Wissenwertes über: Naturstein

Als Naturstein bezeichnet man ganz allgemein alle Gesteine, wie man sie in der Natur vorfindet und wenn man sie als wirtschaftliches Gut betrachtet oder erwirbt. Naturstein als gesägtes oder behauenes Produkt wird als Naturwerkstein bezeichnet, undimensionierter Naturstein als Bruchstein bzw. Brecherprodukt.

Abgrenzung

Ein Berg aus Stein oder ein Fels in der Natur ist mit Naturstein sicherlich umgangssprachlich korrekt bezeichnet. Mineralogen und Geologen verwenden für Naturstein ausschließlich den Begriff Gestein; und sie definieren Gestein als ein „Gemenge von Mineralen“. Sofern Natursteine wirtschaftlich betrachtet oder bearbeitet werden, handelt es sich um Naturwerksteine oder um Bruchsteine. Die Regeln der Technik für die Bearbeitung von Naturwerkstein der Steinmetzen und Steinbildhauer die Werksteine verarbeiten, sind u. a. in Deutschland in der DIN 18332 niedergeschrieben. Der Begriff Naturwerkstein ist gewerksüblich. Die Naturwerkstein-DIN gilt nicht für den Straßenbau und Pflasterarbeiten aus Naturstein. Im sprachlichen Gegensatz zu den Naturwerksteinen stehen die vom Menschen hergestellten Steine, zum Beispiel Ziegelsteine. Man bezeichnet diese auch als künstliche Steine.

Vorkommen der Naturwerkssteine

Die heutzutage vorwiegend in Europa verwendeten Naturwerksteine kommen meist aus Indien, China, Südafrika, Brasilien, Italien, Türkei, Spanien und Skandinavien. Das größte regionale Abbaugebiet liegt um Rustenburg in Südafrika, wo die Handelssorte Impala, ein Gabbro, abgebaut wird. Es gibt in Deutschland nahezu in allen Bundesländern regionale Gesteinsvorkommen; eines der bedeutendsten wirtschaftlich genutzten Vorkommen ist der „Jura-Marmor“, ein Kalkstein in der Umgebung von Eichstätt. Die im Baugewerbe verwendeten Naturwerksteine entstammen meistens Steinbrüchen und werden selten in Deutschland aus Kiesgruben gewonnen. Teilweise werden sie auch an der Erdoberfläche als Lesesteine für Natursteinmauerwerke aufgesammelt.

Bezeichnung der Naturwerkssteine

Es gehört heute zu den Selbstverständlichkeiten, dass es für manche Natursteinsorten weltweit verschiedene Namen in Verwendung sind. Bereits die schwierige Sprechbarkeit einzelner Bezeichnungen lassen Modifikationen sinnvoll erscheinen und werden in diesem Sinne eingesetzt. Oft ist von Europa aus nur schwer klärbar, warum verschiedene Namen in Anwendung sind (Sortendifferenzierung in einem Steinbruch/Sortendifferenzierung benachbarter Steinbruchsareale).

Die Wahl des Handelsnamens für Naturwerksteine erscheint oft willkürlich. So gibt es zahlreiche irreführende Handelsnamen wie beispielsweise den Handelsnamen „Belgisch-Granit“, der kein Granit, sondern ein Kalkstein ist, oder einen Naturstein „Caribian Blue“, der nicht in der Karibik, sondern in Skandinavien gebrochen wird.

Nach Inkrafttreten der europäischen Normen EN 12670(Naturstein – Terminologie) und EN 12440 (Naturstein – Kriterien) ist neben dem Handelsnamen, der wie bisher willkürlich durch den Hersteller vergeben werden kann, auch die genaue wissenschaftliche Gesteinsbezeichnung (= petrographische Familie) von Bedeutung. Des Weiteren ist die typische Gesteinsfarbe sowie die Ortsangabe des Gebietes oder des Steinbruchs so genau wie möglich und mindestens die Stadt oder Gemeinde, das Gebiet oder Land, in dem der Steinbruch liegt, anzugeben. Anzugeben ist ferner in Ausschreibungen, die Gesteinsbearbeitung, natürliche Eigenschaften, der petrographische Name und das geologische Zeitalter. Damit dürfte die künftige Verwendung von bekannten Handelsnamen für ähnliche Naturwerksteine aus völlig anderen Regionen und mit abweichenden Qualitäten erheblich erschwert sein.

