Chinesische Natursteinplatten im öffentlichen Freiraum

Knippenberg, Frank

Chinesische Natursteinplatten im öffentlichen Freiraum

Dokumentation ausgewählter Projekte und aus der Schadbildanalyse resultierende Empfehlungen für künftige Baumaßnahmen

von Frank Knippenberg (Autor:in)

Landschaftsarchitektur, Landespflege, Gartenbau

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Problemstellung:
In den vergangenen Jahren wurden verstärkt repräsentative, innerstädtische Freiräume (Fußgängerzonen, Plätze, Einkaufspassagen) mit chinesischen Natursteinplattenbelägen ausgestattet. Der günstige Preis des fernöstlichen Naturwerksteins ermöglicht Planern und Bauherren eine Fülle neuer Gestaltungsmöglichkeiten: Großformatige und den Belastungssituationen entsprechend dicke Platten aus massivem Naturstein werden zunehmend großflächig als Straßenbelag eingesetzt. In der Vergangenheit kam es jedoch zu teilweise erheblichen Unzulänglichkeiten bei Baumaßnahmen mit diesem Material, ein Umstand, der dem chinesischen Naturwerkstein ein nachhaltiges Negativimage beschert hat.
Durch die im Rahmen dieser Diplomarbeit realisierte Dokumentation ausgewählter, chinesischer Natursteinplattenbeläge werden die mit diesem Material, in Abhängigkeit von Bauweise und Nutzungsansprüchen, einhergehenden Eigenschaften und Probleme analysiert und bewertet.
Ziel dieser Arbeit ist es, unter Berücksichtigung der gewonnenen Analyseergebnisse Empfehlungen und Handlungsanweisungen für künftige Projekte zu entwickeln, um Natursteinplattenflächen in Zukunft schadensfrei planen, bauen und unterhalten zu können.
Granit aus China lässt Tiefbauer fast verzweifeln (Neue Osnabrücker Zeitung, 06.04.2000). Chinesischer Granit wird zum Stein des Anstoßes (dpa-Meldung von Katia Rathsfeld, 21.08.2005).
Schlagzeilen wie diese enthalten zwar meistens auch einen Funken Wahrheit, werden dem Kernproblem aber selten gerecht. In der Vergangenheit ist es bei einigen Bauprojekten zu Schwierigkeiten gekommen, die, meiner Meinung nach vorschnell und weitgehend zu Unrecht, dem chinesischen Naturwerkstein angelastet wurden.
Vielmehr belegen unzählige positive Beispiele, die leider oftmals kein mediales Echo erfahren, dass chinesischer Naturwerkstein den Anforderungen nationaler und europäischer Normen und Regelwerken genügen kann. Auch für SINGEWALD (2003, S. 3) ist die Qualität eines Natursteins [] sicherlich nicht aufgrund seiner Herkunft festmachbar. Bei genauer Betrachtung ist es so, dass eine geologischfachliche Begleitung der gesamten Baumaßnahme, von der Besichtigung des chinesischen Steinbruchs bis hin zur Beprobung der Lieferchargen, eine ausreichende Qualität des Materials gewährleisten kann.
These 1:
Ein umfangreiches Qualitätsmanagement garantiert den Anforderungen entsprechende Materialeigenschaften des chinesischen Naturwerksteins. Wo liegen also […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

ID 9331

Knippenberg, Frank: Chinesische Natursteinplatten im öffentlichen Freiraum -

Dokumentation ausgewählter Projekte und aus der Schadbildanalyse resultierende

Empfehlungen für künftige Baumaßnahmen

Druck Diplomica GmbH, Hamburg, 2006

Zugl.: Fachhochschule Lippe und Höxter, Diplomarbeit, 2005

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,

insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von

Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der

Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen,

bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung

dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen

der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik

Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich

vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des

Urheberrechtes.

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in

diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme,

dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei

zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.

Die Informationen in diesem Werk wurden mit Sorgfalt erarbeitet. Dennoch können

Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden, und die Diplomarbeiten Agentur, die

Autoren oder Übersetzer übernehmen keine juristische Verantwortung oder irgendeine

Haftung für evtl. verbliebene fehlerhafte Angaben und deren Folgen.

Diplomica GmbH

http://www.diplom.de, Hamburg 2006

Printed in Germany

Vorwort

III

Vorwort

Die vorliegende Diplomarbeit stellt den Abschluss meines Studiums

zum Diplomingenieur im Fachgebiet Landschaftsarchitektur und Um-

weltplanung (FB 9) an der Fachhochschule Lippe und Höxter dar.

Bewusst habe ich mich für ein theoretisches Thema aus dem Bereich

Baustoffkunde entschieden. Als gelernter Gärtner in der Fachrichtung

Garten- und Landschaftsbau fasziniert mich insbesondere Naturwerk-

stein als Baumaterial seit vielen Jahren.

Darüber hinaus möchte ich dieses Vorwort nutzen, um mich bei eini-

gen Personen für die Unterstützung vor und während dieser Arbeit zu

bedanken:

In erster Linie möchte ich meiner Familie, insbesondere meiner Frau

Julia und meinem Sohn Fritz Leo für die Unterstützung, das Verständ-

nis und die Geduld während der letzten Monate danken. Meinen Eltern

und Großeltern danke ich ganz besonders für die finanzielle Unterstüt-

zung, die dieses Studium erst ermöglicht hat.

Weiter danke ich denen, die mich während der Fertigstellung dieser

Arbeit fachlich betreut haben. Meinen Betreuern , Herrn Prof. Dr.-Ing.

Jörn Pabst und Prof. Dr. Lutz Müller ebenso wie meinem ,,Drittbetreu-

er" Dipl. Ing. Jörn Buchholz, dem ich an dieser Stelle auch alles Gute

für seine Dissertation wünsche. Ich möchte ferner allen danken, die

sich die Zeit genommen haben die Fragenkataloge zu beantworten,

insbesondere danke ich Herrn Frank Dickmann, Geschäftsführer der

Fa. BESCO GmbH, Berlin und Herrn Detlef Richter, Geschäftsführer

der Fa. Steinzeit, Bonn, für ihre fachliche Unterstützung.

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG

1.1 T

HEMATISCHE

INFÜHRUNG

1.2 T

HESEN

1.3 Z

IELVERFOLGUNG

EINFÜHRUNG IN DIE GESTEINSKUNDE

2.1 M

INERALE UND

ESTEINE

2.2 G

ESTEINE FÜR

ATURSTEINPFLASTER UND

PLATTEN

2.3 G

EWINNUNG UND

EARBEITUNG VON

ATURWERKSTEIN

2.4 O

BERFLÄCHENBEARBEITUNG

3 NATURSTEINPLATTEN

3.1 D

EFINITION

3.2 DIN

1341

ENÜGT DIE

URONORM FÜR

ATURSTEINPLATTEN DEN

NFORDERUNGEN DER

RAXIS

3.3 B

EANSPRUCHUNG UND

AUKLASSEN

3.4 B

AUWEISEN

3.5 P

HYSIKALISCHE UND CHEMISCHE

INFLÜSSE

3.6 U

NTERHALTUNG

EINIGUNG UND

FLEGE

NATURWERKSTEIN AUS CHINA

4.1 G

EOGRAPHISCHE

ATEN UND

AHLEN ZUR

OLKSREPUBLIK

HINA

4.2 G

EWINNUNGSSTÄTTEN FÜR

ATURSTEIN

4.3 H

ANDEL

4.4 Q

UALITÄTSMANAGEMENT

Inhaltsverzeichnis

DOKUMENTATION UND ANALYSE

AUSGEWÄHLTER NATURSTEINPLATTENFLÄCHEN

5.1 A

USWAHLKRITERIEN

5.2 D

OKUMENTATIONSMETHODIK

5.3 D

OKUMENTIERTE

ROJEKTE

(

IN ALPHABETISCHER

EIHENFOLGE

)

