Symbolbild: Kalkstein – Bodenplatten in einem Hausflur, davor der SteinRein-Berater, im Hintergrund eine Profi-Einscheibenmaschine und ein Nass-Trockensauger.

Grüezi! Zur Entstehung, zu den Eigenschaften und zur Pflege von Kalkstein erläutern wir hier Näheres. Geht es um Ihre Fläche, kommen wir gern vorbei.

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Material

Kalkstein: Entstehung, Eigenschaften und Pflege

Woraus Kalkstein besteht und wie er entsteht, worin er sich gegenüber Marmor unterscheidet und weshalb Säure für ihn tabu bleibt.

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Als Sedimentgestein besteht Kalkstein überwiegend aus Calciumcarbonat (CaCO3) in Form von Calcit und Aragonit. Er entsteht meist am Meeresboden aus kalkhaltigen Resten von Lebewesen; chemisch ausgefällt wird Kalk nur selten. Seine Mohshärte von 3 macht ihn relativ weich. Er verwittert vergleichsweise leicht und reagiert wegen seines hohen Calcitgehalts empfindlich auf Säure, einschliesslich Kohlensäure. Aus Kalkstein geht dagegen Marmor als Umwandlungsgestein hervor. Für Baustoffe und Naturstein stellt Kalkstein die bedeutendste Steinsorte dar. Aus Kalkgestein bestehen rund 15 Prozent der Landfläche.

Steckbrief Kalkstein

Steckbrief Kalkstein
Merkmal	Wert
Gesteinsgruppe	Sedimentgestein (Sedimentit)
Hauptbestandteil	Calciumcarbonat (CaCO3) als Calcit und Aragonit
Nebenbestandteile	Tonminerale, Quarz, Gips, Dolomit, organisches Material
Mohshärte	Etwa 3, relativ weich
Dichte	Etwa 2,6 bis 2,9 g/cm³ bei dichtem Kalkstein
Farbe	Meist hellgrau bis graugelb, durch Beimengungen auch gelb, rötlich, grün oder dunkel
Besonderheit	Säureempfindlich, verwittert leicht, frostanfällig
Bekannte Sorten	Solnhofener Plattenkalk, Jura-Kalkstein, Anröchter Stein, Aachener Blaustein

Quelle: Wikipedia, Artikel Kalkstein; GEOWiki der LMU München, Eintrag Kalkstein; steine-und-minerale.de, Kalkstein

Was ist Kalkstein?

Ein Sedimentgestein aus Calciumcarbonat

Symbolbild: Kalkstein – cremebeige, dichte und leicht gewolkte Fläche mit feinen Schalenresten und hauchdünnen Nahtlinien. — Kalkstein: Oberfläche in Nahaufnahme

Bei Kalkstein handelt es sich um ein Ablagerungsgestein und damit um einen typischen Sedimentit. Er entsteht, indem Ablagerungen in unterschiedlichen Formen als Sedimentschichten im Lauf der Zeit zunehmend zusammengepresst und verfestigt werden.

Bei diesen Ablagerungen handelt es sich in den allermeisten Fällen um die kalkhaltigen Überreste von Lebewesen, zum Beispiel um Schalen oder kalkhaltige Aussenskelette von Plankton. Dass Kalk durch chemische Prozesse ausgefällt wird und sich anschliessend ablagert, kommt nur in wenigen Fällen vor. Bevor die Sedimente ihre endgültige Ablagerung erreichen, können sie zum Teil noch über kürzere Strecken transportiert werden. Dabei entstehen sogenannte klastische Kalkgesteine.

Im geologischen Sinn werden alle Gesteine, die überwiegend aus Calciumcarbonat (CaCO3) bestehen, als Kalksteine bezeichnet; der Begriff ist also weit gefasst. Für Marmor gilt eine Ausnahme: Obwohl er viele typische Eigenschaften klassischer Kalksteine aufweist, wird er als Metamorphit (Umwandlungsgestein) gesteinskundlich nicht zu den Kalksteinen gezählt. Darüber hinaus unterscheiden sich Kalkstein und Marmor in einigen weiteren Punkten durch kleinere Unterschiede.

