Konservierung von archäologischen Eisenobjekten

Die Konservierung und Restaurierung archäologischer Eisenobjekte beinhaltet neben der Anfertigung von Röntgenaufnahmen und der Freilegung mittels Mikrofeinstrahlgerät unter dem Mikroskop, eine Entsalzung in chemischen Bädern, um eine langfristige Stabilität dieser besonders empfindlichen Objektgruppe zu gewährleisten.

Die während der Bodenlagerung eingelagerten Salze bilden bei langsamer Trocknung durch den Zutritt von Sauerstoff Kristallverbindungen (Akaganeit) aus, die durch ihr Wachstum die einzelnen Schichten der Objekte absprengen und so zu irreversiblem Materialverlust führen.

Auch nach der Freilegung und Konservierung kann diese Art der Nachkorrosion bei Luftfeuchtigkeitsschwankungen erneut auftreten. Deswegen sollte bei jedem Objekt eine Entsalzung und die konsequente Lagerung unter 20% relativer Luftfeuchtigkeit angestrebt werden. Die mehrmonatige Entsalzung in chemischen Bädern kann hier eine langfristige Stabilität gewährleisten.

Die erfolgreiche Konservierung hängt dabei entscheidend von den einzelnen konservatorischen Schritten ab und beginnt mit der Vorsicherung schon bestehender Risse, dem Einbringen der Objekte in die Entsalzungsbäder sowie einer entsprechenden abschließenden Trocknung und Beschichtung.

Messer, Materialverlust durch Bildung von Akaganeit (orange-rot)
Eisenobjekte in Edelstahlnetzen im Entsalzungsbad

Archäologische Metallrestaurierung

Die Restaurierung archäologischer und historischer Metallobjekte erfordert je nach Erhaltungszustand eine auf das Objekt und die Materialien abgestimmte Freilegung und Konservierung.

Der Erhaltungszustand wird durch viele verschiedene Faktoren wie. Z.B. Legierungsart, Herstellungstechnik und Bodenlagerung mitbestimmt und kann dadurch auch an verschiedenen Fundorten und je nach Herkunftsland stark variieren.

Angefangen bei römischen Münzen und Bronzeobjekten von deutschen Fundplätzen bis zu ägyptischen Objekten mit Einlegearbeiten oder gravierten Metallobjekten aus Vorderasien muss hier die Restaurierung an die unterschiedlichen Erfordernisse angepasst werden.

Die Freilegungsmethoden reichen von einer mechanischen Freilegung am Mikroskop bis zum Feinstrahlen mit weichen Kunsstoff-Strahlmitteln und werden nach der jeweils vorliegenden Legierung und der in Stärke und Zusammensetzung unterschiedlichen Korrosionsschichten ausgewählt.

Eine Röntgenfluoreszensanalyse der Legierungsbestandteile kann hier im Zweifel eine genaue Bestimmung der enthaltenen Metalle ermöglichen.

Die Zusammensetzung der Objekte kann von vollständig mineralisierten Objekten, bis hin zu neuzeitlichen Legierungen reichen. Die Materialvielfalt bei Metallobjekten variiert von Eisen, über Buntmetalllegierungen, wie z.B. Bronze und Messing bis hin zu Edelmetallen, Materialkombinationen und Kompositobjekten mit organischen Bestandteilen.

Jedes Objekt wird zunächst eingehend mikroskopisch untersucht und dokumentiert.

Eine Freilegung der Oberfläche, mit Erhaltung aller relevanten Details sowie einer detaillierten Dokumentation beinhaltet hier auch technologische Untersuchungen und eine auf die Materialien abgestimmte Konservierung mit Lagerungsempfehlungen um weitere Materialschäden zu verhindern.

Zur präventiven Konservierung gehört hierbei eine angepasste klimatisierte Verpackung sowie die Beratung zur Lagerung im Anschluss.

Besonders fragile Objekte, wie z.B. Schwerter, erhalten zusätzlich eine angepasste Unterlage aus Acrylglas und Angaben zum weiteren Handling.

