Naturstein Eigenschaften

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AUTONOME PROVINZ BOZEN - SÜDTIROL
PROVINCIA AUTONOMA DI BOLZANO - ALTO ADIGE
Ressort für Umwelt, Energie, Bauten und Vermögen,
ladinische Schule und Kultur
Dipartimento all’ambiente, energia, lavori pubblici e patrimonio,
scuola e cultura ladina
PROVINZIA AUTONOMA DE BULSAN - SÜDTIROL
Departimënt per ambiënt, energia, lëures publics, patrimone, scola y cultura ladina
2. Fachtagung Südtiroler Naturstein
Kellerei Girlan, 20.04.2013
Südtiroler Natursteine: Eigenschaften, Verwendungsmöglichkeiten
Dr. Volkmar Mair, Dr. Ulrich Obojes
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Mair V., Obojes U., Amt für Geologie und Baustoffprüfung
Landesamt für Geologie und Baustoffprüfung
Ufficio Geologie e prove materiali
Eggentalerstrasse 48 – Via Val d`Ega 48
39053 Kardaun / Cardano
Tel. 0471 36 15 10-11 / Fax 0471 36 15 12
[email protected]
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Südtiroler Natursteine: Eigenschaften, Verwendungsmöglichkeiten
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Inhalt
Thematische Einführung
Geologischer Überblick
Natur- und Dekorsteine Südtirols
(Eigenschaften und Verwendung)
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Als Gestein bezeichnet man natürlich gebildete Aggregate
von einem oder mehreren Mineralarten, Organismenresten
und/oder Gesteinsbruchstücken.
Quelle: Naturstein Lexikon
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Kreislauf der Gesteine – Entstehung, Veränderung, Zersetzung und
Umwandlung
Quelle: Universität Tübingen
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Einteilung der Gesteine und Häufigkeit in
der Erdkruste
1) 64,7 % Magmatische Gesteine (Magmatite)
Vulkanite/Effusivgesteine
Plutonite/Intrusivgesteine
Quelle: Università Pavia
2) 27,4 % Metamorphe Gesteine (Metamorphite)
Regionalmetamorphite
Kontaktmetamorphite
3) 7,9 % Sedimentäre Gesteine (Sedimente/Sedimentite)
Klastische Sedimentgesteine
Chemische Sedimentgesteine
Biogene (organogene) Sedimentgesteine
Quelle: Stone in Architecture, 2011
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Eigenschaften der Gesteine (eine Auswahl)
Porenraumeigenschaften - Porosität
Mineralbestand – Farbe – Härte - Polierfähigkeit
Hygrische Eigenschaften – Wasseraufnahme, Dehnung
Permeabilität
Abrieb, Rutschwiderstand
Thermische Eigenschaften – Ausdehnung, Wärmeleitung
Festigkeitseigenschaften – Elastizität, Druckfestigkeit, Biegefestigkeit
Dauerhaftigkeit und Verwitterungsresistenz – Frostwiderstand, Widerstandes gegen die
Kristallisation von Salzen, gegen biologische, mechanische, chemische, physikalische,
anthropogene und sonstige schädigende Einflüsse
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Unterschiede in der Gesteinsbezeichnung
Petrographie
Handel (Beispiele)
Magmatite – entstehen durch
Auskristallisation von Magmen
(Granit, Diorit, Gabbro, Porphyr, Andesit,
Basalt, Trachyt usw.)
Granit – alle polierfähigen Hartgesteine
verschiedenster Entstehung sowohl
magmatisch als auch metamorph (Granit,
Diorit, Basalt, Gabbro, Porphyr, Andesit, Gneis)
Metamorphite – Umwandlungsgesteine
entstehen durch hohe Temperaturen und
Drücke im Erdinneren (Phyllite, Schiefer,
Quarzit, Marmor, Serpentinit, Gneis usw.)
Marmor - Weichgesteine
alle polierfähigen sedimentären Kalksteine,
echten metamorphen Marmore und z.T. auch
Serpentinite
Sedimentgestein – entstehen durch
Ablagerung von Sedimenten
(Konglomerat, Brekzie, Sandstein,
Tonstein, Tuff, Kalkstein, Dolomit,
Travertin usw.)
Travertin
kompakte, polierfähige Gesteine mit sehr viel
Porenanteil
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www.icvbc.cnr.it/didattica/petrografia
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Handelsnamen können oft verwirren
Beispiele:
Falsche Gesteinsart (Anröchter Dolomit = Kalksandstein aus Westfalen)
Falsche Herkunftsangabe (Rosso Toledo = ukrainischer Granit)
Falsche Farbbezeichnung (Keltisch Blau = dunkelgrauer Granodiorit, Frankreich)
Phantasiegebilde (Antilope = rotbrauner Gneis aus Brasilien)
Falsche Bestandteile (Viola Ametista = kein Amethyst enthalten, Gneis aus Brasilien)
Mehrere Namen für die gleiche Sorte (Abbaout = Havana Rot = Violetta = Najran Red,
Granit aus Saudi Arabien)
Quelle: Natursteinonline.de
Das Wissen um Herkunft und Eigenschaften der Natursteinprodukte ist wichtig !
