Sandstein

Sandstein ist ein Sedimentgestein (Ablagerungsgestein). Mindestens die Hälfte des Steins macht dabei Sand aus. Um als Sandkörner zu gelten, müssen sie Körner eine Korngröße zwischen 0,063 mm und 2 mm aufweisen. Sie bestehen überwiegend aus Quarz, selten auch aus anderen Mineralen.

Sandstein-Arten

Als Sandsteine gelten Gesteine definitionsgemäß dabei nur dann, wenn die sogenannte Sandfraktion (der Anteil der Sandkörner am Gestein) mindestens 50 % erreicht. Bei Quarzsandstein muss der Quarzanteil bei mindestens 90 % der Sandfraktion liegen. Quarzsandsteine sind die „typischen“ Sandsteine. Daneben unterscheidet man noch sogenannte Arkosen (Feldspat-Anteil von mindestens 25 %) und Grauwacken (weniger als 75 % Quarz).

Kalksandsteine sind alle Sandsteine mit einem hohen Anteil an Calciumcarbonat. Gesteine, die aus Kalkkörnern aufgebaut sind, gehören dagegen immer zu den Kalksteinen und werden nicht den Sandsteinen zugerechnet.

Ist die Korngröße in Sandsteinen überwiegend größer als 2 mm, wird nicht mehr von Sandsteinen, sondern von Brekzien (kantige Körnungen) bzw. von Konglomeraten (abgerundete Körnungen) gesprochen.

Als besondere Sandsteine unterscheidet man daneben noch einige andere Arten, wie etwa den Rotsandstein, der eine große Menge Hämatit enthält oder Tonsandsteine, die durch ihren hohen Anteil an tonigen Bestandteilen eine Mischform aus Sandsteinen und Tonsteinen darstellen.

Der Buntsandstein stellt dagegen keine besondere Sandstein-Sorte dar, sondern eine durchgehende Gesteinsschicht, die während einer bestimmten Periode der Erdgeschichte (in der Untertrias) abgelagerten Sedimenten gebildet wurde und einen (etwas unzuverlässigen) Hinweis auf das Alter dieser Schicht gibt.

Entstehungsweg

Wie bei allen Sedimentgesteinen kommt es zunächst zur Ablagerung der Sedimente als sogenanntes Lockersediment. Da Sandsteine ein sogenanntes klastisches Sedimentgestein sind, sind die Ablagerungen, die später zur Bildung von Sandsteinen führen, immer Gesteinskörnungen in Sandgröße (Korngröße von 0,063 mm bis 2 mm), die von verwitterten oder auf andere Weise zerstörten Gesteinen stammen.

Biogene Ablagerungen (z. B. von Tieren oder Pflanzen abgeschiedener Kalk, kalkhaltige Mikroskelette von fossilen Algen) sowie chemische Ablagerungen durch Ausfällung bestimmter Stoffe, die in Wasser gelöst sind, führen zur Bildung anderer Gesteine (häufig Kalksteine).

Die Sandkörner lagerten sich meist an küstennahen Flachmeeren ab, von wo sie überwiegend vom Festland aus hintransportiert wurden (z. B. über Flüsse). Bei größeren Meerestiefen finden sich kaum sandige Ablagerungen sondern meist Schlämme, die ebenfalls zur Bildung anderer Gesteine führen.

Wurden die Gesteinskörnungen vom Wind transportiert, handelt es sich um sogenannte äolische Sedimente, werden sie von Flüssen transportiert, spricht man dagegen von fluvialen Sedimenten.

Das abgelagerte Lockersediment beginnt sich im Lauf der Zeit zu verfestigen, dieser Prozess wird Zementation genannt. Da Quarz das chemisch beständigste und härteste Mineral ist, bleibt es am längsten erhalten und bildet damit auch den Großteil der Sandfraktion, andere Minerale zerfallen im Lauf der Zeit.