5.3.1 Bielefeld, Fußgängerzone Altstadt

5.3.2 Binz auf Rügen

5.3.3 Bonn, T-Mobile Campus

5.3.4 Bremerhaven, Fußgängerzone

5.3.5 München, Marstallplatz

5.3.6 München, Pschorrhöfe

5.3.7 Wiesbaden, Fußgängerzone

5.4 Z

USAMMENFASSENDE

NALYSE UND

ERGLEICH DER DOKUMENTIERTEN

ROJEKTE

103

FAZIT UND ZUSAMMENFASSUNG

105

6.1 F

AZIT UND

USBLICK

105

6.2 Z

USAMMENFASSUNG

107

6.3 S

UMMARY

109

7 ANHANG

111

7.1 F

RAGENKATALOGE

111

7.2 L

ITERATURVERZEICHNIS

137

7.3 A

BBILDUNGSVERZEICHNIS

143

7.4 E

IDESSTATTLICHE

RKLÄRUNG

150

Einleitung

Einleitung

1.1

Thematische Einführung

In den vergangenen Jahren wurden verstärkt repräsentative, inner-

städtische Freiräume (Fußgängerzonen, Plätze, Einkaufspassagen)

mit chinesischen Natursteinplattenbelägen ausgestattet. Der günstige

Preis des fernöstlichen Naturwerksteins ermöglicht Planern und Bau-

herren eine Fülle neuer Gestaltungsmöglichkeiten: Großformatige und

den Belastungssituationen entsprechend dicke Platten aus massivem

Naturstein werden zunehmend großflächig als Straßenbelag einge-

setzt. In der Vergangenheit kam es jedoch zu teilweise erheblichen

Unzulänglichkeiten bei Baumaßnahmen mit diesem Material, ein Um-

stand, der dem chinesischen Naturwerkstein ein nachhaltiges Nega-

tivimage beschert hat.

Durch die im Rahmen dieser Diplomarbeit realisierte Dokumentation

ausgewählter, chinesischer Natursteinplattenbeläge werden die mit

diesem Material, in Abhängigkeit von Bauweise und Nutzungsansprü-

chen, einhergehenden Eigenschaften und Probleme analysiert und

bewertet.

Ziel dieser Arbeit ist es, unter Berücksichtigung der gewonnenen Ana-

lyseergebnisse Empfehlungen und Handlungsanweisungen für künfti-

ge Projekte zu entwickeln, um Natursteinplattenflächen in Zukunft

schadensfrei planen, bauen und unterhalten zu können.

Einleitung

1.2

Thesen

,,Granit aus China lässt Tiefbauer fast verzweifeln" (Neue Osnabrücker

Zeitung, 06.04.2000). ,,Chinesischer Granit wird zum Stein des An-

stoßes" (dpa-Meldung von Katia Rathsfeld, 21.08.2005).

Schlagzeilen wie diese enthalten zwar meistens auch einen Funken

Wahrheit, werden dem Kernproblem aber selten gerecht. In der Ver-

gangenheit ist es bei einigen Bauprojekten zu Schwierigkeiten ge-

kommen, die, meiner Meinung nach vorschnell und weitgehend zu

Unrecht, dem chinesischen Naturwerkstein angelastet wurden.

Vielmehr belegen unzählige positive Beispiele, die leider oftmals kein

mediales Echo erfahren, dass chinesischer Naturwerkstein den Anfor-

derungen nationaler und europäischer Normen und Regelwerken ge-

nügen kann. Auch für SINGEWALD (2003, S. 3) ist ,,die Qualität eines

Natursteins [...] sicherlich nicht aufgrund seiner Herkunft festmach-

bar". Bei genauer Betrachtung ist es so, dass eine geologisch-

fachliche Begleitung der gesamten Baumaßnahme, von der Besichti-

gung des chinesischen Steinbruchs bis hin zur Beprobung der Liefer-

chargen, eine ausreichende Qualität des Materials gewährleisten

kann.

These 1:

Ein umfangreiches Qualitätsmanagement garantiert den Anforderun-

gen entsprechende Materialeigenschaften des chinesischen Natur-

werksteins.

Wo liegen also weitere mögliche Ursachen dafür, dass viele Natur-

steinplattenflächen nicht den hohen ästhetischen Ansprüchen genü-

gen, die sicherlich zu Recht an einen Plattenbelag im urbanen

Freiraum zu stellen sind?

Viele Plattenflächen weisen signifikante Abweichungen von der Eben-

flächigkeit auf und/oder sind stark verschmutzt. Optische Mängel, die

Einleitung

meiner Meinung nach direkt oder indirekt auf eine der Belastungssi-

tuation nicht angemessene Bauweise zurückzuführen sind.

These 2:

Die Qualität einer Natursteinplattenfläche im urbanen Freiraum hängt

in erster Linie von einer, der geplanten Belastung und Beanspruchung

angemessenen Bauweise und den damit verbundenen Reinigungs-

und Pflegemöglichkeiten ab.

1.3

Zielverfolgung

Zur Überprüfung der beiden zuvor aufgestellten Thesen gliedert sich

die vorliegende Arbeit in folgende Abschnitte:

Die Abschnitte 2 bis 4 bilden den allgemeinen Teil dieser Arbeit. Es

erfolgt eine ausführliche Einführung in das Thema, wobei insbesonde-

re die Kernbegriffe dieser Arbeit ,,Natursteinplatte", ,,Bauweise" und

,,Qualitätsmanagement" definiert und erläutert werden. Zunächst be-

schäftigt sich Abschnitt 2 Einführung in die Gesteinskunde mit dem

Begriff Naturwerkstein: Es werden die geologischen Grundlagen hin-

sichtlich Entstehung und Zusammensetzung von Gesteinen erläutert,

anschließend die für Natursteinpflaster und -platten geeigneten Ge-

steine und ihre Eigenschaften vorgestellt. Die zwei abschließenden

Kapitel behandeln die Gewinnung und Bearbeitung von Naturwerk-

stein sowie die möglichen Oberflächenbearbeitungen. Abschnitt 3 Na-

tursteinplatten definiert vorab kurz den Begriff Natursteinplatte im

Sinne dieser Arbeit, anschließend werden die relevanten Normen und

die darin enthaltenen Anforderungen an Natursteinplatten für den

Außenbereich vorgestellt und diskutiert. Die folgenden Kapitel behan-

deln die in Abhängigkeit von der Beanspruchung relevanten Bauklas-

sen für Elementstraßenbeläge sowie die möglichen Bauweisen.

Abschließend wird die schädigende Wirkung von physikalischen und

Einleitung

chemischen Einflüssen auf Natursteinplatten untersucht sowie poten-

zielle Maßnahmen zur Unterhaltung, Reinigung und Pflege der Plat-

tenflächen vorgestellt.

Abschnitt 4 Naturwerkstein aus China stellt zunächst die aufstrebende

Wirtschaftsmacht China anhand der wichtigsten allgemeinen geogra-

phischen Daten und Zahlen vor, um anschließend speziell auf chinesi-

schen Naturwerkstein einzugehen. Es werden die wichtigsten

Gewinnungsstätten für Naturstein vorgestellt sowie die chinesische

Natursteinwirtschaft hinsichtlich des Handelsvolumens und -wertes

beleuchtet. Anschließend wird exemplarisch ein umfassendes Quali-

tätsmanagement für chinesischen Naturwerkstein beschrieben.

Den Schwerpunkt dieser Arbeit bildet Abschnitt 5 Dokumentation und

Analyse ausgewählter Natursteinplattenflächen. Nach einer kurzen

Beschreibung der Auswahlkriterien und Erläuterung der Dokumentati-

onsmethodik werden die sieben im Rahmen dieser Diplomarbeit do-

kumentierten chinesischen Natursteinplattenflächen vorgestellt und

insbesondere im Hinblick auf die aufgestellten Thesen analysiert und

bewertet.

