Das Epitaph der Sabine Hedwig von Putbus in der Maria-Magdalena Kirche Vilmnitz – Neue Wege zur Korrosionshemmung für eiserne Haltekonstruktionen

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Abb. 7: Vilmnitz, Stadt Putbus, Lkr. Vorpommern-Rügen, Kirche St. Maria Magdalena, das Epitaph der Anna Maria von Putbus, 2022.

(Foto: Holger Herschel)

Abb. 7: Vilmnitz, Stadt Putbus, Lkr. Vorpommern-Rügen, Kirche St. Maria Magdalena, das Epitaph der Anna Maria von Putbus, 2022.

(Foto: Holger Herschel)

Die Vilmnitzer Pfarrkirche St. Maria Magdalena auf Rügen, bekannt als die Begräbniskirche des Hauses zu Putbus, wurde in der Mitte des 13. Jahrhundert errichtet (Abb. 1). Die unter dem Chor befindliche Gruft beinhaltet die Särge und Sarkophage der gräflichen und später fürstlichen Familie zu Putbus. Zum Gedächtnis der Verstorbenen Ehepaare Ludwig und Anna Maria von Putbus (†1594 und 1595) und Erdmann und Sabine Hedwig von Putbus (†1622 und 1631) wurden um 1601 vier Epitaphien in höchster künstlerischer Qualität von einem Stralsunder Bildhauer für den Chorraum der Kirche geschaffen (Abb. 2-3). Jedes der ca. 5 x 4 Meter großen steinernen Wanddenkmale zeigt im Hauptfeld jeweils die Freifigur der porträtähnlich wiedergegebenen Verstorbenen in Rüstung oder Hoftracht, umrahmt von einer einheitlichen Architektur und geschmückt mit allegorischen Figuren. An den Seiten trifft man auf hermenartige Halbfiguren und in der bekrönenden Tempelarchitektur auf Reliefs mit biblischen Szenen. Das Epitaph der Sabine Hedwig von Putbus befindet sich an der südlichen Chorwand rechts, als Gegenstück zum Epitaph ihres Ehemannes, des Friedrich Erdmann von Putbus, an der nördlichen Chorwand. Ihre sie umgebenen Assistenzfiguren symbolisieren die Tapferkeit, die Mäßigkeit, die Geduld (heute ohne Kopf) und die Klugheit (aktuell abgebaut).¹

Die Epitaphien zeigen ein für diese monumentalen Steinkunstwerke leider häufiges Schadensbild. Risse in den Fugen der zusammengesetzten Werkstücke, aber ebenso Risse in den Steinen selbst sind ein alarmierendes Anzeichen, dass die Halterungen aus geschmiedeten Eisen korrodieren (Abb. 4-5). Hohe Feuchtigkeit in der Wand lassen Eisenklammern und Wandhaken oxidieren, das heißt es bildet sich Rost, ein wasserhaltiges instabiles Eisenoxid [FeO(OH)]. Diese Materialumwandlung geht einher mit einer Volumenzunahme, die wiederum den Werkstein sprengt und die statische Sicherheit der Konstruktion gefährdet.² Klassisch kann dieses Schadensbild nur behoben werden, indem das Epitaph komplett ab- und auseinander gebaut wird, um alle eingebauten Eisenstücke gegen rostresistente Edelstahlstücke auszutauschen. Dieses sehr aufwendige nicht zerstörungsfreie Verfahren, das nur durch wenige Spezialisten ausgeführt werden kann, birgt ein hohes Risiko für das originale Material. Häufig werden im Zuge einer solchen Maßnahme weitere Restaurierungsarbeiten notwendig. Für diese wiederkehrende konservatorische Problematik sollte nach alternativen Wegen gesucht werden mit dem Ziel die Konstruktion an der Wand belassend sichern zu können.