Angefangen von der Entsalzung, über eine angepasste Freilegung, die von der manuellen Freilegung unter dem Mikroskop, über die Freilegung mithilfe des Mikrosandstrahlgerätes und dem passenden Strahlgut bis zum Einsatz von chemischen Kompressen reicht, wird die Oberfläche schonend freigelegt und konserviert.

Ägyptische Bronze/ Oxyrynchos um 650 v.Chr
Ägyptische Bronze/ Oxyrynchos um 650 v.Chr
Silbermünzen
Silbermünzen
Hemmorer Eimer, Römisch
Hemmorer Eimer, Römisch
Gürtelschnalle, 6Jh
Gürtelschnalle, 6Jh

Keramik / Glas

Bei archäologischen und historischen Keramiken kann der Erhaltungszustand stark variieren und reicht, bei einer bodengelagerten Keramik, von stark zerscherbten und oftmals wasserlöslichen, fragilen Scherben bis hin zu stabileren, glasierten Gefäßen und Fayencen.

Bei der Restaurierung dieser Objekte muss der jeweilige Erhaltungszustand berücksichtigt und entsprechend dokumentiert werden. Die vorsichtige Reinigung gegebenenfalls mit einhergehender Festigung und die Auswahl eines reversiblen Klebstoffes sowie einer an das Objekt angepassten Ergänzung und Retusche ermöglichen hier ein bestmögliches Restaurierungsergebnis.

Die Restaurierungs-und Konservierungsmaßnahmen beginnen z.B. bei der sortierten Entnahme einzelner Scherben aus einer Blockbergung mit Dokumentation des Planums, anschließender Reinigung, Festigung, Klebung und Ergänzung der Keramik. Eine technische Zeichnung des wieder aufgebauten Gefäßes ermöglicht abschließend eine wissenschaftliche Bearbeitung durch den Archäologen.

Pithos - Pergamonmuseum
Pithos - Pergamonmuseum
Pithos - Pergamonmuseum
Pithos - Pergamonmuseum

Archäologische Gläser weisen oftmals eine irisierende Oberfläche auf, die schon bei leichter Berührung abfallen kann. Diese Schichten sind die sogenannten Gelschichten, die auch als Glaskorrosion bezeichnet werden. Sie stellen die originale Oberfläche dar und sollten soweit möglich erhalten bleiben. Aufgrund der Fragilität archäologischer Gläser werden sie nach der Reinigung mit einem Ethanol/ Wassergemisch zunächst strukturell gefestigt, anschließend mit Spezialklebstoffstreifen aufgebaut und über eine Infiltrationsklebung geklebt.

PDF Artikel: Ulrike Uhlig (Ares Restaurierung) - Dispargum Band 1/2016

Glasperle römisch
Glasperle römisch
Gesichtsprele römisch / Millefioritechnik römisch
Gesichtsprele römisch / Millefioritechnik römisch

Organik / Organische Reste

Organische Objekte aus Leder, Holz, Knochen oder Bernstein erhalten sich sehr selten und erfordern eine an das jeweilige Material und den Erhaltungszustand angepasste Konservierung. In der Regel müssen diese Objekte ab der Ausgrabung feucht gehalten bzw. in Bädern gewässert gelagert werden bis mit der langwierigen, mehrmonatigen Konservierung begonnen werden kann. Die Konservierung reicht hier von dem Einbringen in langsam aufkonzentrierte Bäder mit Polyethylengkykol bis zu einer kontrollierten langsamen Trocknung, um ein Schrumpfen und Verwerfen des Materials zu vermeiden.

Dies Objektgruppe erfordert in der späteren Lagerung langfristig eine gleichmäßige Luftfeuchtigkeit und verträgt keine Temperatursschwankungen.

Erhaltene Leder-und Holzdiagenese auf dem Schwert/ Schwertscheide
Römische Bernsteinperle
Mikroskopaufnahme der Holzfragmente
Abbildung Lederfragmente auf einem Silberobjekt . Unter dem Mikroskop sind die Poren des Leders gut erkennbar. Durch die Identifikation der nur wenige millimetergroßen Fragmente konnte belegt werden, dass das Silberobjekt ursprünglich in einem Lederbeutel aufbewahrt wurde.