Abschnitt 6 Fazit und Zusammenfassung bildet den Schluss dieser

Arbeit, die gewonnenen Ergebnisse werden zusammengefasst und in

Planungs- und Bauempfehlungen für künftige Natursteinplattenflä-

chen subsumiert. Die Zusammenfassung wird auch ins Englische ü-

bersetzt.

Einführung in die Gesteinskunde

Einführung in die Gesteinskunde

2.1

Minerale und Gesteine

Gesteine bilden den wichtigsten Bestandteil der äußeren Erdkruste.

Sie bestehen aus einem oder mehreren Mineralen, die wiederum aus

einem oder mehreren chemischen Elementen bestehen. Daraus las-

sen sich folgende Definitionen ableiten:

· Minerale sind stofflich einheitliche (homogene), feste, anorgani-

sche, meist natürlich vorkommende Körper der Erdkruste.

· Gesteine sind monomineralische oder polymineralische Aggre-

gate von Mineralen, die selbstständige, in sich wesensgleiche

Teile der Erdkruste darstellen (ROTHE, S.14).

Ein Beispiel für ein monomineralisches Gestein ist Kalk, welches aus

dem Mineral Kalkspat besteht. Granit ist ein typischer Vertreter für

ein polymineralisches Gestein: ,,Feldspat, Quarz und Glimmer, die

drei vergess ich nimmer", lautet ein bekannter Merksatz. Minerale

lassen sich beispielsweise nach Farbe oder Härte klassifizieren.

Grundsätzlich unterscheidet man helle, felsische Minerale (z.B. Quarz,

Feldspäte) von dunklen, mafischen

Mineralen (z.B. Olivin, Biotit). Die

Mohs'sche Härteskala, eine von dem Mineralogen Friedrich M. Mohs

(1773-1839) aufgestellte Skala, ermöglicht eine einfache Bestim-

mung der Mineralhärte: Die Mineralien werden in zehn Härtegrade

eingeteilt, wonach jedes folgende Mineral das vorhergehende ritzt

(vgl. MEHLING (Hrsg.), S. 250). Das weichste Mineral ist hiernach

Talk mit einer Härte von 1, Diamant mit einem Wert von 10 das här-

teste.

1 mafisch: dunkel gefärbte als Mafite bezeichnete Minerale. Gegensatz ist salisch (fel-

sisch). (vgl. MEHLING (Hrsg.), S. 226)

Einführung in die Gesteinskunde

Die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale mit Farbzuordnung und

Einteilung nach Härte fasst folgende Tabelle zusammen (vgl.

MENTLEIN, S. 13):

Mineral

Farbe

Härte nach Mohs

Quarz

weiß, grau

Orthoklas = roter Feldspat

rötlich, rot

Plagioklas = heller Feldspat

grau

Muskovit = heller Glimmer

silberweiß

2,5 ... 3

Biotit = dunkler Glimmer

schwarz

2,0 ... 3

Augit

schwarz, braun

Hornblende

schwarz

5,0 ... 6

Olivin

dunkelgrün

6,5 ... 7

Calzit (Kalziumkarbonat)

weiß, grau

Gips

weiß, grau

Tabelle 1

Hinsichtlich ihrer Entstehung lassen sich die Gesteine in drei Gruppen

einordnen:

1) Erstarrungsgesteine (magmatische Gesteine, Magmatite) ent-

stehen aus dem abgekühlten und kristallisierten Magma

des

Erdinneren.

2) Ablagerungsgesteine (Sedimentgesteine, Sedimentite) entste-

hen durch Verwitterung, Erosion, Transport, Ablagerung und

Diagenese

3) Umwandlungsgesteine (metamorphe Gesteine, Metamorphite):

Abgesunkene Sedimentite und Magmatite erfahren in größeren

Tiefen der Erdkruste (10-20 km) große Drücke und Tempera-

tureinwirkungen und bilden dadurch neue Gesteine.

2 Magma: Flüssige Masse aus teilweise oder vollkommen aufgeschmolzenem silikatischem

bzw. (wesentlich seltener) karbonatischem Material (Karbonatitschmelzen) unter Be-

teiligung größerer Mengen an gelösten Gasen (MEHLING (Hrsg.), S. 226).

3 Diagenese: Sammelbegriff für alle Vorgänge, die lockere Sedimente zu Sedimentgestei-

nen werden lassen. Neben Entwässerungs-(Kompaktions-)Lösungs- und Ausfällungs-

vorgängen spielen Druck und Temperatur eine entscheidende Rolle (MEHLING

(Hrsg.), S. 70).

Einführung in die Gesteinskunde

zu 1) Magmatite lassen sich nach Ort und Geschwindigkeit des Erstar-

rens wiederum untergliedern:

· Tiefengesteine (Plutonite) entstehen, wenn das empordrängen-

de Magma in größerer Tiefe (8 bis über 40 km) unter der Erd-

oberfläche langsam in Zeiträumen von Jahrmillionen erstarrt

(HUGUES, STEIGER, WEBER, S. 10). Diese Plutonite verfügen

über eine mit dem bloßen Auge sichtbare, vollständig auskris-

tallisierte

Mineralstruktur, und erst tektonische Hebung im er-

starrten Zustand und die verwitterungsbedingte Abtragung der

überlagernden Gesteine führen dazu, dass diese Gesteine an

der Erdoberfläche zugänglich sind (vgl. MEHLING (Hrsg.), S.

227). Bekannteste Vertreter: Granit, Diorit, Gabbro.

· Ganggesteine stellen den Übergang zwischen Plutoniten und

Vulkaniten dar (MEHLING (Hrsg.), S. 123). Wie der Name schon

sagt, erstarren kleinere Mengen Magma in oberflächennahen

Gängen und Spalten. Gesteinsarten zum Beispiel: Quarz-

porphyr, Granitporphyr

· Ergussgesteine (Vulkanite) entstehen unmittelbar unter der

Erdoberfläche oder bei Vulkanausbrüchen sogar oberirdisch.

Aufgrund dieser sehr unterschiedlichen Erstarrungsbedingungen

entstehen dichte bis poröse oder tuffartige, kristalline bis glasi-

, richtungslose

Gesteine (vgl. HUGUES, STEIGER, WEBER,

S. 10), beispielsweise Basalt, Diabas, Lavagestein, vulkanische

Tuffe.

4 auskristallisiert (auch holokristallin): alle Gemengeteile sind als Kristalle ausgebildet

(vgl. MEHLING (Hrsg.), S. 159) Kristallisation: chemischer Vorgang der Kristallbil-

dung und Zeitpunkt des Kristallisierens von Stoffen. Kristalle bilden sich ausgehend

von einem Kristallisationskeim durch Stoffanlagerung (MEHLING (Hrsg.), S. 203)

5 Gesteinsglas: entsteht bei der raschen Erstarrung von Silikatschmelzen. Die Atome und

Moleküle bekommen keine ausreichende Zeit zur Bildung von Kristallen und liegen

deshalb in ungeordneter Form wie in der Schmelze vor (MEHLING (Hrsg.), S. 130).

6 richtungslos: bezeichnet die Textur, also die (im Bsp. richtungslose) räumliche Anord-

nung der Komponenten eines Gesteins (MEHLING (Hrsg.), S. 396).