Nach umfangreichen Untersuchungen wurde von einem Fachgutachter in Zusammenarbeit mit einem Restaurator eine alternative Methode vorgestellt und exemplarisch am Epitaph der Sabine Hedwig von Putbus erprobt.³ Durch eine Elektrogalvanische Korrosionshemmung sollten die eisernen Haltekonstruktionen geschützt werden, ohne das Wanddenkmal abzubauen. Die Idee ist mittels Galvanotechnik, ähnlich wie beim modernen galvanischen Verzinken, eine elektrochemische Reaktion an den Eisenoberflächen zu provozieren. Ein Zinkblech wird als Opferanode in das System eingebaut und mit zugänglichen Eisenankern als Kathode verkabelt. Durch die Verkabelung eines edlen Metalls und einem unedlen Metall oberhalb des Kunstwerkes und der Feuchte innerhalb des Kunstwerkes entsteht ein Stromkreis. Hierbei kommt es zu folgenden chemischen Prozessen: das Zink oxidiert, wobei Zinkionen (Zn²⁺) in Lösung gehen und Elektronen (e⁻) zum Eisen fließen. Am Eisen bewirken die Elektronen eine Reduktion von Wassermolekülen, wobei neben Wasserstoff auch Hydroxylionen (HO⁻) gebildet werden, die das Eisen durch die Alkalität vor weiterer Korrosion schützt. Im Ideal legt sich über die Jahre zusätzlich eine dünne schützende Zinkschicht auf die Eisenoberflächen.⁴

Diese Theorie an einem Objekt umzusetzen, setzt genaue Kenntnisse der Epitaphien und der Umgebungssituation voraus. Fragestellung nach den verbauten Materialien, Konstruktion der Wanddenkmale, Materialfeuchte, Salzbelastung und Mikroklima wurden untersucht, aufbauend auf der bereits erfolgten zusammengestellten Restaurierungsgeschichte und Schadensanamnese.⁵

Erwartungsgemäß liegt die relative Luftfeuchte der Außenluft auf einer Ostseeinsel häufig oberhalb von 80% r.F. und nur sehr selten unterhalb von 50% r.F..Auffällig ist in der Kirche in Vilmnitz allerdings die weitgehende Übereinstimmung des Innenklimas mit dem Außenklima entsprechend der Witterungs- und Jahreszeitenwechsel. Dies bedeutet, dass ein starker Luftwechsel vorliegt und der Innenraum dauerhaft feucht ist. Neben dem Raumklima war auch das Absorptionsverhalten des korrodierten Eisens von Interesse. Die Dichte von ungeschädigtem Eisen liegt bei 7,3 g/cm³, dagegen wiesen die entnommenen Proben nur noch eine Dichte von 3,55 g/cm³ auf. Es konnte ermittelt werden, dass sich in diese durch Rost gelockerte Struktur schon bei moderater Luftfeuchte Feuchtigkeit einlagert. Imitiert man bei den Absorptionsmessungen die hohen Feuchtemengen des Kirchenraums, lassen sich sprunghafte Anstiege messen. Dies zeigt, wie die Schadensmechanismen der Eisenkorrosion, einmal begonnen, sich progressiv steigern. Dazu addiert sich, dass die Salzuntersuchungen einen hohen Anteil an hygroskopisch wirkenden Salzen im Stein, Mörtel und Ziegeln im Epitaph Sabine Hedwig von Putbus ergeben haben. Es kann davon ausgegangen werden, dass diese den Feuchtehaushalt im Objektgefüge ebenfalls mitbestimmen. Um diese Erkenntnisse zu verifizieren wurde der Feuchtezustand der Oberflächen aller Epitaphien und ihrer Umgebung ermittelt.⁶ Wiederholende Messungen im Januar, Juli und September 2023 zeigten, dass trotz verschiedener Jahreszeiten die Messungen stets vergleichbar hohe Feuchte und Feuchteverteilungen aufzeigten. Auffällig ist eine hohe Feuchtebelastung in den unteren Bereichen bei allen vier Epitaphien. Mit flächendeckenden Messungen der Feuchte des angrenzenden Sockelbereiches innen und außen wurde nachgewiesen, dass es sich hierbei nicht um die sogenannte aufsteigende Feuchtigkeit handelt. Die Visualisierung der Feuchtewerte mit einer Falschfarbendarstellung zeigen aber auch deutlich Unterschiede zwischen den Epitaphen. Die beiden östlichen Epitaphe können als trockener bezeichnet werden, während das Epitaph Sabine Hedwig von Putbus die höchste Feuchtebelastung aufweist (Abb. 6). Diese Darstellungen korrelieren mit den heute sichtbaren Schäden der Epitaphien.⁷

