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Travertin

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Fassade der Sächsischen Landesbibliothek aus Thüringer Travertin
Travertin aus Stuttgart-Untertürkheim (Eem-Warmzeit).
Travertin aus Stuttgart-Bad Cannstatt (Holstein-Warmzeit).
Fossile Pflanzenabdrücke im Böttinger Marmor (Schwäbischer-Vulkan-Vorkommen)
Riedöschinger Travertin (Hegau) mit seiner typischen rötlichen Verfärbung.
Travertin von Weimar-Ehringsdorf

Travertin (von italienisch travertino, lateinisch lapis tiburtinus, „Stein aus Tivoli“) ist ein mehr oder weniger poröser Kalkstein von heller, meist gelblicher und brauner Farbe, seltener rot oder beigefarben, der aus kalten, warmen oder heißen Süßwasserquellen als Quellkalk chemisch ausgefällt wurde. Die Quellen enthalten Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen sowie Kohlenstoffdioxid, der Travertin selbst besteht fast ausschließlich aus Calciumcarbonat. Es handelt sich um einen Süßwasserkalk.

Darüber hinaus wird die Bezeichnung Travertin auch teilweise für verschiedene Höhlenablagerungen aus Calciumcarbonat verwendet und tritt als Handelsbezeichnung für dichte Kalksteine auf.[1]

Abgrenzung

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Travertine sind deutlich geschichtete, feste und polierbare Gesteine. Werden sie gegen ihre Lagerrichtung gesägt, so zeigen sie eine leicht erkennbare Bänderung.

Als Kalktuffe werden „stark poröse bis kavernöse und wechselnd verfestigte, nicht marine Karbonatgesteine“ bezeichnet.[2]

Wenn die Bezeichnungen Kalksinter und die für die Unterbegriffe Kalktuff und Travertin verwendeten Bezeichnungen synonym verwendet werden, entsteht Begriffsverwirrung.

Kalktuffe sind – im Gegensatz zu Travertin – nicht deutlich geschichtet, zeigen teilweise gleichförmige Oberflächen, weisen partiell große Hohlräume auf und zeigen teilweise versteinerte Pflanzen und Kleintiere, z. B. Schnecken. Kalktuffe bilden auch blumenkohlartige Oberflächenstrukturen und sind nicht gebändert. Sie liegen häufig in gelockerter, nur teilweise verfestigter Form vor und können nicht poliert werden.[2] In bruchfeuchtem Zustand können sie mit Handsägen und Messern geformt werden; dies ist bei Travertinen nicht der Fall. Beide Gesteine zählen zu den Weichgesteinen.

Im Naturstein verarbeitenden Gewerk in Deutschland ist der Kalktuff Gauinger Travertin als Travertin bekannt. Er wurde so benannt, weil er als Kalktuff fest und polierbar ist.

Bezeichnungen

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Sowohl in der geologischen Fachsprache als auch in der Umgangssprache werden für Kalktuffe verschiedene Bezeichnungen gebraucht, entweder weiter differenzierend oder auch synonym: Kalktuff, Travertin und Kalksinter.

Als Travertin bezeichnet man in der Fachsprache den Kalktuff, der sich durch den Austritt von CO2 aus CO2-übersättigtem Quellgrundwasser bildet. Diesen Vorgang bezeichnet man als chemische Entkalkung.

Die Bezeichnungen für Travertin sind oft regional oder sprachlich unterschiedlich (je nach Vorkommen):

Nicht zu den natürlichen Gesteinen zählt der Kunststein-Travertin, der aus gefärbtem Zement und Gesteinstrümmern besteht.

Bildung

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Tiefenwässer können durch vulkanische und nachvulkanische Entgasungen mit gelöstem CO2 angereichert und dadurch angesäuert werden. Das saure Wasser löst Calcium aus Gesteinen, insbesondere aus Kalkstein. Ist der Calciumgehalt hoch genug, fällt Calciumcarbonat aus und kristallisiert zu Travertin oder Kalktuff, wenn das Wasser in Quellen an die Erdoberfläche tritt und/oder erwärmt wird.

Mit Kohlenstoffdioxid (CO2) angereicherte Wässer werden auch als Kohlensäure bezeichnet. Sie können einen pH-Wert von bis unter fünf erreichen. Neben relativ hohen Konzentrationen an Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3−) sind oft auch Calcium-Ionen (Ca2+) in höherer Konzentration enthalten, weil das Löslichkeitsprodukt für Calciumcarbonat (CaCO3) wegen der sehr geringen Konzentration an Carbonat-Ionen (CO32−) zunächst nicht erreicht wird.