Einführung in die Gesteinskunde

Die folgende Übersicht zeigt den Zusammenhang zwischen Magmabe-

reich, Tiefen- und Ergussform (vgl. SCHEGK, S. 1 von 7 von Kapitel

3.1, Magmatite):

zu 2) Sedimentite entstehen durch mechanische, chemische oder bio-

logische Zerstörung bereits vorhandener Gesteine und deren an-

schließender erdoberflächennahen Wiederverfestigung. Hierbei kann

es sich sowohl um Magmatite, Metamorphite als auch um ältere Se-

dimentite handeln. Die durch die Zerstörung entstehenden Sedimente

erodieren und lagern sich an anderen Stellen wieder ab. An diesen

Ablagerungsstellen können unter bestimmten Umständen gesteinsbil-

dende Prozesse ( Diagenese) einsetzen. Man unterscheidet nach

ihrer Entstehung:

· Klastische Sedimentite oder Trümmergesteine sind Ablagerun-

gen von Gesteinsteilen, die nur auf mechanischem Weg gebil-

det, transportiert und verfestigt werden. Die klastischen

Sedimente werden nach ihrer Größe gegliedert in:

Abbildung 1

Einführung in die Gesteinskunde

- Brockengesteine (> 2 mm), z.B. Konglomerat

, Brekzie

- Sandgesteine (2 0,02 mm), z.B. Sandstein

, Grauwa-

cke

, Kalksandstein

- Tongesteine (< 0,02 mm), z.B. Tonstein

, Tonschiefer

(vgl. HUGUES, STEIGER, WEBER , S. 11)

· Chemische Sedimentite entstehen durch die Verfestigung von

aus übersättigten Lösungen ausgefällter Kristalle. Gesteinsbei-

spiele: Kalkstein

, Travertin

, Dolomit

· Biogene Sedimentite bestehen ausschließlich aus organischen

Sedimenten: z.B. Braunkohle, Steinkohle etc.

Konglomerat: Ablagerungsgestein. Diagenetisch verfestigter Kies, aus gerundeten Ge-

röllkomponenten der gleichen Gesteinsart (mono- oder oligomiktes K.) oder verschie-

denartiger Gesteine (polymiktes K.) bestehend (MEHLING (Hrsg.), S. 193).

Brekzie: Ablagerungsgestein aus eckigen Gesteinstrümmern jeglicher Herkunft.

(MEHLING (Hrsg.), S. 53)

Sandstein: Bezeichnung für (klastische) Ablagerungsgesteine mit einer Korngröße von

0,0625 bis 2 mm. (MEHLING (Hrsg.), S. 329)

Grauwacke: Klastisches Sedimentgestein, eine Sonderausbildung von Sandsteinen.

(MEHLING (Hrsg.), S. 144)

Kalksandstein: ein Sandstein mit einem Sandanteil von 50-75 Vol.-%, der Rest besteht

aus Karbonat (MEHLING (Hrsg.), S. 174)

Tonstein: unter Druck erfolgt eine Kompaktion des abgelagerten Tonsediments, Ton

wird zu Tonstein. (vgl. MEHLING (Hrsg.), S. 399)

Tonschiefer: siehe Tonstein, die Schiefrigkeit ist auf tektonische Einengung im Rahmen

von intensiver Faltung des Gesteins zurückzuführen. (vgl. MEHLING (Hrsg.), S. 399)

Kalkstein: Kalksteine bestehen überwiegend aus Calcit oder Kalkspat und entstehen

durch Verfestigung von chemisch gefälltem Kalkschlamm. Kalksteine können aber

auch fast ausschließliche aus Schalenresten von fossilen Meerestieren bestehen

(Schill- oder Muschelkalke) (MEHLING (Hrsg.), S. 174).

Travertin: poröses Kalkgestein, das sich in den jüngeren Epochen der Erdgeschichte im

kontinentalen Bereich immer dann bildet, wenn kalkreiche Wässer nach dem Quell-

austritt ihren Lösungsinhalt verlieren und ausscheiden (MEHLING (Hrsg.), S. 404).

Dolomit: Sedimentgestein, zu 90-100 % aus dem Mineral Dolomit bestehend. Meistens

sekundär durch Magnesium-Zufuhr aus Kalkstein gebildet. (MEHLING (Hrsg.), S. 81)

Einführung in die Gesteinskunde

Zusammenfassend veranschaulicht Tabelle 3 die Entstehung der Se-

dimentite

(vgl.

SCHEGK, S. 1 von 9 von Kapitel 3.2, Sedimentite):

Abbildung 2

Einführung in die Gesteinskunde

zu 3) Metamorphite entstehen unter sich ändernden physikalischen

und chemischen Bedingungen in einem Zeitraum von Jahrmillionen

durch Umwandlung sowohl magmatischer, sedimentärer oder bereits

metamorpher Gesteine (HUGUES, STEIGER, WEBER, S. 11). Dabei

spielen in der Regel großgeologische Vorgänge eine Rolle, bei denen

ganze Gesteinskomplexe in tiefere Erdschichten versinken, hier unter

großen Druck bei sehr hohen Temperaturen geraten und in neue Ge-

steine umgewandelt werden (vgl. ROTHE, S. 107). In Bezug auf das

umgewandelte Ausgangsgestein werden Metamorphite unterschieden

in Orthogesteine (aus Magmatiten hervorgegangen) und Paragesteine

(aus Sedimentiten entstanden). Der namhafteste Metamorphit ist der

Marmor, der aus einem umgewandelten Kalkstein hervorgeht. Die

folgende Grafik illustriert den Prozess der Gesteinsmetamorphose

(vgl. SCHEGK, S. 1 von 4 von Kapitel 3.3, Metamorphite):

Abbildung 3

Einführung in die Gesteinskunde

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass keine der drei Ge-

steinsgruppen ausschließlich isoliert betrachtet werden kann, viel-

mehr stehen Sie über einen Kreislauf (siehe Abbildung 4) miteinander

in Verbindung. Dieser in seinen Details noch wenig erforschte Zyklus,

geht auf die Theorie von James Hutton (1726-1797) zurück und be-

steht im Prinzip aus einer Reihe von Teilkreisläufen:

· Beim exogenen Kreislauf verwittern die magmatischen Gestei-

ne, die dabei entstehenden Sedimente werden durch den Pro-

zess der Diagenese zu Sedimentgesteinen, die wiederum

verwittern und erodieren.

· Der endogene Kreislauf besagt, dass Magmatite oder Sedimen-

tite in tieferen Bereichen der Erdkruste zu Metamorphiten um-

gewandelt werden, die dann entweder in den exogenen

Kreislauf gelangen können oder in noch größeren Tiefen zu

Schmelzen werden, die beim Wiederaufstieg zu Magmatiten er-

starren (vgl. ROTHE, S. 13).

Abbildung 4

Einführung in die Gesteinskunde

2.2

Gesteine für Natursteinpflaster und -platten

Die drei in Kapitel 2.1 vorgestellten großen Gesteinsfamilien (Magma-

tite, Sedimentite, Metamorphite) lassen sich in etwa 30 verschiedene

Gesteinsarten

unterteilen, aus denen wiederum weltweit ca. 4.500

5.000 Natursteinsorten

hervorgehen (vgl. HUGUES, STEIGER,

WEBER, S. 10). In diesem Kapitel werden Natursteinarten für im Frei-

raum verwendbare Pflaster- und Plattenbeläge vorgestellt und hin-

sichtlich ihrer Bestandteile, Farbe, Rohdichte und

Verwendungsmöglichkeiten tabellarisch dargestellt (vgl. MENTLEIN,

S.15; HUGUES, STEIGER, WEBER, S. 12-22; sowie SCHEGK):

Gestein

Bestandteile

Farbe

Rohdichte¹

(g/cm³)

Druckfestigkeit

(N/mm²)

Verwendung

Granit

Feldspat,

Quarz und

Glimmer

weißlich-

gelblich-

grau-rötlich-

schwarz

gesprenkelt

2,6 ... 2,8

160 ... 240

Pflaster, Bordstei-

ne, Fassaden,

Bodenbeläge

innen/außen,

große Platten,

Stufen, Mauer-

steine

Syenit

roter Feldspat,

Hornblende,

Quarz

dunkelgrau-

rötlich-

gelblich ge-

sprenkelt

2,6 ... 2,8

160 ... 240

ähnlich Granit,

etwas einge-

schränkter

Diorit

heller Feld-

spat, Horn-

blende, Quarz

dunkelgrau-

schwarz

gesprenkelt

2,6 ... 2,9

170 ... 300

ähnlich Granit,

etwas einge-

schränkter

Gabbro

verschiedene

dunkle Mine-

rale, Olivin,

heller Feldspat

dunkelgrau,

schwarz,

grünlich

2,8 ... 3,1

170 ... 350

ähnlich Granit

Gesteinsart: Als Gesteinsarten bezeichnet man Varietäten von Gesteinen, die einen de-

finierbaren, relativ homogenen Mineralbestand aufweisen und durch eine

petrographische Bezeichnung gekennzeichnet sind (MEHLING (Hrsg.), S. 130).