Es wird mit der EN 12670 beabsichtigt, sachliche und verlässliche Informationen für eine bestimmte Gesteinssorte zu erlangen. Ob sich kulturell verwurzelte und regional gerechtfertigte Namensformen über die Köpfe von Eigentümern, Verarbeitern und Kulturregionen hinweg beeinflussen lassen, wird der zu beobachtenden allgemeinen Akzeptanz anheim gestellt bleiben.

Verwendung von Naturstein

Natursteine werden sowohl in der Industrie (Zementherstellung, Schotter, Granulate), im Gartenbau, Innenausbau (Fassadenverkleidungen, Küchenarbeitsplatten, Waschtische, Treppen, Bodenbelag, Fensterbänke, Werkstein im allgemeinen), in der Grabmal-Herstellung, für Außenfassaden und bei Restaurierungen als auch in der Steinbildhauerei (Denkmäler, Skulpturen) sowie als Natursteinmauerwerk verwendet. Wird der Naturstein als Gesteinskörnung benutzt, so nennt man diese Produkte Betonwerkstein.

Natursteine werden in Steinbrüchen abgebaut und anschließend in steinverarbeitenden Betrieben aufs Maß gesägt und hinsichtlich der Oberflächen bearbeitet. Unebenheiten, Farbunterschiede und Einschlüsse sind bei Natursteinen nicht zu verhindern und machen den Reiz eines Natursteines aus.

Die Verwendung von Naturwerkstein im Bauwesen hat viele Vorteile:

Naturstein ist antiallergisch, unbrennbar und abriebfest
Zigarettenglut hinterlässt keine Spuren
Naturstein wird energiesparend gewonnen
Naturstein kann problemlos entsorgt werden, da es sich um einen Naturstoff handelt
Die möglichen Gestaltungen der Steinoberflächen von Naturwerksteinen sind abhängig von einer Reihe von Faktoren, wie z. B. der Gesteinsfamilie, der Dicke des Materials, der Beschaffenheit der einzelnen Mineralien im Gestein, Kundenwunsch usw. Naturwerkstein hat eine hohe Bandbreite an Farben und Oberflächen, die von keinem Kunstmaterial erreicht werden. Natursteine mit gleicher oder ähnlicher Optik können sehr unterschiedliche technische Eigenschaften haben. Ein billiger Granit kann fast die gleiche Optik wie ein hochwertiger Granit haben. Auch die technischen Daten fallen sehr unterschiedlich aus, vor allen Dingen in den Punkten Wasseraufnahme und Festigkeit. Allein die Optik sagt nicht aus, inwieweit sich ein Stein für einen bestimmten Bereich eignet. Die verschiedenen Empfindlichkeiten und Risiken sind aus der Optik nicht zu erkennen.

Kalkhaltige Natursteine (Kalkstein und Marmor) sind säureempfindlich und bedürfen einer anderen Pflege und Reinigung als die übrigen Natursteine wenn sie als Bodenbelag verbaut werden. Granit und Basalt sind sehr harte Natursteine. Sie werden häufig im Außenbereich verbaut, wo eine hohe Beanspruchung besteht. Kalkstein und Marmor sind nicht so beständig und werden meistens im Innenbereich verbaut oder dienen der Erstellung von Skulpturen.

Ein großer Vorteil des Natursteins gegenüber anderen Materialien ist, dass bei der Gewinnung und Verarbeitung von Naturwerkstein ein wesentlich geringerer Energieaufwand als bei anderen Materialien (z. B. keramische Fliesen) erforderlich wird.