Heute stellen Kalkgesteine sowohl im Bereich der Baumaterialien als auch bei den Natursteinen die bedeutendste Steinsorte dar. Bedeutsam sind sie daneben in der Natur als Speichergestein: In ihnen finden sich bedeutende Lagerstätten von Erdöl und Erdgas.

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Zusammensetzung von Kalksteinen

Calcit, Aragonit und Beimengungen

Die Art der Entstehung bestimmt, wie die Zusammensetzung im Einzelnen ausfällt; sie kann leicht unterschiedlich sein. Aus Calciumcarbonat in der Form von Calcit (Kalkspat) und Aragonit bestehen Kalksteine jedoch stets zum grössten Teil.

Kalksteine können zusätzlich Tonminerale, Quarz, Gips und Dolomit in wechselnden Anteilen enthalten. Als Mergel werden besonders tonmineralhaltige Kalksteine genannt; für besonders dolomithaltige Kalksteine wird häufig auch die Bezeichnung Dolomitstein verwendet.

Die Farbgebung von Kalksteinen lässt sich durch Beimengungen von färbenden Mineralen deutlich beeinflussen, etwa durch Eisenoxide. Relativ hell gefärbt sind Kalksteine allerdings im Allgemeinen ohne solche färbenden Bestandteile oder wenn sie als nicht-bituminöse Kalksteine vorliegen. Meist reicht ihre Farbe von hellgrau bis (hell-)graugelb.

Als weitere Sonderform gilt der sogenannte Stinkkalk: Neben organischem Material (sogenannter bituminöser Kalk, meist dunkelgrau bis schwarz) enthalten diese Kalksteine zusätzlich beträchtliche Mengen an Schwefelwasserstoff. Näheres zu verwandten Gesteinen steht in den Profilen über Mergel und Dolomit.

Biologische Entstehungswege von Kalkstein

Kalkschlämme, Massenkalke und Riffe

Aus Ablagerungen von Mikroorganismen oder Korallen im Meer entstehen auf biologischem Weg Kalksteine (biogener Kalkstein); aus den Kalkgerüsten von Korallenriffen bilden sich sogenannte Riffkalke. Daneben bildet sich Kalkgestein auch aus den Überresten von Muschelschalen oder Meeresschnecken.

Daneben wird Kalk von manchen Algen und Bakterien abgeschieden. Die meist sehr grossen Mengen bilden sogenannte Massenkalke von sehr geringer Korngrösse. Zunächst sinken der abgeschiedene Kalk sowie die kalkhaltigen Überreste von Lebewesen zum Meeresboden, wo sie sich ablagern und die sogenannten Kalkschlämme bilden. Allerdings geschieht dieser Vorgang lediglich bis zu einer Meerestiefe von rund 5.000 m. Liegt der Meeresgrund noch tiefer, wie in den Tiefseebecken der Ozeane, ist die Bildung kalkiger Sedimente nicht möglich.

Aus den Kalkschlämmen entsteht im Lauf der Zeit festes Gestein, indem sie sich verfestigen. Dabei kommt es zu einer weiteren Kristallisierung sowie zur Umwandlung von grossen Mengen Aragonit in Calcit. Die zuvor klar geschichtet abgelagerten kalkigen Schlämme verändern sich im Laufe dieser Verfestigung und bilden eine relativ homogene Gesteinsformation.

