Natursteine:
Die Plattentektonik der Erde
Die Platten der Erdkruste sind nicht fest, Sie treiben wie Eisschollen auf einem See von teilweise flüssigem Gestein.
Eine Erdplatte besteht im Wesentlichen aus festem und zugleich brüchigem Gestein,
wobei die Landmassen meisst "leichter" sind als die vergleichsweise schweren Meeresböden.
Alle festen Erdplatten "schwimmen" auf den tieferen Erdschichten (dem Erdmantel).
Der Erdmantel selbst an den kühlsten Stellen viele Hundert Grad heiß und zähflüssig.
Kontinentalplatten
Wenn an einer Stelle Erdplatten auseinander driften, ist es logisch, das an andere Stelle Platten aneinanderstoßen müssen (Konvergenz genannt).
Es gibt verschiedene Formen dieser Zusammenstöße:
2 Erdplatten kollidieren und bilden ein Gebirge. Dabei wird das Gestein an den beiden Plattenrändern gefaltet. Das Himalaya Gebirge zwischen der Indischen und Eurasischen Kontinentalplatte ist wohl das beste Beispiel
Himalaya Gebirge
Die schwerere Erdplatte schiebt sich unter die leichtere. Dabei "taucht" in der Regel ein Meeresboden unter einer Landmasse ab, die im Gegenzug angehoben wird (Aufschiebung). So senkt sich beispielsweise der Ostrand der Pazifischen Platte unter die Südamerikanische Platte. Die Folgen sind neben Erdbeben auch Vulkanausbrüche und eine weitere Gebirgsbildung in den Anden. In der Tiefe der Erde beginnt die abgetauchte Platte langsam zu schmelzen, wird dabei noch schwerer und "zieht" mit Ihrem Eigengewicht an der restlichen Platte.
Aktiver Vulkan in den Anden in Ecuador Die Erdplatten gleiten aneinander vorbei. Diese Variante klingt harmlos, allerdings können sich die unregelmäßig geformten Plattenkanten leicht verhaken und Spannungen aufbauen. Wenn sich die Spannung ruckartig entlädt, kommt es zu Erdbeben. Eine gefährdete Zone ist z.B die San Andreas Verwerfung in Kalifornien.
Gefüge von Natursteinen
Körnig = Einzelne Kristalle sind mit dem Auge sichtbar z.B Sandstein
Dicht = Einzelne Kristalle sind mit der Lupe sichtbar z.B Marmor
Porig = Kleine, runde und eckige Löcher in dichter Masse erkennbar mit dem Auge z.B Travertin
Glasig = Mit dem Auge und der Lupe keine Körnung erkennbar z.B Obsidian
Schiefrig = Schichten von dünnen Platten mit dem Auge erkennbar z.B Schiefer
Oberflächen der Steine bearbeiten
Schleifen - mit Hilfe einer Schleifmaschine wird eine glatte aber stumpfe nicht glänzende Oberfläche geschaffen
Polieren - Es wird eine glänzende, geschlossene Oberfläche erzeugt. Haben Steine keine ausreichende Dichte und Festigkeit, werden sie lediglich geschliffen
Stocken - Mit einem Stockeisen oder Hammer mit Spitzen und Zähnen wird die Oberfläche bearbeitet (fein gestockt, grob gestockt)
Spitzen - Es wird eine homogene, klar strukturierte Oberfläche mit klar erkennbaren Werkzeug Abdrücken erzeugt
Bosieren / Behauen - Mit einem Bossiereisen oder Meißel wird eine rustikale, grobe Oberfläche erzeugt
Scharrieren - Mit dem Scharriereisen werden parallele oder ungleichmäßige Rillen in die Oberfläche geschlagen
Flammen - Mit einem Gasbrenner wird eine 650 Grad heiße Flamme über die Oberfläche geführt. Gesteinsteile platzen ab und es ergibt sich eine raue, einheitliche Oberfläche
Sandstrahlen - Bestrahlen mit Quarzsand oder anderem (Granit, Korund, Stahlkugeln) führt zu gleichmäßigem Aufrauen und zu einer ebenen Oberfläche
Wasserstrahlen - Bestrahlen mit Wasserstrahl durch Hochdruckreiniger. Weiche Bestandteile werden abgespült. Die Oberfläche wird dadurch rau.
