Naturstein
Als Naturstein bezeichnet man ganz allgemein alle Steine, wie man sie in der Natur vorfindet. Mineralogen und Geologen verwenden hierfür 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. Die Mineralogen und Geologen bezeichnen z. B. Salzgestein als Gestein; ein Naturwerkstein ist Salzgestein mit Sicherheit nicht, denn ein Einbau in ein Bauwerk hätte fatale Folgen. Die Regeln der Technik für Steinmetzen und Steinbildhauer, die Werksteine verarbeiten, sind u. a. in der DIN 18332 niedergeschrieben. Sie gilt nicht für den Straßenbau und Pflasterarbeiten.
Die heutzutage vorwiegend verwendeten Naturwerksteine kommen meist aus Indien, China, Südafrika, Brasilien, Italien, Türkei, Spanien und Skandinavien. Es gibt in Deutschland nahezu in allen Bundesländern regionale Gesteinsvorkommen; eines der bedeutendsten wirtschaftlich genutzten Vorkommen bildet z.B. der „Jura-Marmor“ in der Gegend von Eichstädt.
Einteilung der Natursteine
Die im Baugewerbe verwendeten Naturwerksteine entstammen meistens Steinbrüchen und werden selten in Kiesgruben gewonnen. Sie werden auch an der Erdoberfläche als Lesesteine aufgesammelt. Im Gegensatz dazu stehen die vom Menschen hergestellten Steine, zum Beispiel Ziegelsteine. Man bezeichnet diese auch als künstliche Steine, im Gegensatz zu den natürlichen Steinen, den Naturwerksteinen.
Erscheinungsform
Natursteine lassen sich nach ihrer Erscheinungsform zunächst einteilen in
1. Lockergestein und
2. Festgestein.
Technik
Natursteine lassen sich nach technischen Verarbeitungskriterien in
1. Hartgestein und
2. Weichgestein einteilen.
Diese Einteilung ist für Praxis in den Steinmetzwerkstätten, in der die Werksteine manuell bearbeitet, maschinell gesägt oder geschliffen werden und zur Einschätzung mechanischer Beanspruchungen geeignet. Aus dieser Einteilung können Steinfachleute insbesondere ihren Werkzeugeinsatz bestimmen. Letztendliche Aussagen über die Gebrauchseigenschaften bzw. späteren Einbau- und Verwendungsmöglichkeiten hängen, ganz allgemein gesprochen, von den zu erwartenden chemischen Angriffen oder von den Umweltfaktoren, denen Natursteine ausgesetzt sind, ab. Beispielsweise kann das Weichgestein Dolomit säurebeständiger sein, als das Hartgestein Basanit. Auch die Wasseraufnahme und das Verwitterungsverhalten kann aus der Unterscheidung letztendlich nicht abgeleitet werden. Zur Beurteilung von geeigneten Naturwerksteinen vor einem Einbau gehören profunde gesteinskundliche Kenntnisse. Ferner ist zu beachten: Naturwerksteine unterliegen Eignungsprüfungen deutscher bzw. europäischer Normen (siehe weiter unten), insbesondere dann, wenn sie in den Handel gebracht werden.
Wissenschaft
Natursteine lassen sich nach geowissenschaftlichen Kriterien, entsprechend ihrer Entstehung (Genese), grob unterteilen.
1. Erstarrungsgestein (Magmatite): Durch Erstarrung (Kristallisation) von Magma aus dem Erdinneren bildet sich magmatisches Gestein. Man unterscheidet in Plutonite, die im den Tiefen der Erde (> 5km) (Tiefengestein) entstanden, Subvulkanite, die in Tiefen zwischen 0 - 5000m erkaltet sind und in Vulkanite, die vulkanischen Ursprungs (Ergußgestein) sind.
2. Ablagerungsgestein (Sedimentite): Durch die Ablagerung oder Bildung von Sedimenten an der Erdoberfläche entsteht durch Druck und ggf. Temperatur ein Sedimentgestein.
3. Umwandlungsgestein (Metamorphite): Durch Umwandlung unter bestimmten Druck und Temperaturverhältnissen entstehen metamorphe Gesteine.
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,
- Zigarettenglut hinterlässt keine Spuren,
- Naturstein wird energiesparend gewonnen,
- Naturstein ist unbrennbar,
- Naturstein ist abriebfest,
- Naturstein kann problemlos entsorgt werden, da es sich um einen Naturstoff handelt.
Die möglichen Oberflächengestaltungen von Naturwerkstein sind abhängig von einer Reihe von Faktoren, wie z.B. der Gesteinsfamilie, der Dicke des Material, von 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. Eine häufige gehandelte Marmorsorte aus Carrara, wie zum Beispiel Carrara C, kann rosten, ein anderer Carrara C nicht, trotz gleichen Aussehens und gleicher Verlegung. 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. Kalksteine und Marmore sind nicht so beständig und werden meistens im Innenbereich verbaut oder dienen der Erstellung von Skulpturen.