Gewinnung und Verarbeitung von naturwerkstein

Die Gewinnung von Naturwerksteinen in Steinbrüchen erfolgt heute im Wesentlichen mittels Seilsägen und Schrämen und nur noch in Ausnahmefällen mit explosiven Sprengstoffen. Seilsägen und Schrämen sägen Lösefugen ins Gestein. Sind die Steinblöcke zu groß oder zu unförmig, können sie mit Steinspaltwerkzeugen oder mit Seilsägen auf die entsprechende Größe formatiert werden. Die Rohblöcke werden innerhalb des Steinbruchs entweder mit Gittermastkranen oder heute vor allem mit Radladern transportiert. Der Abtransport zu den steinverarbeitenden Betrieben erfolgt mit LKW.

In den steinverarbeitenden Betrieben werden die Rohblöcke von Gattersägen in Platten, je nach gewünschter Dicke (meist 2, 3 oder 4 cm) aufgesägt. Anschließend werden die gesägten Platten in automatisierten Fertigungsstraßen geschliffen bzw. poliert. Nach diesem Arbeitsgang werden die Platten von Steinsägen in der Breite und in den Längen auf die entsprechende Größe gebracht. Ein Sonderweg ist die Herstellung von Natursteinfliesen in 10 mm Stärke, die mit speziellen Sägemaschinen, wie z. B. Mehrblatt-Steinkreissägen oder mit Sägen, die mehrere Sägeblätter mit unterschiedlichen Sägeblatt-Durchmessern antreiben.

Oberflächenbearbeitungen

G R O B E   B E A R B E I T U N G 

Gespitzt
Mit dem Zweispitz oder dem Spitzeisen und dem Fäustel wird die Oberfläche grob egalisiert. Die Spuren sind deutlich sichtbare Vertiefungen, so genannte Spitzhiebe. Je nach Anzahl und Grobheit der Hiebe unterscheidet man gespitzt und fein gespitzt.

Gekrönelt
Mit dem Krönel wird die grob gespitzte Oberfläche fein gespitzt. Die auf einer Reihe angeordneten kleinen Spitzen hinterlassen kleine punktuelle Vertiefungen. Diese Oberflächenbearbeitung kann so bleiben oder als Vorbereitung fürs Beilen oder Scharrieren dienen.

Gezahnt
Mit dem Zahneisen wird die gespitzte Oberflöche weiterbearbeitet um eine feinere Struktur zu erreichen. Die Zähne des Zahneisens hinterlassen kleine Vertiefungen. Diese Bearbeitung ist meistens eine Vorbereitung für das Beilen oder das Scharrieren.

Gebeilt
Mit dem Steinbeil werden kleine, kurze, nebeneinander angeordnete Hiebe gemacht. Die Schneide des Beiles hinterlässt lange, dünne Kerben.

Scharriert
Mit einem Scharriereisen, das wie ein breiter Meißel aussieht werden parallele Rillen in die Gesteinsoberfläche eingearbeitet und so die Oberfläche „geglättet“.

Gestockt
Mit einem Stockhammer, der aussieht wie ein Fleischklopfer wird eine raue Oberfläche erzeugt, die ein bekanntes Muster hat. Diese Bearbeitung ist besonders bei harten Gesteinsarten ´(Granite) geeignet.

Geflammt
Mit einem Acetylen Sauerstoff-Brenner werden oberflächlich die Mineralien zum Platzen gebracht. Dabei entsteht eine relativ gleichmäßige Struktur. Geflammte Oberflächen zeichnen sich durch eine hervorragende Rutschsicherheit, aber schlechtere Reinigungsfähigkeit aus. Anders als beim sangestrahlten Naturwerkstein gibt es keine Abstufung (grob – fein) für eine Flammung. Unterschiede sind rein mineralogisch bedingt.

Flämmen

Beim Flämmen wird die Oberfläche des Steines in Form der Struktur des Steines aufgeraut. Dies geschieht durch die unterschiedliche Ausdehnung der einzelnen Bestandteile des Steines beim Erhitzen der obersten Schicht. Das Ergebnis ist abhängig von der Art des Steines, der Struktur und vom Temperaturschock, der beim Flämmen entsteht. Dieser wird verstärkt durch die plötzliche Abkühlung der erhitzten Fläche mit Wasser, welches direkt nach der Flamme auf den Stein gegeben wird.

