Naturstein

    Als Naturstein bezeichnet man ganz allgemein alle Steine, wie man sie in der Natur vorfindet oder wenn man sie als wirtschaftliches Gut betrachtet oder erwirbt. Naturstein als wirtschaftliches Gut ist korrekterweise als Naturwerkstein zu bezeichnen.

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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. 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 Naturwerksteine

  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 Naturwerksteine

Die Wahl des Handelsnamens für Naturwerksteine war bislang willkürlich und ins Benehmens der Hersteller oder Lieferanten gestellt. 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 Inkraftretung der europäischen Norm EN 12670 ist neben dem Handelsnamen, der wie bisher willkürlich durch den Hersteller vergeben werden kann, auch die genaue wissenschaftliche Gesteinsbezeichnung (petrographische Familie nach EN 12670 Anhang NA), die typische Gesteinsfarbe sowie der Herkunftsort (Ortsangabe des Gebietes mit mindestens der Stadt oder Gemeinde sowie dem Gebiet oder Land, in dem der Steinbruch liegt) anzugeben. Damit dürfte die künftige Verwendung von bekannten Handelsnamen für ähnliche Naturwerksteine aus völlig anderen Regionen und Qualitäten erheblich erschwert sein.

Definitionen von Naturstein

Definition nach Erscheinungsform

Natursteine lassen sich nach ihrer Erscheinungsform zunächst einteilen in

1. Lockergestein und in

2. Festgestein.

Lockergesteine sind keine Naturwerksteine.

Definition nach Technik

Naturwerksteine lassen sich nach technischen Verarbeitungskriterien in

1. Hartgestein und in

2. Weichgestein einteilen.

Diese Einteilung ist für Praxis in den Steinmetzwerkstätten, in der die Werksteine manuell bearbeitet, maschinell gesägt oder geschliffen werden, 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.

Wissenschaftliche Definition

Natursteine lassen sich nach naturwissenschaftlichen Kriterien, entsprechend ihrer Entstehung (Genese), in drei Gesteinsklassen 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) als 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.

In den Naturwissenschaften wird ausschließlich der Begriff Gestein verwendet. Diese Kategorie kann nicht auf Naturwerksteine übertragen werden, da z. B. Salzgestein wissenschaftlich als Gestein klassifiziert wird. Ein Einbau von Salzgestein hätte im Bauwesen aus vielfachen Gründen fatale Folgen und es wird daher nicht im Bereich der Technik verwendet. Ähnliches gilt für weitere ’Gesteine’ nach wissenschaftlicher Kategorisierung wie beispielsweise Kreide, Kieselgur, Anhydrit, Naturgips usw..

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 Gestaltungen der Steinoberflächen von Naturwerksteinen 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.

Gewinnung und Verarbeitung von Naturwerkstein

Gewinnung 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 mit Radladern transportiert. Der Abtransport zu den steinverarbeitenden Betrieben erfolgt mit LKW.

Verarbeitung von Naturwerkstein

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 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-Druchmessern antreiben.

Werden Rohblöcke aus Hartgesteine in sog. Tranchen (ab 8 cm dicke Steinplatten) zum Zwecke der Grabmalfertigung aufgeteilt, werden sog. Blockkreissägen eingesetzt, die kreisrunde Sägeblätter mit einem Durchmesser bis zu 3 bis 4 m antreiben. Die Blockkreissägen haben den Vorteil gegenüber den Gattersägen, dass sie bessere Ebenheitswerte sägen. Dies hat den Vorteil, dass einzelne nachfolgende Arbeitsgänge bis zur Politur, die sonst notwendig werden, übersprungen werden können.

Übliche Formate von Naturwerkstein

    Bodenbelagsverbände und Plattenformate:

Es gibt mehr als 300 Verbände für Bodenbeläge aus Naturwerkstein:

• Römischer Verband mit bis zu 16 unterschiedlichen Plattenformaten
• Rosenspitz
• Bahnenbelag
• Belag mit quadratischen Platten

Nachfolgende Plattenformate 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 (Länge), 1,60–2,00 m (Höhe), 1,20–1,60 m (Breite)

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

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

Österreich

• ÖNORM B 2213: Steinmetz- und Kunststeinarbeiten - Werkvertragsnorm

Schweiz

• Norm SIA 118/246: Allgemeine Bedingungen für Natursteinarbeiten

Europa

• Prüfnormen für Naturwerkstein:
  • 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

Naturwerksteinmessen

• Natursteinmesse „stone+tec“ in Nürnberg, Deutschland
• Natursteinmesse „TechniPIERRE“ in Lüttich, Belgien.
• Natursteinmesse MARMOMACC in Verona, Italien.
• Natursteinmesse CarraraMARMOTEC in Carrara, Italien.
• Stoneshow in London, England
• Natursteinmesse Internation Fair of Stone and Stone Maschinery in Wroclaw (Breslau), Polen

Natursteinmuseen

• Baumberger Sandsteinmuseum
• Grünsandsteinmuseum in Soest
• Marmormuseum in Carrara in Italien
• Solothurner Natursteinmuseum (Schweiz)
• Steinmuseum Landsee (Österreich)