Textile und organische Reste erhalten sich sehr selten an archäologischen Objekten und sind besonders wichtig um weitere Informationen, z.B. zur Trageweise und Herstellungstechnik zu erhalten. Je nach Erhaltungszustand ermöglichen sie weiterführende mikroskopische Untersuchungen oder naßchemische Analysen.

Oftmals erhalten sich diese Reste in Form sogenannter Diagenesen, die als Positivabdruck durch eingewanderte Metallionen erhalten bleiben. Vor allem bei antibakteriell wirkenden Kupferlegierungen können sich auch komplette Textilreste und Fasern erhalten, die Aussagen zur Bindungs-und Faserart ermöglichen. Zusätzlich zu der mikroskopischen Untersuchung werden Kartierungen angefertigt, die die genaue Lage am Objekt dokumentieren.

PDF: Restaurierung von Seidengewebe

Detailaufnahme Seidengeflecht
Detailaufnahme Seidengeflecht
Mikroskopfoto Seidenfasern des Gewebes
Mikroskopfoto Seidenfasern des Gewebes

Röntgenanalyse

Archäologische Eisenobjekte stellen eine besondere Herausforderung dar, weil sie durch die Korrosionsmechanismen im Boden eine oftmals bis zu 5 cm starke Korrosionskruste ausbilden und dadurch zunächst nicht in ihrer ursprünglichen Form erkennbar sind. Der Erhaltungszustand des Materials Eisen kann stark differieren, oftmals ist kein metallischer Eisenkern mehr erhalten und das Objekt ist mit Salzen belastet.

Hier erbringt die Anfertigung von Röntgenaufnahmen Erkenntnisse über den Erhaltungszustand, die Materialkombinationen sowie Verzierungen des Objektes und ist damit entscheidend für die weitere Vorgehensweise in der Restaurierung und Konservierung des Objektes.

Bei großen Fundkomplexen ermöglichen die Aufnahmen darüberhinaus eine Auswahl der freizulegenden Objekte und können vorab wichtige Informationen zur Form und Größe für die wissenschaftliche Bearbeitung liefern.

Die Objekte werden für eine exakte Zuordnung in der gleichen Reihenfolge gruppiert.

Archäologische Eisenobjekte
Aufarbeitung
Röntgenbild von archäologischen Eisenobjekten
Röntgenbild von archäologischen Eisenobjekten
Römischer Dolch
Detail römischer Dolch mit verziertem Buntmetallbeschlag auf der Scheide während der Freilegung
Röntgenbild Pugio Stephan Puille

Dokumentation

Die Dokumentation eines Objektes beginnt beim Erhaltungszustand und beinhaltet jeden Restaurierungs- und Konservierungsschritt bis hin zur Lagerungsempfehlung und den technischen Details, die mit Zustandsfotos, Mikroskopaufnahmen, Kartierungen und Zeichnungen belegt werden.

Beispiel Kartierung: Die Abfolge der organischen Reste legt auch bei dem Sax ein ursprüngliches Futteral aus Holz mit Leder bespannt nahe. Die besonders gut erhaltenen Lederreste zeigen sogar noch deutliche Poren.

Kartierung der textilen und organischen Reste
Kartierung der textilen und organischen Reste
Kartierung der textilen und organischen Reste
Kartierung der textilen und organischen Reste
Lederfragmente/ Sax
Lederfragmente/ Sax
Mikroskopfotos, hier eine Abfolge von Holz und Leder gehören zur Dokumentation
Mikroskopfotos, hier eine Abfolge von Holz und Leder gehören zur Dokumentation

Ausstellungsaufbau

Im Ausstellungsaufbau bieten wir die Klimatisierung der Vitrinen an, eine passgenaue, objektspezifische Anfertigung von Sockeln oder kaschierten Edelstahlhalterungen für die feste Montage in der Vitrine an. Auf Wunsch gehört hier die Betreuung der Kuriere mit Leihgaben sowie die Anfertigung von Zustandsprotokollen dazu.

