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Historische Metallobjekte 3

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Historische Metallobjekte 3

Folge 3: Korrosionsarten und Konservierungsmöglichkeiten historischer Objekte aus Zink und Aluminium.

Am vertrautesten sind uns heute neue Zinkoberflächen von feuerverzinkten Stahlbauteilen mit dem bekannten Zinkblumenmuster, die meistens mit zwei bis drei Anstrichen eines langlebigen Duplexsystems beschichtet werden. Ganz anders verliefen die Konservierungen der frühen Zinkobjekte vom Anfang des 19. Jahrhunderts. Damals wurde es modern, Figuren, Fassaden- und Bauzier aus dem leichten Material zu gießen und breit gefächert als Katalogware zu vertreiben.

Oberfläche Zink

Zink ist ein bläulich-weißes, ziemlich sprödes Metall, dessen Glanz an feuchter Luft langsam verschwindet. An reiner Luft bildet sich anfänglich durch oberflächige Oxidation eine gut haftende Schutzschicht aus Zinkkarbonat. Bei nicht so idealen Umgebungsbedingungen sind jedoch auf der Zinkoberfläche auch verschiedene Zinksalze, Oxide und Hydroxide anzutreffen. Mit den unterschiedlichen Zinksalzbildungen, wie z. B in Stadtatmosphäre, wird die Oberfläche anfangs weißlich rau (Weißrostbildung), mit zunehmender Schmutzhaftung dann immer grauer, bis es schließlich zu den unansehnlichen schwärzlichen Verfärbungen kommt.

Da Zinksalze viel leichter wasserlöslich sind als z. B. Eisenrost, müssen vor dem Auftragen der Beschichtungsstoffe auf langjährig bewitterten Zinkoberflächen besondere Vorarbeiten der Reinigung und Neutralisierung erfolgen, um einen einwandfrei funktionierenden Anstrichuntergrund zu gewährleisten.

Verbleiben Zinkkorrosionsprodukte unter den Anstrichen, können diese durch den sich aufbauenden osmotischen Druck (Auflösung der Salze im Kapillarwasser) die Haftung negativ beeinträchtigen und eine Blasenbildung verursachen. Das gleiche Phänomen würde auftreten, wenn die Anstriche keine ausreichende Dichtigkeit aufweisen, denn dann kann es leicht zur Weißrostbildung unter den Anstrichen kommen.

Befundstelle mit Resten des Kupferüberzugs.

Befundstelle mit punktueller Lochfraßkorrosion im Zink.


Historische Zinkobjekte

Der Zinkkunstguss hat sich aus der traditionellen Eisenkunstgießerei entwickelt: „Den unrühmlichen Ruf, Zink in die Plastik eingeführt zu haben, genießt Berlin, wo in der „Königlichen Eisengießerei” im Jahre 1832 die ersten Gießversuche angestellt wurden, die bald bei Modellen größten Maßstabes Erfolg hatten” (aus: Lüer und Dr. Crentz, Geschichte der Metallkunst, Stuttgart 1904). Neben dem kostbaren Bronzeguss galt Zink als billig, unschön und auf Scheinwirkung berechnet. Da die Oberfläche für die Aufstellung im Freien geschützt werden musste, erhielt sie früher galvanische Überzüge. So sind verkupferte, versilberte oder vergoldete Zinkgussvarianten bekannt. In manchen Fällen wurden auch Ölfarbenanstriche ausgeführt.

Damit waren fatale Folgeschäden vorprogrammiert, deren Ursachen heute bekannt sind, wie die Zinkseifenbildung bei historischen Ölanstrichen: Infolge von eindiffundierenden Zinksalzen mit ihrer Sikkativwirkung im Anstrichfilm versprödete dieser vorzeitig und es kam zum Versagen der gesamten Farbbeschichtung. Eine zweite Unsicherheit stellten die im Freien aufgestellten galvanisch verkupferten Zinkplastiken dar, wie am Beispiel der Germaniaskulptur zu sehen ist: Der Befund mit metallischen Kupferresten an partiell geschützten Stellen zeigt das typische Schadensbild mit pustelförmigen weißen Zinksalzausblühungen. Jede Pore im dünnen Kupferüberzug hat zu beschleunigter punktueller Zinkkorrosion (durch die ungünstige Lokalelementausbildung Cu/Zn ) in Form von gleichmäßig verteiltem Lochfraß geführt, in dessen Folge es dann zur fast gänzlichen Zerstörung der Kupferhaut kam.

Die Zinkgussplastik mit rekonstruierter Kupferfassung steht auch nach dreijähriger Freibewitterung gut da.

Wäre heute eine galvanische Wiederverkupferung als Restaurierungsziel überhaupt möglich, dürfte die Figur nicht mehr im Freien aufgestellt werden. Eine Annäherung an den ursprünglichen Zustand ist infolge der korrosionszerstörten, ehemals glatten Oberfläche, überhaupt nicht mehr möglich. Deshalb kommen in solchen Anwendungsfällen generell gestaltende metallpigmentierte Deckfarben in der Ausmischung „Altkupfer” in Verbindung mit sicheren Haftgrundierungen zum Einsatz.