Treten solche Wässer zutage, verringert sich der Gehalt an Kohlenstoffdioxid. Umgekehrt proportional steigen pH-Wert und die Konzentration der Carbonat-Ionen, während die Konzentration der Hydrogencarbonat-Ionen sinkt. Wird das Löslichkeitsprodukt der im Wasser enthaltenen Calcium-Ionen (Ca2+) überschritten, fallen sie gemeinsam mit den Carbonat-Ionen als Calciumcarbonat aus und bilden Kalkstein. Das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat (Calcit) beträgt bei 15 °C 0,99·10−8 und bei 25 °C 0,87·10−8 (mol/L)2.

Drei Faktoren führen zur Verringerung des CO2-Gehalts.

  • Höher konzentriertes Kohlenstoffdioxid geht aus dem Wasser in die Umgebungsluft über bis ein Gleichgewicht erreicht ist.
  • Durch Erwärmung des Wassers verringert sich der CO2-Gehalt weiter, da die Löslichkeit mit der Temperatur abnimmt.
  • Im Wasser wachsende und Photosynthese betreibende Pflanzen, insbesondere Algen und Moose, nehmen Kohlenstoffdioxid aus dem Wasser auf.

Mit Ausnahme von Thermalquellen ist Quellwasser beim Austritt an die Oberfläche meist kälter als die Umgebungstemperatur und die Erwärmung des Wassers führt zur Bildung von Gesteinsvorkommen in unmittelbarer Umgebung der Quelle.[3]

Travertin erhält durch geringe Beimengungen von Limonit eine gelblich bis bräunliche und durch Hämatit eine rötlich bis rot Färbung, oft mit verschieden intensiver Färbung geschichtet, im Anschnitt gebändert.

Aus einigen Thermalquellen wird der Kalkstein oolithisch abgeschieden, es bildet sich dann sogenannter „Erbsenstein“, zum Beispiel in Karlsbad, Tschechien.

Aufgrund der Entwässerung der Kulturlandschaften entstehen rezente Travertine meist abiotisch, das heißt ohne Mitwirkung von Wasserpflanzen. Rezente Travertinbildung kommt in Gegenden mit Vulkanismus oder postvulkanischen CO2-Entgasungen vor, besonders wo hochtemperierte Wässer vorkommen. Beispiele für solche Travertinbildung sind die Toskana, Italien; Pamukkale, Türkei oder die Mammoth Hot Springs, Yellowstone-Nationalpark, Wyoming, USA.

Vorkommen

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Travertinterrassen von Mammoth Hot Springs, Yellowstone National Park, Wyoming, USA

Travertin ist auf den Kontinenten recht weit verbreitet. Die Vorkommen sind meist eng begrenzt und relativ geringmächtig. Er benötigt für seine Ablagerung die unmittelbare Nähe von älteren Kalkstein- oder Marmorvorkommen, von denen das Carbonat stammt. Travertine sind in den meisten Fällen sehr junge Gesteine, die im Quartär gebildet wurden.

Bekannte Vorkommen, in denen Werksteine gewonnen werden:

Eigenschaften und Verwendung

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Die Säulen des Petersplatzes sind aus Römischem Travertin

Travertin ist meistens porös und mit Hohlräumen durchsetzt. Oft schließt er bei seiner Bildung Pflanzen und Pflanzenteile ein, die später zerfallen und Hohlräume hinterlassen, die teilweise noch die äußere Struktur der Pflanzenteile zeigen.

Travertin ist in seinen natürlichen Vorkommen leicht zu brechen und zu sägen. Fester Travertin hat eine Dichte von etwa 2,40 g/cm³ und eine Druckfestigkeit von etwa 50 Megapascal, er eignet sich zum Schleifen und Polieren und somit als Baustein, zur Dekoration (Fassaden, Tür- und Fensterumrahmungen) und für Einbauten in Gebäuden. Travertine sind trotz ihrer hohen Wasseraufnahme von 0,3 bis 3,0 Masseprozent frostfest. Aufgrund der derzeit herrschenden sauren Umweltbedingungen wird die Oberfläche relativ schnell angewittert. Travertine, die besonders dicht sind, lassen sich polieren. Dies gilt auch für alle Travertine, wenn sie mit dem Lager aufgesägt und poliert werden. Im bewitterten Außenbereich schwindet eine Politur in kurzen Zeiträumen und es entsteht eine matte Patina, die durchaus ihren Reiz hat.

Im Bauwesen wird Travertin als Werkstein für tragende und für dekorative Bauteile verwendet. Geschliffener Travertin zur dekorativen Verwendung wird im Handel heute auch mit gespachtelter Oberfläche angeboten. Durch die mit gleichfarbigem Kitt gefüllten Poren haben gespachtelte Oberflächen oft eine gewissen Ähnlichkeit mit Marmor.