Neben einer stetig vorhandenen Feuchte ist vor allem der Stein und sein natürliches Gefüge entscheidend für die Umsetzbarkeit einer Elektrogalvanischen Korrosionshemmung. Die Epitaphien wurden aus zwei Sandsteinarten gefertigt. Die Proben der Werksteine des Epitaphs der Sabine Hedwig von Putbus zeigen mit großer Wahrscheinlichkeit, dass der Sandstein aus dem Elbsandsteingebirge (Sachsen) stammt. Sie entsprechen dem heute bekannten Typ Cottaer Sandstein. Ein feinkörniger gleichmäßiger Stein mit kleinsten Glimmermineralanteilen. Diese Natursteinvaritäten haben eine offene Porosität von um 20%, die Feuchteströme und Ionenwanderungen in der Gesteinsstruktur zulassen.⁸

Zur Erprobung der Theorie wurde von April 2023 bis September 2023 am Epitaph Sabine Hedwig von Putbus die elektrogalvanische Schutzkonstruktion installiert. Eine zentrale Zinkplatte wurde in einer Fuge eingemörtelt und über Gewindeschrauben mit elf zugänglichen Eisenankern verbunden. Auf den Einbau einer wartungsintensiven Spannungsquelle wurde verzichtet. Die Anordnung ermöglichte das Erproben des Stromflusses durch unterschiedlich feuchte Materialverhältnisse. Dieser Stromfluss lässt sich über ein Messgerät zwischen Zinkplatte und Eisenankern über die Spannung bzw. den Potentialunterschied messen.⁹ Die Messungen zeigten, dass hohe Schutzströme von <100µA in stark durchfeuchteten Arealen über den gesamten Zeitraum aufrechterhalten werden und somit eine Schutzfunktion durch elektrochemische Bildung korrosionshemmender Hydroxylionen um die Eisenanker stattfindet. Es konnten Stromflüsse bei unterschiedlichen Feuchtegalten nachgewiesen werden. In eher trockenen Bereichen findet die Reaktion nicht durchgehend und nur stark abgeschwächt statt. Theoretisch sollten in einem trockenen Milieu aber auch keine Korrosionsprozesse stattfinden und das Wanddenkmal geschützt sein. Die Erprobung über einen Zeitraum von 5 Monaten hat gezeigt, dass ein Korrosionsschutz des am stärksten durchfeuchteten Epitaphs mit Hilfe einer eingemörtelten Opferanode aus Zink möglich ist. Die Messungen haben aber auch aufgezeigt, dass für ein so großes Objekt nur eine zentral eingebaute Opferanode nicht ausreicht. Weit entfernte feuchte Bereiche können durch trockenere Zwischenbereiche von dem Zinkblech abgeschirmt werden. Dagegen kann aber auch davon ausgegangen werden, dass unzugängliche innenliegende nicht angeschlossene Eisenanker ebenfalls geschützt sind, wenn sie im Potentialfeld der radialen Anordnung innerhalb eines eher feuchten Bereichs liegen.¹⁰

Die Epitaphien der Familie von Putbus sind bereichsweise stark durchfeuchtet, was zur fortschreitenden Korrosion der Eisenanker führt. Die Feuchte wird über die extrem feuchte Raumluft in das Materialgefüge eingetragen, wobei die Absorption von Wasserdampf an hygroskopische Salze und an bereits korrodiertem Metall diese Durchfeuchtung noch verstärken. Der verbaute Naturstein, ähnlich dem Cottaer Elbsandstein, begünstigt die Durchfeuchtung und Wanderung von in Lösung befindlichen Salzen. Diese unerwünschte hohe Materialfeuchte wurde in diesem Fall aber genutzt, um eine elektrogalvanische Korrosionshemmung einzubauen. Die Erprobung dieses Systems zeigt, dass wenn die Feuchte da ist, der Schutz wirkt, wenn dagegen Bereiche trocken sind, kein Schutz notwendig ist, weil keine Korrosion stattfindet. Gefördert wurden diese Untersuchung und Methodenerprobung, um Wege zu finden, die wertvollen Renaissance-Epitaphien in ihrer hohen bildhauerischen Qualität zu sichern, ohne einen aufwendigen und zerstörerischen Abbau vornehmen zu müssen (Abb. 7). Die umfangreichen Untersuchungen geben die Möglichkeit, die erprobte Methode weiter zu modifizieren, sind aber auch eine wichtige Grundlage, weitere Maßnahmen zur Konservierung der Epitaphien zu ergreifen. Die Erhaltung wandgebundener Kunstwerke ist stets ganzheitlich zu betrachten und notwendige Maßnahmen aus ins Objekt eingreifende Methoden und präventive bauphysikalische Veränderungen zu kombinieren.

Friederike Funke