Fossilkalke und Solnhofener Plattenkalk

Eine Sonderform der Entstehung weisen sogenannte Fossilkalke auf. Sie bestehen nicht aus den (relativ feinkörnigen) Ablagerungen kleinster Meeresbewohner, sondern aus den Überresten grösserer Lebewesen, häufig enthalten sie auch grössere Hohlräume und deutlich sichtbare Poren (zum Beispiel Süsswasserkalke, Travertin oder Kalktuff). Dementsprechend unterscheidet man dann zwischen Muschelkalk, Molluskenkalk (aus Muscheln und Schnecken) und Korallenkalk. Besonders Letztere sind bereits am Anfang recht fest gefügt, während reine Fossilienkalke einen deutlich längeren Verfestigungsprozess durchlaufen müssen.

Ein sehr eindrückliches Beispiel dafür, wie Kalkstein entsteht, liefert der Solnhofener Plattenkalk. Häufig finden sich darin sehr grosse Fossilien eingebettet, etwa vom Urvogel Archaeopteryx. Hinzu kommen sehr detailliert zu erkennende Pflanzenteile, Tierfedern oder Libellenflügel, die allesamt im Solnhofener Kalk sehr häufig vorkommen und dessen Entstehung veranschaulichen. Eigene Profile informieren über diese Gesteine: Travertin, Kalktuff, Muschelkalk und Solnhofener Platten.

Chemische Entstehungswege von Kalkstein

Ausfällung aus Wasser

Eine veränderliche Menge an Calciumhydrogencarbonat ist stets in jeder Art von Wasser enthalten. Durch die Verwitterung von Kalkstein bildet es sich und befindet sich dabei immer im Gleichgewicht mit dem gelösten Kohlendioxid (CO2) im Wasser. Dieses löst sich in sämtlichen Wässern als Kohlensäure, sowohl in Süss- als auch in Salzwasser. Wie viel Calciumhydrogencarbonat im Wasser löslich ist, hängt stets davon ab, wie viel CO2 vorhanden ist.

Um das Gleichgewicht wiederherzustellen, löst überschüssige Kohlensäure im Wasser dabei weiteren Kalkstein. Sobald das Wasser verdunstet oder sich seine Temperatur erhöht, entweicht Kohlendioxid aus dem Wasser. Dadurch wird das zuvor bestehende Gleichgewicht gestört, und es kommt zum Ausfällen von unlöslichem Kalkstein. Winzige Kristalle bildet dabei der ausgefällte Kalk. Diese sinken anschliessend zu Boden, wo sie wiederum Kalkschlämme bilden. Wenn die Karbonat-Abscheidung rund um einen Kristallisationskern erfolgt, entstehen sogenannte Oolithe (Eiersteine, Erbsenstein). Zu erkennen sind sie deutlich an ihrer typischen Kügelchenstruktur.

Neben Kalksinter entstehen auf diese Weise auch Travertin und andere Süsswasserkalke als Gesteine. Ein analoger Vorgang liegt der Entstehung von Konglomeraten zugrunde: Unterschiedliche Geröllgesteine werden durch ein Bindemittel zu einem neuen Gestein verbacken. Dabei verfestigt sich das meist calcithaltige Bindemittel zwischen den Gesteinen.

Übrigens lässt sich der Prozess des Ausfällens von Calciumhydrogencarbonat ebenso im Haushalt beobachten: beim Entstehen wasserunlöslicher Kalkablagerungen in allen Wassererwärmungsgeräten, zum Beispiel im Wasserkocher.

Verwitterungsstrukturen von Kalkstein

Karst, Tropfstein und Frostschäden

Wegen seiner Löslichkeit in kohlensäurehaltigem Wasser verwittert Kalkstein relativ leicht und schnell. Zerklüftete Karstlandschaften geben mit ihren zahlreichen Hohlräumen und Höhlenbildungen im Untergrund ein gutes Bild dieses Vorgangs. Der bekannte Tropfstein in Tropfsteinhöhlen entsteht ebenfalls im Zusammenhang mit der Verwitterung und der Ausfällung von Kalk. Bei diesen Tropfsteinen handelt es sich um Kalksinter.