Natursteinsorte: Viele Gesteinsarten (z.B. Granit) treten in zahlreichen Vorkommen

auf, die sich hinsichtlich ihrer Farbe, der Struktur, Textur oder der technischen Güte

wesentlich unterscheiden. Werden sie als Naturwerkstein genutzt, so erfolgt die Be-

nennung dieser "Sorten" außerhalb der Wissenschaft, mitunter sogar gegen deren

Prinzipien. Bei einigen Natursteinsorten wird der Name des Fundorts als Handelsname

angegeben, oft in Verbindung mit der Farbe des Gesteins. Vielfach handelt es sich

aber um reine Fantasiebezeichnungen. So trägt ein Disthen-Quarzit aus Schweden

die Bezeichnung Caribbean Blue. Oft gibt es für Varietäten aus einem Vorkommen

auch mehrere Handelsnamen (vgl. MEHLING (Hrsg.), S. 131).

Einführung in die Gesteinskunde

Gestein

Bestandteile

Farbe

Rohdichte¹

(g/cm³)

Druckfestigkeit

(N/mm²)

Verwendung

Rhyolith

(Porphyr)

Feldspat,

Quarz, Glim-

mer

grau, rot,

gelbbraun

2,6 ... 2,8

150 ... 240

Bodenbelag,

Pflaster, Platten

(besonders poly-

gonal), Stufen,

Fassaden, Wand-

bekleidun-gen

Basalt

verschiedene

dunkle Mine-

rale, Plagi-

oklas,

Hornblende,

Olivin

blaugrau,

schwarz

2,8 ... 3,0

250 ... 440

Bodenbelag, Plat-

ten, Pflasterstei-

ne, Schotter und

Splitt

Diabas

wie Basalt,

Diabas ist

geologisch

älter

dunkelgrau,

schwarz

2,8 ... 3,0

180 ... 250

wie Basalt

Sandstein

Quarzkörner

mit kalkigem

oder tonigem

Bindemittel

hellgrau,

braun, rot,

gelbbraun

2,0 ... 2,6

30 ... 180

Bodenbeläge,

Pflaster, Platten,

Mauersteine,

Fassaden

Grauwacke

Quarz, Feld-

spat, Muskovit

und andere

grau, dun-

kelgrau

(grünlich,

rötlich)

2,6 ... 2,7

120 ... 250

wie Sandstein

Travertin

Calzit mit

Beimengungen

weiß, grau,

gelblich,

Verfärbungen

2,4 ... 2,6

30 ... 80

Fassadenverklei-

dungen, Bodenbe-

läge, Treppen,

Mauern, Einfas-

sungen

Gneis

wie Granit,

Syenit oder

Diorit

weißlich-

grau-rötlich-

schwarz

2,6 ... 2,9

160 ... 260

wie Granit

Marmor

Calzit

weiß, grau

mit streifigen

Verfärbungen

2,7 ... 2,9

140 ... 180

Bodenbeläge,

Wandbekleidun-

gen, Treppen,

Fassaden

Muschelkalk

Muschel-,

Tierreste,

Kalk, Kalkmat-

rix

hellbraun-

graublau

2,6 ... 2,9

80 ... 180

Treppen, Mauern,

Platten, auch

Pflaster

¹ Die Rohdichte ist der Quotient aus der Masse und dem Volumen einschließlich der vom Gestein

umschlossenen Poren.

Tabelle 2

Einführung in die Gesteinskunde

Abbildung 5: Die Mauern in Sacsayhu-

aman, Peru

2.3

Gewinnung und Bearbeitung von Naturwerkstein

Die Natursteingewinnung und -bearbeitung hat eine jahrtausendealte

Historie. Die wohl bekanntesten monumentalen Naturstein-Bauwerke

sind die Pyramiden in Ägypten, für deren Errichtung bereits vor 5.000

Jahren ausgefeilte, heute zum Teil nicht mehr nachvollziehbare Tech-

niken der Natursteingewinnung

und -bearbeitung angewandt

wurden. Auch die Inka waren

Meister im Umgang mit dem

Baustoff Naturstein (vgl.

SINGEWALD, 2004, S.1). Die

Passgenauigkeit der tonnen-

schweren Steinblöcke (siehe

Abb. 5) ist äußerst beeindruckend.

Heute erfolgt die Gewinnung und Bearbeitung von Naturstein mit Hilfe

modernster Technologien und Maschinenkraft. Naturstein wird über-

wiegend in offenen Steinbrüchen (Übertagebetriebe) abgebaut.

Man unterscheidet nach Steinbrüchen für die Massengewinnung von

z.B. Schotter, Steinbrüchen für den Abbau von Rohmaterialien für

z.B. die Zementindustrie sowie Steinbrüchen für die Pflaster- und

(Natur-)Werksteingewinnung (vgl. MEHLING (Hrsg.), S. 374). Die Na-

turwerkstein

-Gewinnung unterscheidet sich von den anderen Zwei-

gen des Steine- und Erden-Bergbaus durch den möglichst

schonenden Abbau des Gesteins (SINGEWALD, 2003, S. 7). Bei den

erstgenannten Steinbrüchen ist der Einsatz von Sprengmitteln durch-

aus üblich, Zielprodukt sind hier große Mengen bereits zerkleinerten

Materials. Naturwerkstein wird hingegen als ein ,,möglichst quader-

förmiger Block von mehreren Kubikmetern Rauminhalt und bestimm-

Naturwerkstein: Def. nach DIN EN 12670 Naturstein-Terminologie (DIN, 2002): ein be-

arbeitetes Stück aus natürlich vorkommendem Gestein, das im Bauwesen und für

Denkmäler verwendet wird

Einführung in die Gesteinskunde

ten Abmessungen von einem unverwitterten, festen, rissfreien und

beständigen Gestein" (DNV (Hrsg.), 1996, S. 11) gewonnen. Die Ge-

winnungsmethoden für die Gesteinsblöcke richten sich nach der Härte

des Gesteins. Aus weicheren Gesteinen (z.B. Kalkstein) können die

Blöcke herausgesägt werden, bei Hartgesteinen (z.B. Granit) werden

senkrecht in einer Reihe Löcher gebohrt und der Block anschließend

mit Keilen oder Sprengschnüren aus dem Gesteinsverband gelöst.

Verstärkt zur Anwendung kommen heute auch Flammen- und Was-

serschneidverfahren. Für eine detaillierte Beschreibung der verschie-

denen Gewinnungsverfahren und ihrer Anwendungsbereiche sei hier

auf SINGEWALD (1992) oder MEHLING (Hrsg.) verwiesen.

Die im Steinbruch gewonnenen Rohblöcke werden an Naturstein-

Verarbeitungsbetriebe geliefert, in einem Blocklager beschriftet, re-

gistriert und nach Sorten getrennt gelagert. Nach der DIN EN 1467:

Naturstein-Rohblöcke-Anforderungen (DIN, 2004) unterscheidet man

für die Blöcke drei verschiedene Größen:

· Die Bruttogröße bezeichnet den aus dem Steinbruch geliefer-

ten, unbearbeiteten, in etwa quaderförmigen Rohblock,

· die Nettogröße ergibt sich nach der Begradigung der Außenkan-

ten zu einem rechtwinkligen Rohblock, der keine Bohrlöcher

etc. enthalten darf,

· die Handelsgröße eines Rohblocks erhält man durch die Redu-

zierung jedes Nettomaßes um 0,05 m.