Bis auf ganz wenige Ausnahmen (z. B. Ölschiefer) gehören die Natursteine zur Brandklasse A. Lediglich in öffentlichen Bauten sind freitragende Treppen in Naturstein untersagt.
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.
Übliche Formate von Naturstein
Nachfolgende Formate sind für Bodenbeläge standardisiert:
- Bodenbelag in Bahnen 1,5 cm; 2,0 cm, 3,0 cm Stärke: Die Platten sind in der Länge unterschiedlich, jedoch sind Bahnenbreiten von 15,0 cm, 20,0 cm, 25,0 cm, 30,0 cm, 40,0 cm üblich.
- Natursteinfliesen mit 10 mm Stärke: 30,5x30,5 cm; 61,0x30,5 cm, 30,0x15 cm. Auch hier sind andere Formate erhältlich.
- Natursteinpflaster: Als Großsteinpflaster, Kleinpflaster, Mosaikpflaster zwischen ca. 18×18 und 4×4 cm, oder als Steinplatte, daneben auch in Naturform.
Formate für handelsübliche Stein-Rohblöcke:
- 3,20– bis 3,60 m, 1,60–2,00 m, 1,20–1,60 m
Formate für Treppen sind individuell:
- Die Treppenauftrittsplatten sind normalerweise 3 cm, die Treppensetzstufenplatten 2 cm stark. Bei Bolzentreppen aus Naturstein werden jenachdem je nach Statik, zwei 3,0–3,5 cm starke Platten mit speziellen Klebern und Kunststoffmatten verklebt, die die erforderliche Biegezugfestigkeit der Stufenplatten sichern. Bei massiven freitragenden Stufen wird die Statik entsprechend der vorhandenen Spannweite und der erforderlichen Stufenstärke errechnet.
Formate für Küchenarbeitsplatten:
- Normalerweise sind die Küchenarbeitsplatten 4 cm stark. Es gibt Küchenplatten, die aus zwei Platten bestehen, wobei an sichtbaren Rändern schmale Sichtplatten verklebt sind. Diese Platten sind 2,0+2,0 cm stark. Neuerdings gibt es Steinplatten für die Küche, die ca. 10 mm stark gesägt werden und als Küchenarbeitsplatten – wegen Gewichtsersparnis – zum Einsatz kommen.
Automobilarmaturen:
- Es werden Steinfolien im 1 mm-Bereich gesägt, die verformt und in einem speziellen Verfahren je nach Autotyp geformt und in Oberklassefahrzeugen eingebaut werden.
Alle anderen Formate können individuell angefertigt werden.
Oberflächen aus Naturwerkstein
Hauptartikel: → Steinoberfläche
- Handwerklich hergestellte Oberflächen
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Gespitzte Steinoberfläche aus Sandstein -
Punktgespitze Steinoberfläche (Beuchaer Granitporphyr),(Muster ca. 25 x 15 cm) -
Gebeilte Steinoberfläche aus Obernkirchener Sandstein, Muster ca. 25 x 15 cm -
Scharrierte Steinoberfläche aus Sandstein -
Gestockte Steinoberfläche aus Beuchaer Granitporphyr (Muster ca. 25 x 15 cm)
- Mit Maschinen oder Gerätschaften hergestellte Oberflächen
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Maschinenscharrierte Steinoberfläche aus Obernkirchener Sandstein (Muster ca. 25 x 15cm) -
Gefräste Steinoberfläche aus Sandstein (Muster ca. 25 x 15 cm) -
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Geschliffene Steinoberfläche (Beuchaer Granitporphyr), (Muster ca. 25 x 15 cm) -
Beflammte Steinoberfläche (Serizzo), (Muster ca. 25 x 15cm) -
Beflammte Steinoberfläche (Ruhrsandstein), (Muster ca. 24 x 14 cm) -
Sandgestrahlte Oberfläche Ruhrsandstein, (Muster ca. 24 x 15 cm)
Normen für Naturwerkstein
Deutschland
- DIN 18332 Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV); Naturwerksteinarbeiten
- DIN 18516-3 Außenwandbekleidung hinterlüftet; Teil 3: Naturwerkstein, Anforderungen, Bemessung
Europa
- Prüfverfahren:
- EN 1926 Prüfverfahren für Naturstein – Bestimmung der Druckfestigkeit
- EN 12370 Prüfverfahren für Naturstein – Bestimmung des Widerstandes gegen Kristallisation von Salzen
- EN 12371 Prüfung von Naturstein – Bestimmung des Frostwiderstandes
- EN 12372 Prüfverfahren für Naturstein – Bestimmung der Biegefestigkeit unter Mittellinienlast
- EN 14157 Prüfverfahren für Naturstein – Bestimmung des Widerstandes gegen Verschleiß
- EN 14231 Prüfverfahren für Naturstein – Bestimmung des Gleitwiderstandes mit Hilfe des Pendelprüfgerätes