Regelmäßige Schwachstellen sind Spannungsrisse an stark korrodierten Stellen. Zink neigt bei gleichzeitiger Einwirkung von statischen Zugspannungen zur interkristallinen Spannungsrisskorrosion. Deshalb werden diese wie auch alle Lötstellen mit einem zusätzlichen, gut penetrierenden Grundanstrich versehen. Durch die Materialermüdung des Zinks lässt sich auch manchmal beim Löten kein fester Verbund zwischen Lot und Zink herstellen, weshalb man Lotnahtrisse bzw. Materialbrüche in Ausnahmefällen auch verklebt.

Die Zinkgussplastik „Löwe“ von 1865 mit der Farbimitation einer Bronzepatina lässt sich am Wannsee bewundern.


Sanierungsschritte

Bei der Reinigung und Vorbehandlung geht es vorrangig um die Reduzierung der Korrosionsprodukte, zuerst mit destilliertem Wasser, da Zinksalze sehr gut wasserlöslich sind. Zum Abschluss wird mit einer vierprozentigen Ammoniak-Lösung die Zinkoberfläche neutralisiert. So erhält man eine leicht matte, sehr raue, aber ausreichend saubere Metalloberfläche. Für die farbliche Neufassung kommt ein DIN-gerechter Anstrichaufbau für Zinkuntergründe zur Anwendung, für die Kupferimitation besondere Deckanstriche mit Metallpigmenten oder auch kupferfarbenen Perlglanzpigmenten. Mit dieser Maßnahmenfolge gelingt es, die Plastik in ihrer Eigenart als Kunstgussfigur unter Beibehaltung ihrer gusstypischen Oberflächenmerkmale wieder kupferfarben wirken zu lassen, eine zusätzlich applizierte Wachsschicht, die glänzend auspoliert wird, erzielt einen metalloxidischen Glanz.

Von materialsichtigen Zinkaufstellungen im Außenraum sind aufgrund der Korrosionsanfälligkeit nur ganz wenige Beispiele bekannt bzw. erhalten geblieben. Ein Beispiel ist die restaurierte historische Blecheindeckung aus Zinkblechrauten von 1890 auf der Katharinenkirche in Reutlingen. Von den ca. 0,7 Millimeter starken Einzelstücken mit hochgekantetem Blechrand mussten nur wenige Exemplare ausgetauscht werden. Vorsorglich wurden alle Blechunterseiten mit einer Reaktionsgrundfarbe für Zinkflächen gegen Schwitzwasser geschützt. Die Sanierung wurde mit dem Sanierungspreis 2013 ausgezeichnet.

Die Zinkgussplastik „Germania“ von 1885 nach Reinigung und Vorgrundierung der Lotnähte.


Aluminium

Im Gegensatz zum Zink kann Alu- minium lange in seinem weißsilbrigen Metallglanz strahlen, am bekanntesten in einer Aluminium-Magnesiumlegierung als „Blattsilber” für die Anwendung im Außenbereich. Im gezeigten Beispiel der modernen Aluminiumplastik konnte der bezaubernde Metallglanz in der Lichtreflexion nach sieben Jahren Außenbewitterung nur noch auf der wetterabgewandten Seite erlebt werden, alle anderen Flächen waren gleichmäßig mattgrau korrodiert.

Aluminium verdankt seine relativ gute Korrosionsbeständigkeit einer hauchdünnen, harten und festen, hellgrauen Oxidschicht. Die Abtragungsrate beträgt ortsabhängig nur ein Zehntel im Vergleich zu Zink, unter Idealbedingungen kann sie nach zwei bis drei Jahren fast vernachlässigt werden. Verstärkungsmaßnahmen für die oberste porenhaltige Deckschicht sind einmal die Behandlung mit entionisiertem Wasserdampf oder das anodische Oxidieren (Eloxieren, d.h. Verdichtung der Aluminiumoxidschicht) mit Einfärbung durch verschiedene Salzlösungen. Damit wird zugleich eine dekorative Oberflächengestaltung möglich. Je nach Verfahren sind die künstlichen Oxidschichten transparent, opak oder farbig.

Neue Aluminiumobjekte werden heute mit der Kombination von aktiven Schutzmaßnahmen (Nachoxidieren) und passiven Schutzmöglichkeiten (Einwachsen oder transparent Lackieren) im Freien aufgestellt, für die Pflege junger Metallgestaltungen mit Bewitterungsmerkmalen bleibt nur die transparente Schutzbehandlung. Werden bei den Reinigungszyklen immer neutrale Mittel verwendet (die Oberfläche ist nur im ph-Wert 4 bis 8 beständig), kann der typische Metallglanz lange erhalten bleiben. Ein schönes Beispiel für Gestaltungsmöglichkeiten von und mit Aluminium ist die Leipziger Kaufhausfassade, im Volksmund „Blechdose” genannt.

Den unrühmlichen Ruf, Zink in die Plastik eingeführt zu haben, genießt Berlin.

Denkmalgeschützte Kaufhausfassade mit eloxierten Aluminiumelementen in Leipzig.

Wolfgang Conrad
Fotos: Wolfgang Conrad
Quelle: Malerblatt 12/2013
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