PÄDAGOGISCHE HOCHSCHULE ST.GALLEN CHEMIE Jann Eberhart Claudio Nef Prof. Dr. Peter Bützer SANDSTEIN DIE RESTAURATION DER KATHEDRALE ST.GALLEN C RL JANN EBERHART / CLAUDIO NEF / PROF. DR. PETER BÜTZER SANDSTEIN – DIE RESTAURATION DER KATHEDRALE ST.GALLEN Die Studierenden bestätigen mit der Abgabe der Semesterarbeit, diese eigenständig erarbeitet zu haben Sommersemester 2002 Pädagogische Hochschule St.Gallen INHALTSVERZEICHNIS 1 Vorwort........................................................................................................................... 1 2 Einleitung........................................................................................................................ 2 TEIL I DIE GESCHICHTE DER KATHEDRALE 1 Die Stiftskirche bis 1755 ................................................................................................ 3 1.1 Einleitung.................................................................................................................3 1.2 Frühe Abbildungen der Klosteranlage..................................................................... 4 2 Die Stiftskirche seit 1755................................................................................................ 4 2.1 Neuerbauung der Stiftskirche (1755-1766) ............................................................. 4 2.1.1 Einleitung...................................................................................................... 4 2.1.2 Planung.......................................................................................................... 4 2.1.3 Die Bauarbeiten beginnen............................................................................. 7 2.2 Fassaden- und Mauer-Arbeiten nach 1766.............................................................. 9 2.2.1 Statische Sicherungsarbeiten (1817-1819).................................................... 9 2.2.2 Erste Restauration (1841-1845) .................................................................... 9 2.2.3 Zweite Restauration (1928-1938) ................................................................. 9 3 Die Sandsteinfrage........................................................................................................ 11 3.1 Verwendete Steine für den Bau der Stiftskirche (1755-1766)............................... 11 3.2 Verwendete Steine für die erste Restauration (1841-1845)................................... 11 3.3 Verwendete Steine für die zweite Restauration (1928-1938)................................ 12 TEIL II SCHWEIZER SANDSTEINE 1 Materialtechnische Daten und Verwendbarkeit............................................................ 13 2 Geologie und heutige Abbaugebiete............................................................................. 14 2.1 Einleitung............................................................................................................... 14 2.2 Triassische Sandsteine........................................................................................... 14 2.2.1 Keuper (obere Abteilung der Trias)............................................................ 14 2.2.2 Buntsandstein (untere Abteilung der Trias)................................................ 14 2.3 Tertiäre Sandsteine ................................................................................................ 15 2.3.1 Glaukonitsandstein, Flysch (Paläozän)....................................................... 15 2.3.2 Untere Meeresmolasse (Oligozän).............................................................. 15 2.3.3 Untere Süsswassermolasse (Oligozän, Miozän) ......................................... 15 2.3.4 Obere Meeresmolasse (Miozän) ................................................................. 16 TEIL III DIE RESTAURATION VON HEUTE 1 Das Projekt.................................................................................................................... 17 1.1 Einleitung............................................................................................................... 17 1.2 Abklärungsetappe .................................................................................................. 17 1.3 Finanzierung .......................................................................................................... 18 1.4 Geplanter Bauablauf.............................................................................................. 18 2 Der lange Weg der Sandsteine...................................................................................... 19 2.1 Einleitung............................................................................................................... 19 2.2 Jeder Stein hat seinen Platz ................................................................................... 19 2.3 Gesteinsbegutachtung, Schadensbilder verschiedener Gesteinstypen................... 19 2.3.1 Typ I – Teufener Sandstein......................................................................... 20 2.3.2 Typ II – Rorschacher Sandstein.................................................................. 20 2.3.3 Typ III – Granitischer Sandstein (wahrscheinlich vom Spieltrückli) ......... 20 2.4 Sanierungsmassnahmen......................................................................................... 21 2.4.1 Reinigung.................................................................................................... 21 2.4.2 Teilersatz..................................................................................................... 21 2.4.3 Vollständiger Ersatz.................................................................................... 21 2.4.4 Reprofilierung ............................................................................................. 22 2.5 Figürliche Bildhauerarbeiten ................................................................................. 22 3 Die Zulieferbetriebe...................................................................................................... 23 3.1 Einleitung............................................................................................................... 23 3.2 Oberflächennaher Abbau – Bärlocher Steinbruch und Steinhauerei AG .............. 23 3.3 Schachtabbauverfahren – Gebrüder Müller AG Natursteine................................. 24 4 Kurzer Überblick weiterer Restaurationsarbeiten ........................................................ 24 TEIL IV GESTEINSVERWITTERUNG 1 Physik – Natürliche Verwitterungsprozesse................................................................. 25 1.1 Einleitung............................................................................................................... 25 1.2 Befeuchtungs- und Trocknungszyklen .................................................................. 25 1.3 Salzsprengung........................................................................................................ 26 1.4 Erwärmung und Abkühlung, Frostsprengung ....................................................... 26 2 Chemie – Luftverschmutzung, saurer Regen, Staub .................................................... 26 2.1 Einleitung............................................................................................................... 26 2.2 Die wichtigsten Luftschadstoffe und deren Ursprung........................................... 26 2.2.1 Die Belastungssituation rund um das Kloster St.Gallen............................. 27 2.2.2 Der Einfluss des Strassenverkehrs .............................................................. 27 2.3 Deposition am Beispiel des Schwefeldioxids........................................................ 28 2.3.1 Trockene Deposition................................................................................... 28 2.3.2 Nasse Deposition......................................................................................... 28 2.4 Die zwei wichtigsten Schadensbilder .................................................................... 29 2.4.1 Absanden..................................................................................................... 29 2.4.2 Schalenbildung............................................................................................ 30 3 Biologie – Biogene Gesteinsverwitterung 3.1 Einleitung............................................................................................................... 30 3.2 An der Gesteinsverwitterung beteiligte Mikroorganismen und ihre Aktivitäten ................................................. 31 3.2.1 Algen........................................................................................................... 31 3.2.2 1 Pilze........................................................................................................ 31 2 Chemoorganotrophe Pilze ...................................................................... 32 3.2.3 Flechten....................................................................................................... 32 3.2.4 Bakterien ..................................................................................................... 33 1 Nitrifizierende Bakterien........................................................................ 33 2 Chemoorganotrophe Bakterien............................................................... 34 3.3 Voraussetzungen für die Besiedlung durch Mikroorganismen ............................. 34 3.4 Die Wirkung von Mikroorganismen...................................................................... 34 3.5 Von Mikroorganismen verursachte