Sandgestrahlt

Die Oberfläche wird mit unterschiedlichsten Körnungen und unterschiedlichem Druck bearbeitet wie man es vom konventionellen Sandstrahlen her kennt. Es kann eine sehr grobe bis sehr feine Oberfläche erzeugt werden.

Gesandelt

Ursprünglich wurden Gesteine gesandelt um eine Politur abzuschleifen. Wie bei der geflammten Oberfläche sind die Reinigungskosten für den Einsatz im Innenbereich relativ hoch.

Spaltrau
Naturgegebene Oberflächen werden seit Jahrtausenden verwendet. Sandsteine, Tonschiefer, Quarzite oder bruchraue Gneise sind mehr oder weniger spaltbar.

F E I N E   B E A R B E I T U N G 

Schleifen
Die Bearbeitung mit Schleifmitteln gehört zu den ältesten Bearbeitungen (früher wurde mit Schleifsteinen, verschiedenen Sanden und Ärmelschmalz der Belag feingeschliffen und durch die Verwendung von „klassischen Seifen“ und Bienenwachs auf Hochglanz gebracht). Heute sind moderne Maschinen und Schleifmittel an der Tagesordnung.

Geschliffene Oberflächen zeigen immer Schleifspuren im Gegenlicht. Je nach Mineralgehalt und –verteilung sind auch deutliche Glanzunterschiede innerhalb einer Lieferung unvermeidbar. Aber geschliffen hat auch Vorteile, z.B. die Möglichkeit die Oberfläche bei Bedarf neu zu schleifen. Sei es durch die unterschiedliche Abnutzung oder um Verlegefehler (Überzähne) auszugleichen.

Polierte Oberflächen

Die attraktivste Seite eines Natursteins ist die polierte Oberfläche. Hier gibt es Unterschiede zwischen einer „Politur“ und „Poliert“. Im Normalfall ist ein Hartgestein wie Granit oder Basalt so weit ausgeschliffen, dass keine Schleifspuren mehr erkennbar sind – auch nicht um Streiflicht. Glanzunterschiede zwischen den einzelnen Mineralien sind z.B. bei Granit nicht auszuschließen. Bei Marmor und Kalksteinen wird oft eine „Politur“ mit Oxalsäuren, z.B. mit Kleesalz aufgebracht. Dabei werden oberflächlich Calciumoxalate gebildet die besonders stark Licht reflektieren. Vorteil der polierten Flächen ist neben der Optik die beste Reinigungsfähigkeit.

Gelasert / chemisch angeätzt
Mit der Lasertechnik für Naturstein, erfunden vom Fraunhofer Institut für Lasertechnik in Dresden und der Anätzung durch Säuren kann die Oberfläche werkseitig bearbeitet werden um die Bewertungsgruppe der Rutschsicherheit „R9“ nach DIN 51130 zu erreichen. Je nach Material und Verfahren sind aber optische Beeinträchtigungen und Verfärbungsrisiken nicht immer auszuschließen. Bei der Lasertechnik werden Mikroporen in die Oberfläche eingeschlossen. Der Glanz bleibt erhalten und Rutschsicherheit wird erzeugt.

Geflammt und gebürstete Oberflächen
Das ist eine der neuesten Oberflächen. Eine geflammte Gesteinsoberfläche sieht sie unter dem Mikroskop aus wie die schroffen und zerklüfteten Dolomiten. Mit Hilfe von Bürsten in deren Metall- oder Kunststoffborsten Schleifkörner eingearbeitet sind wird die Oberfläche geglättet. Die Mikrorauigkeit wird eliminiert. Die Oberfläche fühlt sich samtweich an, ist aber makrorau. Unter dem Mikroskop ist dann eine sanfte „Hügellandschaft“ zu erkennen.

Jetgestrahl
Diese relativ neue Bearbeitung ist nicht normativ definiert undjeder Hersteller macht „seine“ Jetstrahlung mit Wasser und Schleifmitteln. Ansonsten ist es wie bei den gebürsteten Oberflächen zu betrachten.