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Silikat-Kreiden / Restone® und das Fixierverfahren in der Steinrestaurierung (Verfasser: L. Bohring, 2011)
 
In der Folge als Kürzel:
Silikat-Kreiden - SK Silikat-Kreiden / Fixativ  - SK / Fixativ
Silikat-Kreiden / Restone - SK / Restone Silikat-Kreiden / Unifix   - SK / Unifix
Silikat-Kreiden / Dekor + Malerei - SK / Dekor + Malerei Kieselsäure                  - KS
Gelabscheidungsrate - GelASR Kieselsäureester           - KSE

 
Silikat-Kreiden / Restone® ist die markengeschützte Produktgruppe von Silikat-Kreiden,
die vom Autor speziell für die Steinretusche entwickelt wurde.
Sie ist eine Spezifizierung der seit 1996 auf dem Markt befindlichen Silikat-Kreiden / Dekor + Malerei
und wird seit 1998 auf dem Markt angeboten.
SK / Restone® ermöglichen pastellartige Retuschen / Bemalungen, die wetterfest fixierbar und lichtecht sind.

Die Entwicklung folgte dem Grundanliegen:

rein mineralisch – lichtecht – wetterfest

Seitdem ist dieses Retuschier- u. Malmaterial ein fester Bestandteil im Materialkatalog der
Steinrestaurierung und wird erfolgreich nicht nur in Deutschland angewendet (siehe Referenzliste).

Das Besondere von SK / Restone® ist die speziell auf Sandstein und andere Natursteine abgestimmte
Farbskala und die angepasste Riegelgröße, im Unterschied zu den buntfarbigen und kleineren
Farbriegeln von SK / Dekor + Malerei.

Von Anfang an stehen zur Fixierung des pastelligen Farbauftrages zwei Fixativarten zur Verfügung,
die sich grundlegend unterscheiden:

1. Silikat-Kreiden / FIXATIV
2. Silikat-Kreiden / UNIFIX

Da es seit 1996 über diese Fixative schon umfangreich Information gibt (Technische Merk- u. Infoblätter +
Webseite www.Silikat-Kreiden.de), wird darüber im Anschluss an das Hauptthema KSE-Fixierung nur
einiges Wesentliche beschrieben.

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Kieselsäureester / KSE

Dem Verfasser ist bewußt, dass es in der Fachszene ein fundiertes Wissen über Wirkungsweise
und Handhabung von KSE als Steinverfestiger gibt, deshalb soll hier nichts wiederholt werden,
was allgemeines Fachwissen ist.
Hierzu gibt es auch umfangreiche Fachliteratur und Informationen im Internet (z.B. www.chemie.de).

In Kurzform soll deshalb nur das Wesentliche über KSE vorangestellt werden, da dies auch für die
Fixierung von SK / Restone® mit KSE von Bedeutung ist.

KSE sind Verbindungen von Kieselsäure und Alkoholen (vorrangig von Ethanol).
Nach der Hydrolyse des KSE verdunstet der Alkohol.
Die Kieselsäure / KS wird vom kapillaren Untergrund aufgenommen (Sorption) und reagiert unter Gelbildung
zu amorpher Kieselsäure bis zur  Aushärtung.
Der Vorgang ist von Temperatur und Luftfeuchte abhängig; bis zur vollständigen Aushärtung kann es
mehrere Wochen dauern.

An dieser Stelle muß darauf hingewiesen werden, daß für eine erfolgreiche Verfestigung, eine offene
kapillare Struktur und eine durchgehende Mineralität die wichtigsten Voraussetzungen sind.

Hartgestein oder bereits verfestigter Sandstein (nicht selten mit Acrylaten) haben eine zu geringe oder
gar keine Kapillarität, so daß eine Verfestigung nicht erfolgreich sein kann.

Nach einer Steinverfestigung mit KSE, wird durch die Kieselsäure die kapillare Struktur verändert, jedoch
bleibt eine ausreichende Diffusionsfähigkeit des Gefüges erhalten.

