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Natursteine wurden sowohl als Baumaterial an historisch bedeutsamen Bauwerken und Monumenten als auch an modernen Wohn-, Industrie- und Verkehrsbauten vielfach verwendet. Auswahl und Beurteilung dieser Gesteine können nur unter Anwendung moderner Diagnose-, Analyse- und Simulationsverfahren erfolgen. Die drastische Zunahme von Verwitterungsschäden an Bauwerken, insbesondere an den historischen Kulturdenkmälern, erfordert auf der Grundlage der neuesten Forschungsergebnisse dringend Erhaltungsmaßnahmen. Kenntnisse des Verwitterungszustandes und der Eigenschaften der verwendeten Baumaterialien sind Voraussetzung zur Erklärung der komplexen Verwitterungsvorgänge und Schadensursachen. Planung und Durchführung von Maßnahmen zur Schadensbehebung und Schadensvorbeugung können dadurch optimiert werden.
Mit Bauwerkskartierungen werden Art, Umfang und Verteilung der verwendeten Gesteine und ihrer Schäden exakt dokumentiert. Hierfür wurde eine Untersuchungsmethodik entwickelt, die eine detaillierte Erfassung von Verwitterungsschäden nach objektiven und reproduzierbaren Kriterien ermöglicht. Die Kartierergebnisse sind Grundlage für die Bewertung der Schadenssituation und Voraussetzung für die Schadensanalyse. Mit detaillierten Kartierungen können der Bauwerkszustand langfristig überwacht und auftretende Veränderungen registriert werden. In Ergänzung zur Bauwerkskartierung werden meßtechnische Verfahren zur Schadensbeurteilung eingesetzt.
Mit modernen Analyseverfahren werden gesteinscharakteristische Materialeigenschaften und verwitterungsbedingte Veränderungen untersucht. Mineral-, Phasen- und Schadstoffgehalte sowie Porositätskennwerte stellen notwendige Grunddaten für die Beurteilung de Gesteine dar. Wichtige Informationen liefert insbesondere die Mikrostrukturanalyse. Die exakte Registierung der Porositätskennwerte wird durch die Kombination verschiedener optimierter Meßverfahren erreicht. Die Veränderungen der Porenstrukturen durch eingebrachte Konservierungsmittel werden erfaßt. Die Laborergebnisse sind wesentlicher Bestandteil von Schadensuntersuchungen und Vorausssetzung für Erhaltungs- und Konservierungsmaßnahmen.
In Laborversuchen werden zeitverkürzt Verwitterungsvorgänge an behandelten und unbehandelten und konservierten Natursteinen simuliert. Neben standardisierten Tests, die gezielt den Einfluß eines Verwitterungsfaktors überprüfen, werden Simulationsversuche mit kombinierten, naturangepaßten Einflußgrößen durchgeführt. Die erzeugten Materialveränderungen werden mit analytischen und meßtechnischen Verfahren untersucht. Simulationsversuche erlauben eine Bewertung der Gesteine und eine Prognose ihres Verwitterungsverhaltens am Bauwerk. Aus der Korrelation von Ergebnissen der Bauwerksuntersuchung und der Verwitterungssimulation ergeben sich Rückschlüsse auf die ablaufenden Verwitterungsprozesse und die weitere Schadensentwicklung.
Die Arbeitsgruppe "Natursteine und Verwitterung" des Geologischen Institut der RWTH Aachen verfügt über langjährige Erfahrung bei der Material- und Schadensuntersuchung von Natursteinen. Im Rahmen von nationalen und internationalen Forschungsprojekten sowie gutachterlichen Tätigkeiten werden an zahlreichen, bedeutsamen Kulturdenkmälern Forschungsarbeiten zur Erhaltung dieser Monumente durchgeführt. Die Arbeitsgruppe ist u.a. mit der Untersuchung der Moai-Skulpturen auf der Osterinsel und der Felsengräber der antiken Nabatäerstadt Petra in Jordanien betraut. Für öffentliche und private Auftraggeber werden Kirchen, Schlösser sowie andere historische und moderne Bauwerke bearbeitet und Materialuntersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen liefern notwendige Entscheidungshilfen für die Auswahl geeigneter Gesteine und für die Durchführung gezielter Erhaltungsmaßnahmen.