Einführung in die Gesteinskunde

Abbildung 7: Blockkreissäge

Abbildung 8: Stahlsandgattersäge

Wie auf Abb. 6 zu sehen ist, kann das Volumen zwischen Brutto- und

Handelsgröße stark schwanken. Ziel der Gewinnung sollte also ein

möglichst rechtwinkliger Block mit glatten Oberflächen sein, der op-

timal für das Sägegatter vorbereitet ist und bei dessen Weiterverar-

beitung möglichst wenig Rauhabfall anfällt (vgl. SINGEWALD, 2003,

S. 8-9). Die Weiterverarbeitung, d.h. das Aufsägen der Blöcke, meist

für konkrete Aufträge in dickere Tranchen oder dünnere Platten, er-

folgt dann mit Stahlsandgatter- oder Blockkreissägen.

Die Blockkreissäge (siehe Abb. 7) durchtrennt mit einem bis zu drei

Abbildung 6:

Brutto-, Netto- und Handelsgröße für Rohblöcke nach DIN EN 1467

Einführung in die Gesteinskunde

Meter Durchmesser großem Diamantsägeblatt die Blöcke in die ge-

wünschten Größen. Die Gattersägen (siehe Abb. 8) sind im Aufbau

und ihrer Funktionsweise etwas komplizierter: 60-100 Sägeblätter

werden in einen Rahmen gespannt, der in einer horizontalen Pendel-

bewegung unter Zugabe von Wasser und Schleifmittel die Blöcke zer-

teilt.

Die abschließende Weiterverarbeitung der Platten oder Tranchen er-

folgt dann in einer Fertigungsstraße. In der Regel erfolgt hier maschi-

nell die Formatierung sowie die Kanten- und Oberflächenbearbeitung

der Werkstücke (vgl. DNV (Hrsg.), 1996, S. 12).

2.4

Oberflächenbearbeitung

Durch die verschiedenen Techniken der Oberflächenbearbeitung kann

das jeweilige Gestein optisch sehr unterschiedlich akzentuiert werden.

Hieraus ergeben sich für den Planer mannigfaltige Möglichkeiten der

Natursteinnutzung. Nach der Art der Bearbeitung lassen sich die O-

berflächen laut DIN EN 1468: Naturstein-Rohplatten-Anforderungen

(DIN, 2004) in drei Kategorien einteilen:

durch Schleifen entstanden

(abhängig von der Körnung der

Schleifscheibe)

durch Stoßwerkzeuge ent-

standen

durch Sonderbearbeitung ent-

standen

grobgeschliffene Oberflächen

gestockte Oberflächen

beflammte Oberflächen

mittelgeschiffenen Oberflächen

gespitzte Oberflächen

sandgestrahlte Oberflächen

feingeschliffene Oberflächen

scharrierte Oberflächen

wassergestrahlte Oberflächen

mattglänzende Oberflächen

maschinell bearbeitete Oberfl.

hochglanzpolierte Oberflächen

spaltraue Oberflächen

Tabelle 3

Einführung in die Gesteinskunde

Abbildung 9: Oberflä-

che fein bossiert

Die bruchraue Fläche wird

mit einem Flacheisen in

unterschiedlicher Schlag-

richtung und tiefe fein

abgearbeitet.

Abbildung 10: Oberflä-

che Gestockt

Maschinell mit Stock-

hammer (2 x 2 Zähne)

bearbeitet.

Abbildung 11: Oberflä-

che fein gestockt

Maschinell mit Stock-

hammer (5 x 5 Zähne)

bearbeitet.

Abbildung 12: Oberflä-

che in Bahnen geriffelt

Ähnlich dem Stocken,

aber mit parallel verlau-

fenden, sattelförmigen

Bahnen

Abbildung 13: Oberflä-

che Sandgestrahlt

Unter hohem Druck wird

Stahlsand auf die sä-

geraue Oberfläche ge-

strahlt

Abbildung 14: Oberflä-

che Beflammt

Durch eine außerordent-

lich heiße Flamme wird

die Steinoberfläche kurz-

zeitig so erhitzt, dass

Steinpartikel abgesprengt

werden.

Vor allem bei den traditionellen von Steinmetzen durch Stoß- und

Schlagwerkzeuge erzeugten Oberflächen gibt es noch zahlreiche wei-

tere Arten, Unterteilungen und Kombinationen der Oberflächengestal-

tung. Gespitzte Oberflächen lassen sich beispielsweise weiter

unterscheiden in grob gespitzt, punktgespitzt, bahnengespitzt oder

sogar bahnengespitzt im Fischgrätmuster (vgl. HUGUES, STEIGER,

WEBER , S. 75). Für Natursteinplatten im Außenbereich beschränkt

sich die Oberflächenbearbeitung aufgrund bestimmter Anforderungen

an die Rutschsicherheit auf die eher grob texturierten, durch Sonder-

behandlung (siehe Tab. 3) entstandenen Oberflächen. Die Abbildun-

Einführung in die Gesteinskunde

gen 9 bis 14 mit Kurzerläuterungen (vgl. HUGUES, STEIGER, WEBER,

S. 79) auf der vorangegangenen Seite verdeutlichen die unterschied-

liche optische Wirkung verschiedener für Natursteinplatten als Bo-

denbelag im Außenbereich verwendbarer Oberflächen am gleichen

Gestein.

Natursteinplatten

Natursteinplatten

3.1

Definition

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit großformatigen Natur-

steinplatten, die im öffentlichen Freiraum als Elementstraßenbelag

verlegt werden und somit vielfältigen Nutzungs- und Belastungsan-

sprüchen unterliegen. Durch die bereits in der Einleitung erwähnte

Wirtschaftlichkeit des asiati-

schen Natursteins kommt es

erst in den letzten Jahren zu ei-

nem großflächigen Einsatz die-

ser Belagsart. So gab es in

Deutschland bis zum Jahr 2000

keine normative Regelung expli-

zit für Natursteinplatten im Au-

ßenbereich. Just mit Einführung

der DIN EN 1341: Platten aus

Naturstein für Außenbereiche Anforderungen und Prüfverfahren

(DIN, 2002) im März 2000 und deren Aktualisierung im April 2002

wurden erstmalig auch Natursteinplatten für den Bodenbelag im Au-

ßenbereich europaweit genormt. Aus dieser Norm geht auch die Defi-

nition von Natursteinplatten im Sinne dieser Arbeit hervor:

Natursteinplatten sind Platten, die als verkehrsbelasteter

Bodenbelag im öffentlichen Freiraum eingesetzt werden,

bei denen die Nennbreite 150 mm und im Allgemeinen auch

das Zweifache der Dicke überschreitet.

Abbildung 15

Natursteinplatten

3.2

DIN EN 1341 Genügt die Euronorm für Natur-

steinplatten den Anforderungen der Praxis?

Für Pflastersteine aus Naturstein für Außenbereiche empfehlen die

Experten recht einhellig eine Ausschreibung nach der alten DIN

18502: Pflastersteine - Natursteine, da die erlaubten Maßtoleranzen

in der neuen DIN EN 1342: Pflastersteine aus Naturstein für Außen-

bereiche Anforderungen und Prüfverfahren (DIN, 2002) einfach zu

groß sind (vgl. z.B. SINGEWALD, 2003; DNV (Hrsg.), 2002). Für im

Außenbereich als Bodenbelag verlegte Natursteinplatten nach DIN EN

1341 fehlen hingegen, wie im vorangegangenen Kapitel bereits er-

wähnt, normative Vergleichsmöglichkeiten. Im Folgenden sollen da-

her die wichtigsten Angaben der Euronorm hinsichtlich erlaubter

Maßtoleranzen und Materialeigenschaften der Natursteinplatten vor-

gestellt, analysiert und bezüglich einer praxisgerechten Anwendbar-

keit bewertet werden. Als Diskussionsgrundlage für dieses Kapitel und

zum besseren Verständnis der in Kapitel 5.3 Dokumentierte Projekte

genannten Verweise auf diese Norm werden hier zunächst die wich-

tigsten Angaben der DIN EN 1341 bezüglich der erlaubten Maßtole-

ranzen in tabellarischer Form wiedergegeben:

