Gesteinsarten und ihre Eigenschaften: Ein Überblick für Baustoffe

Kapitel 1: Leistungsmerkmale von Gesteinen

1. Adhärenz und Kohäsion (Zusammenhalt)

Die Adhärenz beschreibt die Bindungskraft zwischen den Partikeln. Abhängig von der Art der Bindung oder des Zusammenhalts werden Gesteine wie folgt eingeteilt:

• Kompakt (Übereinstimmung): Erfordert großen Aufwand beim Schleifen.
• Bröckelig: Zerfällt leicht.
• Locker: Besteht aus losen Sandkörnern.

Abhängig von der Quelle ihres Zusammenhalts werden Gesteine wie folgt klassifiziert:

• Anhaftende Gesteine: Der Zusammenhalt wird durch die Bindung der Körner untereinander erreicht (z. B. Granit).
• Agglomerierte Gesteine: Der Zusammenhalt wird durch ein Zementierungsmittel erreicht (klastische Gesteine).

2. Härte (Dureza)

Die Härte beschreibt den Widerstand, den das Gestein gegen das Zerkratzen bietet.

• Weiche Gesteine: Können leicht mit einer gewöhnlichen Säge geschnitten werden (z. B. Travertin, Tuff, Mergel).
• Halbharte Gesteine: Erfordern spezielle, harte Sägezähne (z. B. Kalkstein, Marmor, Sandstein).
• Harte Gesteine: Benötigen eine Säge für das Schneiden von Sand (z. B. kristalliner Kalkstein, kieselsäurehaltiger Sandstein, Serpentin, Trachyt, Diabas).
• Sehr harte Gesteine: Es werden Carborundum-Sägen (schwarzer Diamant) verwendet (z. B. Granit, Syenit, Diorit, Basalt).

Gesteinsarten

1. Eruptivgesteine (Magmatische Gesteine)

Eruptivgesteine entstehen durch die Konsolidierung von Magma, das sich tief in der Lithosphäre befindet. Sie steigen an die Oberfläche auf oder erstarren in Gebieten nahe der Oberfläche im flüssigen Zustand.

1.1. Tiefengesteine (Plutonische Gesteine)

Diese Gesteine, auch als intrusiv oder hypogen bezeichnet, sind langsam innerhalb der Erdkruste ohne Kontakt zur Außenwelt erstarrt. Sie weisen eine holokristalline oder granitische Textur auf.

Die wichtigsten Gesteine dieser Gruppe im Bauwesen sind: Granit, Syenit, Diorit, Gabbro, Peridot, Serpentin.

1.1.1. Granit

Granit ist ein Tiefengestein und das häufigste von allen. Es besteht aus kristallinen Massen.

Für den Einsatz im Baugewerbe muss Granit dauerhaft und frei von Mängeln wie Rissen, Haarrissen und Knötchen sein, welche die strukturelle Integrität beeinträchtigen könnten. Er darf keine akzessorischen Bestandteile enthalten, die reversible physikalische und mechanische Eigenschaften gefährden können, oder Flecken, die sein ursprüngliches Aussehen verändern.

Granit muss leicht zu sägen, zu schnitzen, zu polieren und zu bearbeiten sein.

1.1.2. Rhyolithe oder Liparite

Quarzporphyre mit vorherrschendem Alkalifeldspat werden als Rhyolith bezeichnet. Sie sind Sorten mit häufig fluidaler Textur im Glaskörper.

Rhyolith ist in seiner Zusammensetzung Granit ähnlich, aber heller (beige, grau und grün).

Im Fabrikbau wird Rhyolith zusammen mit Blöcken aus Bimsstein zur thermischen und akustischen Isolierung verwendet. Er wird auch als Hilfsmittel im Prozess des Polierens von Natursteinen in der sogenannten Honungsphase eingesetzt.

1.1.3. Basalte

Basalt ist das verbreitetste vulkanische Gestein und entspricht in seiner mineralogischen Zusammensetzung den Gabbros. Basalte sind Gesteine, die manchmal schwärzlich, dunkelrot oder dunkelgrün sind. Generell werden sie in zwei Hauptgruppen unterteilt:

• Tholeiitische Basalte
• Olivinbasalte

2. Bildung von Sedimentgesteinen (Sedimentationsprozess)

Der Prozess, der zur Bildung von Sedimentgesteinen führt, umfasst folgende Schritte:

1. Zerstörung (Verwitterung): Zerstörung bereits vorhandener Gesteine durch die Einwirkung von Wasser, Eis, Witterung, Erdbeben usw.
2. Transport: Die Produkte dieser Zerstörung können durch Wasser, Eis oder Luft in Suspension transportiert, weggespült oder gelöst werden.
3. Sedimentation (Ablagerung): Ablagerung der Materialien, manchmal mechanisch (durch Verringerung der Schlepphöhe aufgrund mangelnder Geschwindigkeit oder aus anderen Gründen), manchmal chemisch (durch Verdampfen der Flüssigkeit).
4. Transformation (Diagenese): Konsolidierung der Sedimente zu festem Gestein. Dies geschieht manchmal durch Festhalten (Trocknung zwischen den Partikeln, Komprimierung des Sediments) oder durch die Füllung der Hohlräume mit einem Zement-Bindemittel.