Daneben kommt es bei Kalkgesteinen durch die hohe Verwitterungsanfälligkeit häufig zu Frostsprengungen. In kälteren und niederschlagsreichen Gegenden verwittert Kalkstein dadurch besonders schnell. Zu den weicheren Natursteinen gehört Kalkstein aufgrund seiner geringen Härte (Mohshärte etwa 3).

Verwendung von Kalkgestein

Naturstein und Rohstoff

Symbolbild: Kalkstein – Heller Hausflur mit grossformatigen, cremebeigen Kalksteinplatten auf dem Boden, dazu eine Holztür. — Kalkstein-Bodenplatten im Hausflur

Viele Kalksteinsorten lassen sich wegen ihrer oft sehr hohen Dichtheit und ihrer feinen Körnigkeit sehr gut verarbeiten. Das macht sie als Naturstein und Naturwerkstein sehr beliebt, weshalb sie häufig eingesetzt werden. Als bekannte Beispiele nennen wir den Belgisch Granit (ein Handelsname, hinter dem tatsächlich ein Kalkstein steckt), den Jura-Kalkstein, den Anröchter Stein (ein typisches, grüngefärbtes Kalkgestein), die bereits erwähnten Solnhofener Platten, den Blaustein aus Nordrhein-Westfalen (Aachener Blaustein), den Albamiel aus Spanien sowie den in Grossbritannien sehr weit verbreiteten Burdale.

Sehr weit verbreitet sind Kalkgesteine auf dem gesamten Planeten: Rund 15 % der Landfläche unserer Erde bestehen aus Kalkgestein. Entstehungsgeschichtlich liegen die Kalksteinvorkommen überwiegend auf der nördlichen Hemisphäre. Entsprechend gross ist die Zahl der als Naturstein genutzten Kalksteinsorten. Zahlreiche Kalksteinvorkommen und Lagerstätten von beträchtlichem Umfang befinden sich auch in Deutschland, etwa in zahlreichen Steinbrüchen; im Alpenraum tragen die Kalkalpen ihr Gestein schon im Namen. Dagegen finden sich Kreide-Kalke überwiegend entlang einer Gürtellinie quer durch Europa, die von Grossbritannien bis nach Frankreich und zur Ostsee reicht.

Über seine Verwendung als Naturstein hinaus dient Kalk der Industrie als wichtiger Rohstoff. Benötigt wird er für die Zementherstellung und eingesetzt zur industriellen Entschwefelung; gebrannt liefert er Branntkalk, den unter anderem die Herstellung von Kalksandstein braucht. Ebenfalls grosse Mengen Kalkstein verbrauchen die Glasindustrie und die Metallverhüttung. Vermahlener Kalkstein kommt in der Landwirtschaft als Dünger zum Einsatz.

Kalkstein erkennen und von anderen Steinen unterscheiden

Merkmale und Abgrenzung

Kalkstein erkennen Sie an wenigen Merkmalen: Er ist relativ hell, meist hellgrau bis graugelb, mit einer Härte von etwa 3 nach Mohs verhältnismässig weich und oft von sichtbaren Fossilien, Schalenresten oder einer feinen Schichtung geprägt. Dunkelgraue bis schwarze Varianten sind bituminös. Als überwiegend calcitisches Gestein reagiert er auf Säure und verwittert vergleichsweise leicht.

Von Marmor unterscheidet ihn das Gefüge: Kalkstein ist ein Sedimentgestein, Marmor ein Umwandlungsgestein mit kristalliner Struktur aus miteinander verwachsenen Calcitkristallen. Dolomitgestein besteht überwiegend aus dem gleichnamigen Mineral, Mergel enthält besonders viele Tonminerale, Travertin und Kalktuff sind poröse Süsswasserkalke. Bei unklaren Fällen hilft die Bestimmung durch Fachleute.