Klasse 1

Klasse 2

Kennzeichnung

Gesägte Kanten 700 mm

± 4 mm

± 2 mm

Gesägte Kanten > 700 mm

± 5 mm

± 3 mm

Gespaltene Kanten

± 10 mm

±10 mm

Tabelle 4: zulässige Abweichungen der Plattenmaße

Klasse

Diagonale

Unterschied

Kennzeichnung

< 700 mm

6 mm

700 mm

8 mm

< 700 mm

3 mm

700 mm

6 mm

Tabelle 5: zulässige Abweichungen von den Diagonalen

Natursteinplatten

Bearbeitete Platten

Klasse 0

Klasse 1

Klasse 2

Kennzeichnung

30 mm dick

± 3 mm

± 10 %

> 30 mm 60 mm

± 4 mm

± 3 mm

> 60 mm dick

Bei gespaltenen

(bruchrauen) Platten

keine Anforderung an

die Dickenmessung

± 5 mm

± 4 mm

Tabelle 6: zulässige Abweichungen für die Dicke

Längste gerade Prüfkante

0,5 m

1 m

1,5 m

Fein bearbeitete Sichtfläche

± 2 mm

± 3 mm

± 4 mm

Grob bearbeitete Sichtfläche

± 3 mm

± 4 mm

± 6 mm

Tabelle 7: zulässige Ebenheitsabweichungen längs der Kanten

Messlänge (mm)

konvexe Abweichung (mm)

konkave Abweichung (mm)

300

3,0

2,0

500

4,0

3,0

800

5,0

4,0

1000

8,0

6,0

Tabelle 8: zulässige Ebenheitsabweichungen der Sichtflächen; im Sinne dieser Ar-

beit werden nur die grob bearbeiteten (mehr als 0,5 mm Abstand zwischen Schei-

telpunkt und tiefstem Punkt der Oberfläche, bei feiner Bearbeitung < 0,5 mm)

Oberflächen (z.B. gestockt, geflammt) dargestellt

Auf den ersten Blick wird deutlich, dass die zulässigen Toleranzen ü-

berwiegend im Bereich von einem halben Zentimeter liegen, teilweise

sogar deutlich darüber. Bildlich veranschaulichen lassen sich die Zah-

len am besten, wenn man sich die Platten im verlegten Zustand vor-

stellt: Aus einer geplanten Fugenbreite von 8 mm kann bei der

Verlegung von (normgerechten!) Platten, welche die Maßtoleranzen

voll ausnutzen, schnell eine Fugenbreite von fast 2 Zentimetern ent-

stehen. Ebenso bei den zulässigen Höhenunterschieden: Werden sie

voll ausgeschöpft, wird es schwierig bis unmöglich eine ebene Natur-

steinplattenfläche zu erstellen. Die erlaubten Abweichungen sind mei-

ner Meinung nach, insbesondere bei der ,,2. Klasse" als zu hoch

anzusehen. Planer und Bauherren sind gut beraten, jeweils mindes-

tens die beste Klasse auszuschreiben. Aber auch hier sind nach der

Norm, besonders für die großformatigen, dicken Platten, noch hohe

Toleranzwerte erlaubt, so dass auch eine gegenüber der Norm stren-

Natursteinplatten

gere Vorgabe bezüglich zulässiger Abweichungen bei der Ausschrei-

bung empfehlenswert scheint.

Außer den genannten Toleranzwerten für die Plattenmaße macht die

DIN EN 1341 auch Angaben zu den Prüfverfahren für bestimmte Ma-

terialwerte. Grundsätzlich ist es begrüßenswert, diese europaweit

einheitlich zu regeln. Zu Recht weist jedoch der Deutsche Naturwerk-

stein-Verband e.V. (DNV) darauf hin, dass es für all diese Verfahren

bereits Normen oder Normentwürfe gibt und empfiehlt, um eine ,,un-

zweckmäßige Doppelregelung" (DNV (Hrsg.), 2002, S. 6) zu vermei-

den, die einheitliche Prüfung von Naturstein nach CEN/TC 246

durchzuführen.

Tabelle 9 nennt die Vorgaben zu den Materialprüfungen nach DIN EN

1341 und die teilweise abweichenden Empfehlungen des DNV (vgl.

(DNV (Hrsg.), 2002, S.9-10) zu den Prüfverfahren:

Prüfung

Angabe der DIN EN 1341

Empfehlung des DNV

Widerstandsfähigkeit

gegen Frost-Tau-

Wechsel

ist nach DIN EN 12371 mit 48 Frost-

Tau-Wechseln und anschließender

Prüfung der Biegefestigkeit nach DIN

EN 12372 durchzuführen; Einteilung

der Platten in zwei Klassen:

Klasse F0: keine Anforderungen

Klasse F1: widerstandfähig

Prüfung der Frostbeständigkeit nach

DIN 52104 Verfahren B

Biegefestigkeit

der Hersteller muss einen Mindest-

wert (in MPa) angeben, der für ein-

zelne Probekörper zu erwarten ist,

Prüfung nach DIN EN 12372

Abriebwiderstand

der Hersteller muss den Widerstand

gegen Abrieb (Länge der Schleifspur

in mm) angeben, der für einzelne

Probekörper zu erwarten ist, wenn

eine Prüfung nach dem normativen

Anhang C der Norm erfolgt

Prüfung des Abriebwiderstandes nach

DIN 52108

CEN/TC 246 Natural stones: Auf europäischer Ebene ist das Normungsgremium CEN

(Comité Européen de Normalisation) mit Sitz in Brüssel aktiv. CEN vereint Nor-

mungsorganisationen der EU und EFTA, andere Länder sind teilweise assoziiert. Die

Festsetzungen von CEN orientieren sich i.d.R. an ISO. CEN gründet so genannte

Technical Committees (TC) und verabschiedet Normen. 3 Unterscheidungen sind zu

treffen: EN (European Norm, eine strenge Norm),

ENV (European Pre Standard mit 3-jähriger Experimentierphase) und das

HD (Harmonisation Document als schwache Vereinbarung) (BILL, 1999).

Natursteinplatten

Prüfung

Angabe der DIN EN 1341

Empfehlung des DNV

Gleit-

/Rutschwiderstand

bei gespaltenen und grob bearbeite-

ten Natursteinen wird eine ausrei-

chende Griffigkeit vorausgesetzt

d.h. keine Prüfung für die in dieser

Arbeit untersuchten Platten (Anm. d.

Autors);

fein bearbeitete Platten werden mit

dem Pendelgerät nach Anhang D

geprüft

Prüfung des Gleit-

/Rutschwiderstandes nach DIN

51130

Aussehen und Ober-

flächenbeschaffen-

heit

Farbunterschiede, Aderungen und

der Strukturcharakter sollen mit

mehreren Mustersteinen demonst-

riert werden

Vergleichsmuster

(Mustersteine)

muss aus einer notwendigen Anzahl

von Steinen bestehen um die endgül-

tige Verlegearbeit beurteilen zu kön-

nen

Wasseraufnahme

der Hersteller muss, falls erforder-

lich, den Höchstwert nach DIN EN

13755 für die Wasseraufnahme an-

geben

Petrographische

Beschreibung

der Hersteller muss den petrographi-

schen Namen nach DIN EN 12407

angeben

Anhang B: Bruch-

lastberechnung für

Platten

Berechnung des Mindestwertes für

die Bruchlast;

Empfohlene Bruchlasten für unter-

schiedliche Anwendungsklasse

Die Angabe der Bruchlast ist von

untergeordneter Bedeutung, da im

Versuch die Platte an zwei Seiten auf

einer Unterstützung aufliegt, bei der

Verlegung aber üblicherweise in eine

vollflächige Bettung verlegt wird und

somit ein völlig anderes Tragverhal-

ten aufweist.