Bildung der Gesteine
Gesteine lassen sich in 3 Gruppen einteilen:
Magmatische Gesteine (Erstarrungsgestein) Abkühlung von flüssigem Gestein (Vulkan)
Das Magma ist leichter als festes Gestein. Deshalb versucht es an die Oberfläche aufzusteigen. Je nachdem, wo es abkühlt unterscheidet man in
a. Tiefengestein
b. Ganggestein
c. Durchbruchgestein (Erguss)
d. Auswurfgestein
Wenn sich das Magma langsam abkühlt, haben die Minerale Zeit, ungestört zu wachsen. Deswegen bilden sich bei Tiefengestein große Kristalle, z.B. Granit
Erkennungsmerkmale von Granit:
- gut erkennbare, große Kristalle
- besteht aus Feldspat, Quarz und Glimmer
- keine Fließstrukturen, richtungsloses Muster
- keine Hohlräume, kompakte Struktur
- keine Fossilien
- silikathaltig, nicht kalkgebunden
- empfindlich gegen Salzsäure, Kalilauge, Scheuerpulver
- unempfindlich gegen Amidosulfonsäure (Sanitärreiniger), Universalgrundreiniger, organische Lösemittel, Cerankochfeldreiniger, Wasserdstoffperoxid
Granit An der Oberfläche hingegen kühlt das Magma schneller ab. Die Kristalle sind klein oder gar nicht vorhanden z.B. bei Obsidian oder Bimsstein.
Bimsstein ideal für Fußpflege a. Tiefengestein ist ein in der Tiefe langsam erstarrendes und daher dichtes grobkristallines Erstarrungsgestein mit gut polierbaren Eigenschaften.
Die bekanntesten Tiefengesteine sind Granit, Granodiorit, Diorit und Gabbro.
Pflasterstein Diorit b. Ganggestein ist in Spalten eines Festgesteins eingedrungene und erstarrte Gesteinsschmelze z.B. Porphyr
Porphyr als Pflasterstein Erkennungsmerkmale von Porphyr
- durch das relativ rasche Abkühlen fein bis grobporige Struktur
- keine Fossilien
- rostbraun, mit kleinen Einschlüssen
c. Durchbruchsgestein hat als Flüssige Lava die Erdoberfläche durchbrochen und ist erstarrt z.B. Basalt
Basalt Erkennungsmerkmale von Basalt
- dunkles Gestein, grau bis schwarz, graublau, teilweise auch braunrot
- sehr feinkörnig bis dicht, gelegentlich porig, selten grobporig
- sehr widerstandsfähig, wetterbeständig
- Nutzung als Schotter, Pflasterstein, Splitt
d. Auswurfgestein wurde beim Vulkanausbruch in die Luft geschleudert und ist schlagartig erstarrt, z.B. Bims, Tuff, Lavaschlacke
Wohngebäude aus Tuffstein Erkennungsmerkmale von Tuff
Die Farbe von Tuff variiert je nach der mineralischen Zusammensetzung zwischen weiß, grau, beige, bräunlich bis rötlich.
Sedimentäres Gestein (Ablagerungsgestein) Gesteinstrümmer, Verwitterungsprodukte, Tier und Pflanzenreste wurden im Laufe der Jahrtausende mit Bindemittel also Kalk und Ton zu neuem Gestein gepresst. Beispiele: Kies, Sand, Ton, Schiefer, Kalkstein, Jura, Solnhofer Platten, Muschelkalk.
Bäche und Flüsse spülen Gesteinsbrocken, Sand und Schlamm zum Meer. Sie werden in Schichten abgelagert. Die weichen Schichten verkleben und verdichten sich.