Unterschiede zwischen Marmor und Kalkgestein

Sedimentgestein gegen Umwandlungsgestein

Gesteinstechnisch wird Marmorgestein nicht zu den Kalkgesteinen gezählt. Als Grund gilt die unterschiedliche Entstehung: Kalkgesteine entstehen durch die Ablagerung von Sedimenten. Marmor hingegen ist ein Umwandlungsprodukt (Metamorphit), dessen Ausgangsmaterial Kalkgestein, Dolomit oder andere stark kalkhaltige Gesteinsarten sind.

Den Mineralbestand teilen Marmorgesteine zum Teil mit Kalkgesteinen: Mindestens 50 % eines Marmors werden von Carbonatmineralen gebildet. Allerdings können in diesem Prozentsatz ebenso beträchtliche Mengen an Dolomit enthalten sein. Als Zwischenform von Kalkstein und Marmor bildet der sogenannte Meta-Kalkstein ein nur geringfügig umgewandeltes Gestein. Bei den meisten Marmorgesteinen zeigen sich die Eigenschaften jedoch klar unterschiedlich.

Bei Marmor und Kalkgesteinen sind wiederum einige Eigenschaften ähnlich, darunter die typische Säureempfindlichkeit, die auf dem hohen Calcit-Gehalt beruhen. Deshalb heissen polierfähige Kalksteine im Steinmetzhandwerk oft Marmor, obwohl sie geologisch nicht als Marmore gelten. Ein bekannter Fall ist der Juramarmor: Er ist ein Kalkstein. Unter Marmor finden Sie das Marmorprofil.

Kalkstein reinigen und pflegen

Reinigung und Pflege von Kalksteinen

Unbedingt zu vermeiden sind säurehaltige Reiniger und jeder Kontakt mit säurehaltigen Flüssigkeiten oder Stoffen, wozu bereits Kohlensäure gehört. Angewendet werden können leicht alkalische oder neutrale Reinigungsmittel, solange diese nicht stärker fettlösend wirken. Wegen der Empfindlichkeit von Kalksteinen sollte die Wahl jedoch immer auf geeignete Spezialreiniger aus dem Fachhandel fallen. Zurückgegriffen werden sollte auf Produkte, die speziell für Kalkstein ausgelegt sind. Für Pflegemittel gilt dies ebenso.

Weil schichtbildende Mittel problematisch sein können, sollten sie besser nicht eingesetzt werden. Ihre Anwendung führt häufig schnell zu schmierig wirkenden und stumpfen Oberflächen. Das betrifft besonders Varianten von poliertem Kalkstein.

Für Kalkstein empfehlen wir dringend eine Imprägnierung: Sie macht den Stein deutlich weniger empfindlich und pflegeleichter. Achten Sie besonders im Bad durch häufiges Trockenwischen darauf, dass sich keine Kalkflecken bilden. Auch Urinflecken können bei kalkhaltigen Belägen grosse Probleme bereiten: Die dabei stattfindende chemische Reaktion kann unschöne, sehr deutlich sichtbare Flecken hinterlassen, die sich später kaum mehr entfernen lassen. Lassen Sie bei empfindlichen Steinflächen oder unklarem Untergrund vor der Behandlung das Material, seinen Zustand und das geeignete Verfahren durch einen SteinRein-Fachbetrieb prüfen. Damit beugen Sie Schäden durch ungeeignete Reinigungs- oder Pflegemittel vor. Allgemeine Hinweise finden Sie in unseren Ratgebern Naturstein reinigen und Naturstein imprägnieren.

Schonende Reinigung und professioneller Fleckschutz

Mit sauren Kalkentfernern dürfen kalkgebundene Steinflächen nicht behandelt werden. Für leichte Verschmutzungen auf geeigneten polierten Natur- und Kunststeinflächen eignet sich laut Hersteller der AKEMI Crystal Clean Konzentrat. Verwendet wird er nach Herstellerangabe in verdünnter Form; vorab ist die Oberfläche zu prüfen.