Tabelle 9

Der DNV begründet seine Empfehlungen für die von der DIN EN 1341

abweichenden Prüfverfahren nach den alten DIN-Normen mit man-

gelnden Erfahrungswerten bezüglich der neuen Euronorm. Dadurch

widerspricht er sich aber auch selber in Bezug auf die o.g. Forderung,

,,unzweckmäßige Doppelregelungen" zu vermeiden. Ähnlich wie bei

den Maßtoleranzen bleibt es also auch in Bezug auf die Materialprü-

fungen letztendlich Planern und Bauherren überlassen, nach welchen

Kriterien sie ausschreiben. Die DIN EN 1341 schafft es nicht, europa-

weit einheitliche und vor allem praxisgerechte Vorgaben zu machen,

letztendlich liefert sie nur Anhaltspunkte. So regelt beispielsweise erst

ein nur in Deutschland gültiger Nationaler Anhang einige für die Pra-

xis wichtige Details. Ein sehr bedeutsamer Punkt hinsichtlich einer

funktionalen Plattenfläche, die zulässige Unterwinkelung der Platten

Natursteinplatten

an den Seitenflächen, wird in der Euronorm überhaupt nicht behan-

delt: Durch Ansägen und anschließendes Brechen der Platten entste-

hen an den Seitenflächen z.T. starke Unterkantungen. Diese aus

Kostengründen übliche Seitenflächenbearbeitung wirkt sich negativ

auf die statischen Eigenschaften der Platte im Belagsverbund aus

(siehe Kapitel 3.4 Bauweisen und 5.3 Dokumentierte Projekte). Erst

der Nationale Anhang macht hier Vorgaben für erlaubte Toleranzen:

die Abweichung von der Rechtwinkligkeit darf an den Seitenflächen

von Platten bis 80 mm Dicke nicht mehr als -12 mm, bei dickeren

Platten nicht mehr als -15 mm betragen. Weiterhin enthält der Natio-

nale Anhang wichtige Mindestwerte für Werkstoffeigenschaften, zu

denen die Norm ebenfalls keine Angaben macht:

Bauklasse

nach RStO*

Frostbeständigkeit

nach prEN 12371

Druckfestigkeit**

nach DIN EN

1926

MPa

Biegefestigkeit

nach DIN EN

12372

MPa

Abrieb nach

DIN 52108

cm³/50cm²

RStO 5 und 6

gefordert

RStO 4

gefordert

RStO 3

gefordert

100

* Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen

** Nach der Frostbeständigkeitsprüfung

Tabelle 10

Zusammenfassend betrachtet ist es einerseits sehr begrüßenswert,

dass durch die DIN EN 1341 erstmalig und vor allem europaweit ein-

heitlich eine normative Richtlinie für Natursteinplatten als Bodenbelag

im Außenbereich besteht. Planern und Bauherren sei jedoch nach-

drücklich empfohlen, die Norm nicht blindlings als Ausschreibungs-

grundlage zu verwenden. Eine kritische Betrachtung insbesondere der

überwiegend als praxisuntauglich zu beurteilenden erlaubten Maßtole-

ranzen ist meiner Meinung nach dringend geboten.

Natursteinplatten

3.3

Beanspruchung und Bauklassen

Natursteinplatten als Straßenbelag im Sinne dieser Arbeit unterliegen

einer sehr hohen Belastung. Anders als herkömmliche Straßenbeläge

aus Asphalt oder Beton bilden sie keine geschlossene, wasserdichte

Decke, sondern bestehen vielmehr aus Einzelelementen und unterlie-

gen somit der ,,Lastphysik des Elementstraßenbaues" (BECKER,

S.459). Die durch Verkehrsbelastung oder sonstige Einwirkungen ent-

stehenden Kräfte müssen von einem der Belastungsart angemesse-

nen und sorgfältig aufeinander abgestimmten Schichtenaufbau

aufgenommen und an den Untergrund abgegeben werden. Neben der

statischen, vertikal wirkenden Belastung, die z.B. ein parkendes Auto

auf die Plattenfläche ausübt, sind vor allem die dynamischen, vertikal

und horizontal wirkenden Kräfte beim Anfahren oder Bremsen eines

Fahrzeuges für den Belag sehr belastend. Die genauen (Aus-) Wir-

kungen der agierenden Kräfte auf die Plattenfläche und die einzelne

Platten hängen stark von dem ,,System Element-Bettung-Fuge"

(BECKER, S.459) und damit von der Bauweise des Belags (gebunden

oder ungebunden) ab. Das folgenden Kapitel 3.4 Bauweisen erläutert

in Abhängigkeit von der Bauweise detailliert die Möglichkeiten eines

Plattenbelags, auftretende Verkehrslasten kraftschlüssig aufzuneh-

men.

Außer den bereits genannten durch statische oder dynamische Ver-

kehrsbelastung auftretenden Kräften, ist der Natursteinplattenbelag

weiteren Beanspruchungen ausgesetzt:

· Temperaturbeanspruchung: Bei Erwärmung denen sich die Plat-

ten aus, bei Kälte ziehen sie sich zusammen abhängig auch

von der Farbe des Gesteins.

· Verformung der Unterlage: Ungenügend dimensionierte Trag-

schichten oder unzureichend tragfähiger Untergrund verformen

sich unter Belastung; besonders problematisch sind Tragschich-

ten mit einem nicht ausreichenden Wasserdurchgangswert (k

Natursteinplatten

-5

)

: Bei einem erhöhten Wassergehalt kann es zu Kornum-

lagerungen oder Kornzerkleinerungen kommen, so entsteht ei-

ne Kette von Ursachen ständig fortschreitender Zerstörung (vgl.

BECKER, S. 459).

· Frosthebungen: Wasser, das während der Frostperiode kapillar

angesaugt wird oder durch die Fugen in den Aufbau sickert,

kann zu Eislinsenbildung und damit zu Hebungen des Belags

führen.

· Einwirkung von Pflanzen und Tieren: Hebungen des Belags

durch Baumwurzeln beispielsweise (vgl. MENTLEIN, S.31-33).

Die mögliche Schädigung eines Natursteinplattenbelags durch Pflan-

zen und Tiere kann man als höhere Gewalt betrachten, die anderen

Beanspruchungen und möglichen Schadensursachen sind jedoch in

die Planung einzubeziehen, um ihnen so rechtzeitig entgegenzuwir-

ken. Der richtige Tragschichtenaufbau und die gemäß der erwarteten

Verkehrsbelastung bemessene Dimensionierung der einzelnen Schich-

ten sind von elementarer Bedeutung. Um Missverständnissen bezüg-

lich der Benennung der einzelnen Schichten des Oberbaus

vorzubeugen, erfolgt die Begriffsbestimmung für den Aufbau von

Elementstraßenbelägen im Sinne dieser Arbeit nach den Vorgaben der

Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) (in:

ZTV P-StB 2000, S. 6) und ist in Abbildung 16 definiert:

Der Durchlässigkeitsbeiwert (k

Wert) bezeichnet die Fließgeschwindigkeit im gesättig-

ten Zustand von Wasser im Boden. Ein k

Wert von >10

-2

gilt bereits als sehr stark

durchlässig. (vgl. LEHR, S.137,138)

Details

Seiten
Erscheinungsform: Originalausgabe
Erscheinungsjahr: 2005
ISBN (eBook): 9783832493318
ISBN (Paperback): 9783838693316
DOI: 10.3239/9783832493318
Dateigröße: 6.3 MB
Sprache: Deutsch
Institution / Hochschule: Fachhochschule Lippe und Höxter in Lemgo – Landschaftsarchitektur und Umweltplanung, Landschaftsbau und Vegetationstechnik
Erscheinungsdatum: 2006 (Februar)
Note: 1,3
Schlagworte: naturwerkstein bauweise qualitätsmanagement gestein china
Produktsicherheit: Diplom.de

Autor

Frank Knippenberg (Autor:in)