2.1. Zuschlagstoffe (Aggregate)

• Schotter: Größere Korngrößen und Grobaggregat (Fraktion, die auf dem Sieb von 4 mm zurückbleibt) usw., verwendet für Beton und Schotter.
• Sand: Körner zwischen 4 und 0,2 mm.
• Pulver: Körner zwischen 0,2 und 0,063 mm.

2.2. Tone (Clays)

Tone sind brüchige Massen, die durch die Zersetzung von Aluminiumsilikaten der magmatischen Gesteine entstehen.

Sie kommen in verschiedenen Farben vor, von Weiß bis Dunkelrot oder sogar Gelb.

Sie fühlen sich fettig an und verströmen beim Befeuchten den Duft feuchter Erde.

Tone sind der Rohstoff für die Herstellung von Keramikprodukten und Zement.

Plastizität ist eine physikalische Eigenschaft, die nur Ton aufweist, wenn er in Wasser eingeweicht wird.

2.3. Kompakte Gesteine

Dies sind Gesteine, die durch die Lapidifizierung von Geröll (Kies und Sand) mittels eines natürlichen Zements entstehen. Wenn die gebundenen Materialien Sande sind, werden sie Sandstein genannt; wenn sie größere Aggregate enthalten, werden sie Konglomerate genannt.

2.3.1. Sandstein

Sandsteine sind Natursteine, die hauptsächlich aus Quarzkörnern und einigen anderen Mineralien bestehen, die mit einem natürlichen Zement (oft derselben Zusammensetzung) zementiert sind.

2.3.2. Gips (Algez)

Gips ist ein salzhaltiges Sedimentgestein, das in großen Massen in eingedampften Lagerstätten zusammen mit Anhydrit und Steinsalz vorkommt.

Er kommt in der Natur als plutonisch und kompakt, faserig, lamellar mit großen Kristallen, feinkörnig oder zuckerhaltig und kreidig vor. Die reinsten Sorten sind farblos und transparent oder weiß; manchmal sind sie durch Kohlenstoff, rotes oder gelbes Eisen dunkel gefärbt.

2.3.3. Kalksteine (Calizas)

Kalksteine sind Gesteine, die durch die Fällung von gelöstem Bicarbonat oder durch doppelte Umsetzung zwischen Ammoniumsulfat und Calciumcarbonat gebildet werden.

Arten von Kalkstein: Pisolithischer Kalkstein, Tuffstein, lithographischer Kalkstein, Stalaktiten, Oolithe, faseriger Kalkstein.

2.3.4. Muschelkalksteine

Sie bestehen aus Muschelschalen von Meerestieren, die mit Kalkstein zementiert sind. Viele von ihnen werden als Marmor bezeichnet, da sie gut polierbar sind.

3. Metamorphe Gesteine

3.1. Gneis

Gneise sind mehr oder weniger blättrige Gesteine, die die gleiche Zusammensetzung wie Granit und viele akzessorische Bestandteile aufweisen.

3.2. Schiefer (Pizarras)

Schiefer sind mikrokristalline Gesteine, die durch thermomechanische Metamorphose von Tonsedimenten entstehen. Seltener können sie später durch einen einfachen Prozess aus hypogenen Gesteinen hervorgehen.

• Dachschiefer: Auch bekannt als gewöhnlicher Dachstein. Sie sind Gesteine aus leicht umgewandelten Tonsedimenten. Sie haben eine sehr kompakte, laminare Struktur, sind wasserdicht, fühlen sich ölig an, sind elastisch und nicht schwer, was eine einfache Bearbeitung (Schneiden, Sägen, Bohren usw.) ermöglicht.
• Kristalline Schiefer: Sie werden auch als „kristalline Schiefer“ bezeichnet.

3.3. Marmor (Mármoles)

Marmor ist ein metamorphes, kristallines, körniges, kompaktes und kryptogranulares Kalkgestein. Es besteht fast ausschließlich aus Calcitkörnern, die ohne Führung gruppiert sind.