
| dc.subject.ger | tuffstone | |
| dc.subject.ger | sandstone | |
| dc.subject.ger | cultural heritage | |
| dc.subject.eng | weathering | de |
| dc.subject.eng | conservation | |
| dc.subject.eng | rock properties | |
| dc.subject.eng | tuffstone | |
| dc.subject.eng | sandstone | |
| dc.subject.eng | cultural heritage | |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0023-3E85-3-0 | |
| dc.affiliation.institute | Fakultät für Geowissenschaften und Geographie | de |
| dc.subject.gokfull | Geologische Wissenschaften (PPN62504584X) | de |
| dc.identifier.ppn | 890761736 |