Weitere Hinweise in Bezug auf die Typenauswahl und die Verarbeitung sind den Datenblättern der
Hersteller zu entnehmen, siehe Sicherheitsdatenblätter


Kieselsäureester / KSE – als Fixiermittel

KSE als Fixiermittel für SK / Restone® wurde von Steinrestauratoren und Steinmetzen eingebracht und wird
mehr und mehr bevorzugt eingesetzt.
Zwei Großobjekt, an denen KSE / OH umfangreich zur Fixierung von Retuschen mit
SK / Restone® zum Einsatz kam, sind der -Magdeburger Hauptbahnhof- Fertigstellung 2002
und 2012 das -Königliche Palais- in Amsterdam.

Erfahrungswerte über längere Zeiträume einer erfolgreichen Anwendung von KSE als Fixiermittel bei
Retuschen und Bemalungen mit SK / Restone® gibt es noch nicht.
Jedoch kann man auf eine nahezu 60jährige Erfahrung von wissenschaftlichen und praktischen
Ergebnissen von KSE als Festigungsmittel von mineralischen Untergründen mit ausreichender Kapillarität
zurückgreifen.
So lag es nahe, KSE auch als Fixiermittel auf rein mineralischen Untergründen anzuwenden.

Mineralischer Untergrund 
+
Silikat-Kreiden / Restone
® 
+
Fixiermittel KSE


bilden eine silikatisch-mineralische Einheit

Eine Besonderheit bei lösungsmittelhaltigen KSE ist der organische Anteil Alkohol als „Transporteur“
der Kieselsäure.
Erst mit der restlosen Verdunstung des Alkohols und der Aushärtung der entstandenen amorphen
Kieselsäure (Kieselgel), ist ein rein anorganisch-silikatisches Material entstanden.

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Welcher KSE-Typ kommt als Fixiermittel in Frage?

Als Grundsatz gilt:

Der stets hauchdünne Farbauftrag mit SK / Restone® benötigt kein KSE mit hoher
Gelabscheidungsrate als Fixiermittel !
Deshalb nicht, weil es nicht mehr um eine tiefenwirksame Steinverfestigung geht, sondern der zu fixierende
Untergrund bereits stabil und die Oberfläche von guter Festigkeit ist (auch nicht „sandelt“);
sind diese Voraussetzungen erfüllt, ist das Sorptionsverhalten des Untergrundes zu beachten.
Dies kann im Zuge einer Untersuchung des Gefügezustandes im Vorfeld oder in der Praxis mittels eines
Benetzungstestes ermittelt werden (immer im Schattenbereich !).

Faustregel:

- stärker saugende Untergründe erfordern einen KSE mit höherer GelASR
- weniger saugende Untergründe erfordern einen KSE mit niederer GelASR

Grundsätzlich sollten zur Fixierung nur KSE mit einer GelASR zwischen 10 und 30 % eingesetzt werden,
bzw. Mischkombinationen beider Typen.

Bei elastifizierten KSE empfiehlt sich wegen der hohen GelASR eine Kombination mit einem 10%igen KSE.

Nach einer vorangegangenen Steinverfestigung darf, um Oberflächenspannungen zu vermeiden,
das Fixiermittel-KSE keine höhere GelASR als der KSE der Verfestigung haben.

Die bisherigen Ausführungen beziehen sich hauptsächlich auf Sandstein und rein mineralische Putze.

SK / Restone® eignen sich jedoch auch für Retuschen und Bemalungen auf Gesteinsarten, die einen
pastelligen Abrieb ermöglichen, d.h. eine leicht rauhe Oberfläche besitzen.

Bei Hartgesteinen ohne eine ausreichende Porosität, kann KSE als Fixiermittel mit kohäsiver
Wirkung nicht verwendet werden.
Hier ist ein Fixativ mit adhäsiver Wirkung einzusetzen (SK / UNIFIX); der Farbauftrag wird hierbei
auf die Oberfläche verklebt.

Eine Alternative wäre noch ein lösungsmittelfreies KSE mit entsprechenden Haftvermittlern,
das von den KSE-Herstellern zur Verfestigung solcher Gesteinsarten angeboten wird und somit
auch als Fixiermittel anwendbar ist.


Fixiervorgang

Die Fixierung eines Farbauftrages mit SK / Restone® muss immer im Feinsprühverfahren
mit ca. 50 cm Abstand erfolgen.