Erkennungsmerkmale von Sandstein
- Bindemittel Ton, Kalk oder Kieselsäure
- geschichtet
- meist gelbe und braune Farbtöne, teilweise rötlich, blau oder schwarz
- Verwendung als Baustein
- vom Zerfall bedroht durch Umwelteinflüsse
Gebäude aus Sandstein Erkennungsmerkmale von Travertin
- hellbeige bis bräunlich
- geschichtet, grössere Poren, schaumig
- wird z.T. gespachtelt, "tektiert"
- weiches, kalkgebundenes Gestein
- Verwendung oft für Fassaden
Fassade, Wand aus Travertin Erkennungsmerkmale von Marmor
- umwandlungsgestein aus Kalkstein z.B. Travertin, Jura
- marmorierte Oberfläche
- mittel bis feinkristallin
- besteht aus Kalk
- alle Farbtöne und Schattierungen möglich
- schneeweißer, kristalliner Marmor aus Carrara
- keine Hohlräume
- keine Fossilien
- Adern bestehen aus Metallen (Marmor kann rosten)
Rosa Marmor Erkennungsmerkmale von Jura
- meist gelblich bis grau
- kleine weiße Pünktchen
- kalkgebunden
- als "Deutscher Marmor" bezeichnet
- z.T. kleine Fossilien
Jura Steinbruch Erkennungsmerkmale von Solnhofener Platten
- hellbeige bis gelblich - orange
- viele Fossilien
- pflanzenähnliche Eisen Mangan Ablagerungen
- erster Urvogel: Archaeopteryx
- Fundort Altmühltal
- Verwendung Bodenbeläge
Fossile Versteinerung in Solnhofener Platten Erkennungsmerkmale von Klaksinter
Kalksinter entsteht, wenn hartes Wasser aus dem Untergrund zutage tritt. Das gelöste Calciumhydrogen - Carbonat wandelt sich zu Kohlenstoffdioxid und zu Kalk um, der dann treppenstufig angeordnete Terrassen und tropfsteinartige Gebilde um die Quelle herum bildet. Die berühmten Kalksinter Terrassen von Pamukkale in der Südwest Türkei sind bis zu 80 Meter hoch. Der Name Pamukkale bedeutet soviel wie Watteschloss. Ebenfalls berühmt sind die Kalksinter Terrassen in der Nähe des Ortes Mammoth Hot Springs im Yellowstone Nationalpark USA.
Kalksinter Terrassen Yellowstone Nationalpark USA Metamorphe Gesteine (Umwandlungsgestein) Gestein, das seine Zusammensetzung zwar beibehalten, aber durch Druck, Wärme und Wasser sein Gefüge verändert hat. Beispiele: Quarzit, Marmor, Gneis, Glimmerschiefer.
Ausgangsgesteine sind andere Gesteine, die durch Druck, Temperatur etc. umgewandelt wurden. Es gibt keine für metamorphe Gesteine typischen Minerale oder Gefügemerkmale. Viele Umwandlungsgesteine sind schieferig.
Erkennungsmerkmale von Quarzit
- sehr hoher Quarzanteil (80%)
- Quarzkörner sind stark miteinander verbunden
- Farbe weiss, braun, rötlich, grau
- Struktur ähnlich wie Salzkörner
- Verwendung: Bodenplatten , Schotter, reiner Quarzit als Rohstoff für Glas
Quarzit Erkennungsmerkmale von Gneis
- entstanden aus Granit
- geschichtete Struktur
- von oben ähnlich wie Granit
- Farben grau bis rotbraun
- Bestandteile wie Granit
- Verwendung: Bodenbeläge, Bausteien
- im Handel oft als Granit oder Quarzit bezeichnet
Gneis Erkennungsmerkmale von Schiefer
- fein bis mittelkörniges Gefüge
- deutliche Schieferung (Parallelgefüge)
- es gibt sehr viele Schieferarten
- teilweise mit fossilen Ablagerungen, trotzdem meistens Umwandlungsgestein
- Verwendung: Dachplatten, Bodenbeläge, Fassaden
Schieferplatten als Dach SCHÄDEN AUF NATURSTEINEN
1. Rost
Einige Natursteine neigen zu Rostbildung da diese einen hohen Anteil an Pyrit (Eisenkies, Katzengold) vorweisen. Durch Schwefelhaltige Abgase aus Ölheizungen, durch Kontakt mit Gartenmöbeln oder bei Wasserschäden können Rostflecken entstehen.