Dabei wird im Hinblick auf die Prävention von Schäden mit konservatorisch unbedenklichen Materialien, wie beispielsweise Acrylglas und Edelstahl gearbeitet und es ist eine klimatechnische Beratung nach Materialgruppen eingeschlossen, inklusive der Anfertigung von Klimaprotokollen und einem regelmäßigen Monitoring der besonders empfindlichen Objekte wie beispielsweise Bein oder Leder.

Ez mit Podest
Zum Ausstellungsaufbau gehört die Anfertigung von passgenauen Sockeln und Halterungen aus Acrylglas und Edelstahl.
Anfertigung von Acrylglassockeln mit kaschierten Edelstahlständern, präkolumbische Figuren.
Anfertigung von Acrylglassockeln mit kaschierten Edelstahlständern, präkolumbische Figuren.

Präventive Konservierung / Sammlungsbetreuung

Die präventive Konservierung fängt bereits auf der Ausgrabung an und beinhaltet die Beratung der zuständigen Archäologen vor Ort. Besonders empfindliche Objekte können“ in situ“ mit flüchtigen Bindemitteln gesichert werden oder erfordern direkt die Bergung im Erdblock. Die Lagerung direkt nach der Ausgrabung beispielsweise in transportablen Kühlboxen sowie der anschließende gekühlte Transport gehören hier ebenfalls dazu und ermöglichen beispielsweise den Erhalt von organischen Resten sowie das Verhindern einer unkontrollierten Austrocknung.

Nach erfolgter Restaurierung und Konservierung erhält jedes Objekt eine individuell angefertigte Verpackung und Lagerungsempfehlung, die an das Material angepasst wird. Gegebenenfalls ermöglicht die Verpackung mittels Absorbern eine vorübergehende Sicherung und das Deponieren und Auslesen von Datenloggern die Erstellung eines Konzeptes für die Sammlung und die entsprechenden Räumlichkeiten.

Römische Metallobjekte
Römische Metallobjekte, individuelle Transportboxen mit Ethafoamzuschnitt
Transportable Kühlbox
Transportable Kühlbox für den klimatisierten bzw. tiefgekühlten Transport

Blockbergungen / archäologische Ausgrabung

Die Freilegung von archäologischen Blockbergungen erfordert neben einer entsprechenden Ausstattung wie beispielsweise beweglichen Mikroskopen, die interdiziplinäre Zusammenarbeit zwischen dem betreuenden Restaurator und dem Archäologen.

Bei der Freilegung unter Laborbedingungen kann dann jedes kleinste Detail, wie z.B Erdverfärbungen aufgrund vergangener organischer Materialien oder feinste Faserreste, mit Mikroskopaufnahmen dokumentiert und analysiert werden.

Eine 3D Kartierung der entsprechenden Plana mittels Streifenlichtscan oder Fotogrammetrie gehört hier ebenfalls zu den nötigen Dokumentationsmethoden.

Freigelegte Blockbergung
Freilegung der Blockbergung eines merowingerzeitlichen Torsos mit Axt und weiteren Beigaben / Landesmuseum Hannover
3D Model von Blockbergung
3D Model (A. Gatzsche)

Repliken

Die Herstellung von Repliken erfolgt über eine dreidimensionale Erfassung, je nach Anforderung über die berührungsfreie 3D - Erfassung mit einem portablen Streifenlichtscanner oder über die fotogrammetrische Erfassung.

Der Druck erfolgt aus einem Polymergipsgemisch, welches abschließend über entsprechende Nachbearbeitung und Retusche an das Original angeglichen wird.

PDF: Fachartikel Restauro 5/2014

3-D-Modells des Gefäßes aus der Milower Bestattung
Entzerrte Darstellung und Schnitt des 3-D-Modells des Gefäßes aus der Milower Bestattung mit und ohne Textur (A. Gatzsche)
Retuschierte Repliken
Die fertig retuschierten Repliken links im Bild, rechts das Original