Normen regeln auch die petrographische Charakterisierung, die Terminologie und die
Kriterien für die Bezeichnung der Naturwerksteine: EN 12407, EN 12670, EN 12440
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Morelli 2011
Regionale Geologie
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Historische Verwendung Südtiroler Natursteine
Bis weit ins Mittelalter wurden Gesteine vorwiegend lokal in Form von Roll- und
Blocksteinen gewonnen.
Beliebte Materialien: Marmor, Serpentinit, Sandstein, Porphyr und Karbonate
Verwendung:
Werkzeuge, Baumaterial, Kunstobjekte
Vermutlich erst im Laufe des Mittelalters erste Steinbrüche und weitere Verbreitung
der Produkte.
Heute existieren zahlreiche aktive Steinbrüche, welche die verschiedensten
Gesteinstypen gewinnen.
Verwendung:
Werk- und Dekorsteine, Kunsthandwerk, Industrielle Verarbeitung, Baustoffe und
Baurohstoffe
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Natursteinverwendung bei Kirchen und Kapellen
Franzen 2002, InterregII-Projekt, Südtirol / Tirol
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Natursteinvokommen und heutige Brüche
nach C. Morelli 2010
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Naturwerksteine
im westlichen Landesteil:
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Marmor
Gneis
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Marmor
Gesteinsart: metamorphes Gestein
Ausgangsmaterial: kalkiges Flachwassersediment
Mineralbestand: >95% Kalzit
Alter des Ausgangsgesteins: > 500 Mio Jahre
Erste, variszische Metamorphose: 360-320 Mio Jahre
Metamorphosebedingungen: 550-620°C, 5-7 kbar, 2 Faltungen
Zweite, alpine Metamorphose: 90-70 Mio Jahre
Metamorphosebedingungen: 450-500°C, ca 4-6 kbar, 3 Faltungen
Druckfestigkeit: 120 bis 260 MPa
Biegefestigkeit: 8 bis 20 MPa
Dichte: ca. 2700 kg/m3
Wasseraufnahme: < 0,5 Gew.% und Porosität: < 1 Vol.%
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Göflaner Marmorbruch
Foto: ing. Paul Domenegg
Foto: ing. Paul Domenegg
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Göflaner Marmorbruch
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Göflaner Marmor
Laaser Marmor
Verwendung von Marmor:
Platten, Fliesen, Kunsthandwerk, Bildhauerei, Bau- und
Industrierohstoffe, Gesteinskörnungen, FassadenWandbekleidung, Gabionen, Treppen, Tische, Waschbecken etc.
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Gesteinsdünnschliff Laaser Marmor (Ø 6 mm)
normales Licht
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polarisiertes Licht
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Naturwerksteine
im nördlichen Landesteil:
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Quarzit
Serpentinit
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Quarzit und Serpentinit
des Tauernfensters
Gesteinsart: metamorphe Gesteine
Alter der Ausgangsgesteine: 150-120 Mio Jahre
Ausgangsgestein Quarzite: sandige Ablagerungen in einem tiefen Meeresbereich
des Penninischen Ozeans
Ausgangsgestein Serpentinite: Magmatische Gesteine des Ozeanbodens
Mineralbestand: Quarzit: Quarz / Serpentinit: Serpentinminerale (Chrysotil),
Pyroxene
Metamorphose: alpine, Tauernmetamorphose ca. 40 Mio Jahre
Druck/Temperatur: 6-9 kbar, 550-650°C, intensive Faltung und Hebung der
Gesteine (aus bis zu 30 km Tiefe)
Druckfestigkeit: Quarzit 180 bis 280 MPa / Serpentinit 180 bis 200 MPa
Biegefestigkeit: Quarzit 12 bis 27 MPa / Serpentinit 20 bis 34 MPa
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Quarzitbruch Pfitsch
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Serpentinit
Silberquarzit®
Verwendung:
Platten, Fliesen, Treppen, Baurohstoffe, Mauersteine,
Wand- und Fassadenbekleidung, Kunstgewerbe
Silberquarzit besonders auch im Wellnessbereich
beliebt
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Dünnschliff
Quarzit
Quarzitplatten im Abbau
Dünnschliff Serpentinit
Quarzitplatten und
Granit, Friedhof
Telfes bei Sterzing
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Naturwerksteine
im östlichen Landesteil:
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Granit
Tonalit
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Granit, Tonalit
Gesteinsart: plutonische Gesteine
Alter des Gesteins:
Brixner Granit ( & Marteller Granit / Plima): ca. 275 Mio Jahre
Rieserferner Tonalit: ca. 32 Mio Jahre
Entstehungsbedingungen: magmatische Tiefengesteine, erstarrt in ca. 6-15 km
Tiefe
Druck/Temperatur: ca 2-3 kbar, 600-800°C
Marteller Granit: alpine Metamorphose (100-80 Mio Jahre, 450-500°C,
ca 4-6 kbar), daher in vielen Bereichen geschiefert