Rostbildung nach Wasserschaden 2. Mattstellen, Kratzer und Abnutzung
Bei der Bearbeitung im Schleifwerk können Unregelmäßigkeiten entstehen, die erst nach der Verlegearbeit deutlich sichtbar werden.
Kratzer auf Steinboden 3. Flecken
Granit, Gneis und Quarzit sind hart aber vielfach auch porös. Flüssigkeiten können eindringen und Flecken verursachen, die nur schwer zu entfernen sind.
Schadensbild Kaffeefleck 4. Defekte Beschichtung und falsche Behandlung.
Oberflächenschaden nach einer Beschichtung. Ungeeignete Produkte oder falsch durchgeführte Imprägnierungen können zum Abstoßen der Behandlungsmittel führen.
Zu grosse Restfeuchtigkiet führt zu Verfleckungen oder im günstigsten Fall zu schlechter Imprägnierwirkung.
Erneute Grundreinigung nach fehlerhafter Beschichtung 5. Wachsflecken und Kerzenwachs
Kerzenwachs dringt in die Oberfläche ein und lässt sich mit normalen Reinigungsmitteln nicht mehr entfernen.
Wachsflecken auf Steinboden 6. Zementrückstände und sonstige Verschmutzung
Bei den offenporigen oder geschliffenen Granitböden dringt Schmutz oder Zementschlämme vom Verfugen in die Platten ein. Durch die normale Unterhaltsreinigung wird der Boden nicht sauber.
Behandlung von Zementschleier 7. Überzähne
Überzähne entstehen, wenn die einzelnen Platten nicht dasselbe Niveau haben.
Dies kann durch gebogene Platten entstehen oder wenn einzelne Werkstücke bei der Verlegung "ertrinken"
Abgesoffene Fliese 8. Verfärbungen
Unbehandelte und raue Granitböden sind saugfähig und porös. Es können Verfärbungen entstehen, die kaum zu entfernen sind.
Verfärbung in Granit 9. Säureschaden und helle Flecken
Schwarzer Schiefer aus Italien oder Portugal ist nicht säurebeständig. Sanitärreiniger, Entkalker, Wein etc. verursachen helle, graue Flecken. Diese Verätzungen können nicht durch eine Reinigung behoben werden.
Säureschaden Schieferboden 10. Schäden durch Scheuern
Mustang sowie Jaddish Schiefer aus Brasilien sind weich und empfindlich. Bei mechanischer Fleckentfernung mit Pad Schwämmen oder durch Kratzen mit Klingen wird die Oberfläche sichtbar verändert.
Schaden durch Scheuern auf Schiefer 11. Kratzer, Abnutzung und Wasserschaden
Sand, Gartenerde, Steinchen und Straßenstaub an den Schuhen sowie Mörtel zerkratzen die Oberfläche. Stark beanspruchte Stellen werden als Matte Gehwege sichtbar. Bei Wasserschaden wird die Politur angegriffen.
Kratzer auf Steinfliese 12. Mattstellen, Säureschaden, Flecken und Verfärbungen
Säurehaltige Flüssigkeiten wie Wein, Fruchsäfte, Essig, Sanitärreiniger und Entkalker beschädigen den Stein.
Mattstellen werden im Gegenlicht sichtbar.
Säurefleck Matt auf Marmor 13. Löcher und Risse
Bei gespachtelten Kalksteinen wie Travertin kann der Steinkitt nach einiger Zeit ausbrechen. Dies geschieht als Folge der Beanspruchung oder bei Ausführung des Schliffs.
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