Laut Hersteller bietet das Imprägniermittel AKEMI Anti-Fleck Super eine Möglichkeit, saugfähigen, unbeschichteten Steinflächen einen wasser-, öl- und fettabweisenden Schutz zu geben, und ist ausschliesslich für den professionellen Gebrauch bestimmt. Auch polierten Marmor und Kalkstein nennt das Merkblatt. Erforderlich sind eine Musterfläche sowie die vollständige Trocknung. Ätzstellen oder Kratzer beseitigt die Imprägnierung nicht.

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Fazit: Kalkstein im Überblick

Weit verbreitet und pflegebedürftig

Im Handel finden sich heute zahlreiche Kalkstein-Sorten als Natursteine, wegen des sehr weit verbreiteten Vorkommens und ihrer bereits sehr frühen Nutzung in der Geschichte. Viele macht besonders ihr klar erkennbarer Fossilienbestand zu gesuchten und seit langer Zeit beliebten Steinen, etwa beim Solnhofener Platten-Kalk.

Daneben sehen wir Kalkgestein heute als Rohstoff in vielen Bereichen der Industrie, vor allem der Baustoffindustrie, sowie als Baumaterial, das kaum mehr wegzudenken ist. Kalkstein wird als Ausgangsmaterial für sehr viele unserer Alltagsprodukte benötigt, von Zement bis hin zu Glas.

Wird Kalkstein als Naturstein eingesetzt, ist bei seiner Pflege etwas Umsicht walten zu lassen. Unter allen Umständen sollten Sie auf den Kontakt mit säurehaltigen Mitteln jeder Art verzichten.

Kalkstein im Vergleich zu Marmor, Dolomit und Travertin

Kalkstein im Vergleich zu Marmor, Dolomit und Travertin
Merkmal	Kalkstein	Marmor	Dolomit	Travertin
Gesteinsgruppe	Sedimentgestein	Metamorphes Gestein	Ablagerungsgestein	Kalkstein aus Süsswasser, porös
Hauptmineral	Calciumcarbonat	Calcit, Dolomit	Calcium-Magnesium-Carbonat	Calcit
Säureverhalten	Sehr empfindlich	Sehr empfindlich	Empfindlich, etwas weniger	Sehr empfindlich
Aussehen	Meist hellgrau bis graugelb, dicht	Kristallin, polierfähig	Fein- bis mittelkörnig	Mit Hohlräumen und Poren

Quellen: siehe Quellenverzeichnis am Seitenende.

Häufige Fragen zu Kalkstein

Was ist Kalkstein?

Überwiegend aus Calciumcarbonat besteht dieses Gestein, das meist aus den Resten von Meeresbewohnern entsteht.

Wie entsteht Kalkstein?

Überwiegend biologisch aus den kalkhaltigen Resten von Organismen wie Mikroorganismen, Korallen, Muscheln und Schnecken im Meer gebildet, seltener durch chemische Ausfällung aus Wasser entstanden. Über lange Zeit verfestigen sich diese Schlämme zu Gestein.

Was ist der Unterschied zwischen Kalkstein und Marmor?

Kalkstein zählt zu den Ablagerungsgesteinen, während Marmor aus Kalkstein und verwandten Carbonatgesteinen als Umwandlungsgestein (Metamorphit) hervorgeht. Beide weisen Säureempfindlichkeit auf.

Warum darf Kalkstein nicht mit sauren Reinigern behandelt werden?

Das Calciumcarbonat löst sich durch Säure an. Die Oberfläche kann bereits Kohlensäure angreifen; matte Ätzstellen hinterlassen saure Kalkentferner.

Sollte man Kalkstein imprägnieren?

Ja, wir empfehlen dringend eine Imprägnierung: Sie macht den Stein pflegeleichter und deutlich weniger empfindlich.

Wofür wird Kalkstein verwendet?

Als Naturstein an Böden, Platten und Fassaden sowie als Rohstoff für Zement und Glas, zur Metallverhüttung und Entschwefelung sowie für Dünger.