Travertin und Kalktuff wurden zu allen Zeiten regional und später auch überregional als Werkstein genutzt, z. B. für Kirchen und Stadtmauern. Trotz der Porosität des Gesteins sind viele Travertine frost- und verwitterungsbeständig und erreichen teilweise eine hohe Tragfähigkeit. Je nach Porenvolumen hatte das Gestein eine mehr oder weniger hohe Dichte (Gewicht pro Volumeneinheit). Poröses Gestein lässt sich relativ gut bearbeiten.

Im zentralen Thüringen finden sich in nahezu jeder Stadt Kirchen, Stadtmauern oder andere Gebäude aus Travertin. Höchstes Travertin-Bauwerk Deutschlands ist die Marktkirche St. Bonifacii (Bad Langensalza) mit, je nach Messverfahren, 72,49 oder 73,6 Meter hohem Glockenturm.[9] In Rom sind die Säulen des Petersplatzes aus Römischem Travertin, der vor allem bei Tivoli gebrochen wurde.

Natursteinsorten

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Ein modernes Wohngebäude mit Fassadenfläche aus Travertin-Verblendern

Verarbeitung zu Verblendern

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Um mit geringem Aufwand und Platzbedarf den Eindruck einer aus Naturstein gemauerten Wand zu erwecken, werden dünne Natursteinplatten mit diversen Oberflächenstrukturen gefertigt, die ähnlich wie keramische Fliesen verwendet werden können.

Bruchraue Steinplatten werden im Handel als spaltraue Naturstein-Verblender bezeichnet. Unregelmäßig gebrochene Platten werden gelegentlich unter der englischen Bezeichnung „rockface“ (Felsoberfläche) angeboten.

Die sichtbare Vorderseite von bruchrauen Platten entsteht bei der Gewinnung des Steins im Steinbruch oder beim Spalten der Steine mit einem hydraulischen Meißel. Die Platten werden in der Regel mit Diamantwerkzeugen von der Oberfläche des Rohblocks gesägt, wodurch sie eine plane Rückseite erhalten, die mit Kleber oder Versetzmörtel auf bestehendes Wandflächen oder an Trägersysteme angebracht werden kann.

Literatur

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  • Esther Helena Arens, Geschichtsbüro Reder, Roeseling & Prüfer: Steine mit Geschichte: 100 Jahre Traco Deutsche Travertin Werke 1907–2007, hrsg. v. Traco, Rockstuhl, Bad Langensalza 2007, ISBN 978-3-938997-99-4
  • Andreas Fehler: Die Travertine von Bad Langensalza, Rockstuhl, Bad Langensalza 1998, ISBN 3-932554-32-9
  • Dietmar Reinsch: Natursteinkunde. Eine Einführung für Bauingenieure, Architekten, Denkmalpfleger und Steinmetze, Enke, Stuttgart 1991, ISBN 3-432-99461-3
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Commons: Travertin – Sammlung von Bildern und Videos
Wiktionary: Travertin – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

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  1. ↑ Travertin. In: Lexikon der Geowissenschaften. Spektrum, abgerufen am 28. November 2021.
  2. 1 2 Wolfgang Werner, Roman Koch: Kalktuffe. In: Naturwerksteine aus Baden-Württemberg - Vorkommen, Beschaffung und Nutzung, S. 317. Hrsg. v. Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau. Rüsselsheim 2013, ISBN 978-3-00-041100-7
  3. ↑ Dietmar Reinsch: Natursteinkunde, S. 161, siehe Lit.
  4. ↑ Johannes Baier: Der Cannstatter Travertin . Aufschluss, Jg. 71, 2020, S. 144–153.
  5. ↑ Johannes Baier & Armin Scherzinger (2021): Das Vulkanfeld im Hegau. Aufschluss, 72(2): 58–69.
  6. ↑ Weyer-Eifel – Der Bergbau. Abgerufen am 7. Januar 2024.
  7. ↑ Peter Lorenz Könen: Eifeler-Travertin für das Reichsparteitagsgebäude in Nürnberg. Hrsg.: Arbeitsgruppe Bergbaugeschichte. 2. Auflage. Selbstverlag, Mechernich 2013.
  8. ↑ Johannes Baier: Goethe und die Thermalquellen von Karlovy Vary (Karlsbad, Tschechische Republik). Jahresberichte und Mitteilungen des Oberrheinischen Geologischen Vereins, N. F. Bd. 94, 2012, S. 87–103, doi:10.1127/jmogv/94/2012/87.
  9. ↑ Friedemann Mertin: Kirchtürme in Thüringen: Marienkirche Mühlhausen überragt alle. 20. April 2019, abgerufen am 16. Februar 2020.
Normdaten (Sachbegriff): GND: 4185967-4 (GND Explorer, lobid, OGND, AKS)
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