Die zu fixierenden Flächen bestimmen die Art und den Kompressionsdruck des Fixiergerätes
(Mundblasröhrchen, Blumenspritze, Spritzpistole + Hochleistungskompressor).

Die Häufigkeit der Sprühaufträge wird durch das Sorptionsverhalten und die Dichte des
Farbauftrages bestimmt; überwiegend genügt bei KSE ein Sprühauftrag.

Bei Mehrfachsprühung besser in Intervallen von wenigstens 1 Stunde Abstand, dabei immer
„Triefnässe“ vermeiden, da sonst Farbabläufe möglich sind.

Nach abgeschlossener und ausgetrockneter Fixierung kann, wenn z.B. Korrekturen im
Farbauftrag erforderlich sind, mit SK / Restone® weitergearbeitet werden; was dann eine
nochmalige Fixierung notwendig macht.

Keine Fixierung unter +5°, bei Sonneneinstrahlung und „aufgeheizten“ Untergründen !

Der Erfolg einer Fixierung kann mit einer Wischprobe geprüft werden, was allerdings bei KSE erst
nach Wochen möglich ist, je nachdem welche Luftfeuchte und Temperatur gegeben war.

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Weitere Anwendung

Das Fixierverfahren mit KSE, kann gleichsam auch für SK / Dekor + Malerei eingesetzt werden,
wenn entsprechende Außenobjekte und Untergründe es empfehlenswert machen bzw. es ermöglichen.


Silikat-Kreiden / FIXATIV

Ein modifiziertes Kaliwasserglas (Quarzsand / Siliziumdioxid, Pottasche / Kaliumcarbonat, Wasser)
zur Sprühfixierung von Silikat-Kreiden, auf allen rein mineralischen Untergründen
(siehe auch Restone / Infoblatt).
Das Prinzip der Kieselgelbildung zum Siliziumdioxid in der kapillaren Struktur eines Untergrundes
ist vergleichbar mit dem des KSE.
SK / FIXATIV ist somit ebenfalls ein Fixiermittel mit reaktiv-kohäsiver Bindung (tiefenwirksame „Verkieselung“).
Bei gleicher Porosität ist die Eindringtiefe allerdings geringer als beim lösemittelhaltigen KSE;
dafür verläuft der Trocknungs- bzw. Aushärtungsprozeß wesentlicher schneller (ca. 1 – 3 Tage),
je nach Temperatur u. Luftfeuchte.
Die hohe Alkalität (PH-Wert ca. 12) bewirkt zusätzlich eine Anätzung, sodaß damit auch eine
Farbfixierung auf weniger saugenden Untergründen möglich ist.

Bei bestimmter Konstellation von Untergrund, Temperatur und Luftfeuchte kann es während
des Trockenprozesses zu einer „Ausblühung“ von Pottasche kommen (hygroskopisches Verhalten).
Diese Weißschleierbildung ist kein Negativmerkmal in Bezug auf die Stabilität der Fixierung;
mittels Bürste oder Wasserschwamm (durchaus mit einer geringen Essigzugabe) lassen sich
derartige Erscheinungen leicht entfernen.


Silikat-Kreiden / UNIFIX

Ein eingestelltes Fixativ auf Acrylat-Basis, zur Sprühfixierung auf allen nicht rein
mineralischen Untergründen (siehe auch Restone / Infoblatt).
Die starke adhäsive Eigenschaft verklebt die Restone-Farblage intensiv auf dem Untergrund;
ist dieser kapillar oder porös intensiviert sich die Anhaftung.
Aufgrund der anderen Lichtbrechung (im Gegensatz zum silikatischen Fixativ) eines
filmbildenden Acrylates muss der optische Endzustand eines Farbwertes bedacht werden
(u.U. Musterprobe vorab).

Hinweise - gültig für SK / FIXATIV + SK / UNIFIX:

- Fixiergeräte + Anwendung, siehe unter KSE + Restone / Infoblatt
- Fixierung nicht bei direkter Sonneneinwirkung, “aufgeheizten“ Untergründen, unter +5° !
- Fixative dürfen nicht weiter verdünnt werden !
- Sicherheitsrelevante Daten, siehe Sicherheitsdatenblätter
 
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