Mineralbestand: Feldspat, Quarz, Glimmer, Hornblenden, Akzessorien
Druckfestigkeit: Tonalit 160 bis 200 MPa / Plima 180 bis 210 MPa
Biegefestigkeit: Tonalit 10 bis 15 MPa / Plima 12 bis 15 MPa
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Rieserferner Tonalit
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Tonalitabbau, Rein in Taufers
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Tonalit
Granit
Verwendung:
Baurohstoffe, Kies und Schotter, Platten, Fassaden- und
Wandbekleidungen, Rand- und Pflastersteine, Mauersteine,
Treppen, Gabionen, Zyklopensteine, Brunnen und Bildhauerei
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Gesteinsdünnschliff Brixner Granit (Ø 6 mm)
normales Licht
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polarisiertes Licht
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Naturwerksteine
im südlichen Landesteil:
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Porphyr
Sandstein
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Bozner Quarzporphyr
(Etschtaler Vulkanit-Gruppe)
Gesteinsart: vulkanisches Gestein
Alter des Gesteins: 285-274 Mio Jahre
Entstehungsbedingungen: subaerische vulkanische Förderung, zumeist explosiver
Natur: Ignimbrite (Schweißtuffe), vulkan. Breccien, Surges, aber auch Laven,
Subvulkane und Gänge
Mineralbestand: Quarz, Feldspat, Glimmer, glasige Komponenten, Akzessorien
Druck/Temperatur: Bedingungen der Erdoberfläche, 700 - 1100°C
Umwandlungsbedingungen: Fluidzufuhr während und nach der Förderung
(versch. Farben); keine Metamorphose, spröde Deformation (Plattenbildung,
säulige Strukturen)
Druckfestigkeit: 120 bis 260 MPa
Biegefestigkeit: 8 bis 20 MPa
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Porphyrbruch Flor, Leifers
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Porphyrbruch
Montiggl
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Möltner Porphyr
Roter Sarner Porphyr
Montiggler Porphyr
Verwendung:
Baurohstoffe, Kies und Schotter, Platten, Fassadenbekleidungen, Randund Pflastersteine, Mauersteine, Gabionen, Zyklopensteine, Brunnen und
Bildhauerei / zeigt sehr große Farbvielfalt
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Gesteinsdünnschliff Porphyr (Ø 3 mm)
normales Licht
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polarisiertes Licht
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Grödner Sandstein
Gesteinsart: sedimentäres Gestein
Alter des Gesteins: 275-260 Mio Jahre
Entstehungsbedingungen: großteils fluviale Ablagerungen in einem wüstenhaften
Klima, nach oben hin öfters im Gezeitenbereich eines flachen Meeres abgelagert
(Gips, Sedimentstrukturen)
Mineralbestand: Quarz, Feldspat, Glimmer, Tonminerale, Kalzit, Akzessorien
Druck/Temperatur: Bedingungen der Erdoberfläche
Umwandlungsbedingungen: Kompaktion und Fluidzufuhr während der Diagenese
(versch. Farben, Mineralbildungen); keine Metamorphose
Druckfestigkeit: 30 bis 40 MPa
Biegefestigkeit: 5 bis 8 MPa
Dichte: ca. 2100 kg/m3
Wasseraufnahme: 5 bis 10 Gew.% und Porosität: 15 bis 25 Vol.%
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Sandsteinbruch, Möltner Joch
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Sandstein
Sandstein mit organischen Strukturen
Verwendung:
Mauerstein, Platten, Fensterbänke, Kunsthandwerk,
Bildhauerei / zeigt sehr große Farbvielfalt
Historisch beliebter Werkstein, da er leicht zu bearbeiten ist
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Gesteinsdünnschliff Sandstein Mölten (Ø 3 mm)
normales Licht
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Schäden an Werksteinen
Quelle: Stone in Architecture, 2011
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Schäden in Bozen
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Zusammenfassung
Südtirol besitzt eine große Vielzahl von verschiedensten Naturwerksteinen. Die
Bandbreite reicht von Granit und Tonalit über Porphyr, Sandstein, Kalkstein, Basalt,
Gneis und Schiefer bis hin zu Marmoren, Quarziten und Serpentiniten.
Eine sinnvolle und dauerhafte Nutzung von Natursteinen ist nur dann möglich,
wenn die Kenntnis der technischen und ästhetischen Gesteinseigenschaften
vorhanden ist.
Die Verarbeitung und Anwendung muss anhand dieser natürlichen Vorgaben
erfolgen.
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Danke für Ihre
Aufmerksamkeit!
Für die Zusammenarbeit danken wir:
Verein Naturstein Südtirol
Amt für Industrie und Gruben
TIS innovation Park
Kellerei Girlan
Der Geologe um 1860 (Carl Spitzweg)
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