Bei der Zementation werden die Hohlräume zwischen den einzelnen Körnern mit einem Bindemittel (quasi dem „Zement“, der den Sandstein zusammenhält) ausgefüllt. In den meisten Fällen ist das Quarz, der durch die sogenannte Drucklösung während der Gesteinsbildung zunächst aus den Sandkörnern ausgefällt wird und danach im Porenraum zwischen den einzelnen Körnern wieder auskristallisiert. Das führt zu einer festen Bindung der Sandkörner zueinander.

Als Bindemittel kommen ebenfalls Calcit, Ankerit oder Siderit vor (karbonatisch zementierter Sandstein), möglich sind auch Eisenoxide wie Hämatit, Goethit oder Limonit als Bindemittel (Eisensandstein), daneben auch Gips, Zeolithe Feldspate oder bestimmte Tonminerale wie Chlorit, Illit oder Kaolinit. Alle diese möglichen Varianten sind aber deutlich seltener anzutreffen als quarzgebundene Sandsteine.

Künstliche Kalksandsteine

Kalksandsteine werden auch künstlich als Industrieprodukt hergestellt. Ihre Eigenschaften unterscheiden sich deutlich von natürlichen Kalksandsteinen, sie sind mit den natürlich entstandenen Steinen kaum vergleichbar.

Vorkommen

Sandsteine kommen praktisch an allen Orten der Welt vor, durch die ständige Verwitterung und Zerstörung von Gesteinen (Gesteinskreislauf) bilden sich immer wieder neue klastische Sedimente, die dann wiederum zur Bildung von neuen Sandsteinformationen führen.

Die Bildung von Sandsteinen in den ehemaligen Schelfgebieten (den Küsten der ehemaligen) Flachmeere überwiegt bei den heute vorhandenen Sandsteinen, man findet sie jedoch ebenso im Deckgebirge der kontinentalen Tafeln. Bekannte Vorkommen sind in Deutschland etwa der Elbsandstein und die Buntsandsteinschichten in Süddeutschland und Mitteldeutschland.

In den Gebirgen, die gemeinsam mit den Alpen entstanden sind (also jüngeren Datums sind), kommen Sandsteinformationen selten bis gar nicht vor, ebenso nicht in den sehr alten geologischen Schichten wie im Bereich der kontinentalen Schilde.

Verwendung

Sandsteine werden schon seit sehr langen Zeiten sehr umfassend genutzt: Einerseits als Baumaterial, andererseits für die Fassadengestaltung und als Pflastersteine. Dabei kommen regional oft ganz unterschiedliche Sandsteine mit unterschiedlicher Farbe und auch unterschiedlichen technischen Eigenschaften zum Einsatz. Beispiele für diese Verschiedenheit sind etwa der typisch westfälische Grünsandstein, der braunrote Wesersandstein, der gelbe Ibbenbürener Sandstein oder der – aufgrund fehlender Beimengungen – schlicht graue Ruhrsandstein. Tonsandsteine sind um ein Vielfaches weicher als die harten, quarzitisch gebundenen Sandsteine und werden daher vorwiegend für Ausstattungen im Innenbereich und für die Bildhauerei (insbesondere für Skulpturen) verwendet.

Zahlreiche Sandsteinbauten gehören in vielen Orten Deutschland zu den typischen historischen Gebäuden aus der Vergangenheit, die Art der verbauten Steine lässt dabei meist sofort Rückschlüsse darauf zu, wo das Gebäude steht.

In Weinbaugebieten prägen vor allem Trockenmauern (Trockenmauer = ohne Verwendung von Mörtel aufeinander geschichtete Steine) aus Sandsteinen das Landschaftsbild. Sie stellen dort auch wichtige Lebensräume für Insekten aber auch für bestimmte Pflanzenarten dar. In mit Mörtel gebundener Form werden daneben Sandsteine auch häufig für die Gestaltung von Gartenmauern in privaten Gärten eingesetzt.

Auch als Naturstein oder Naturwerkstein sind viele Sandsteine gut bekannt: Neben dem weithin bekannten Elbsandstein, nach dem auch ein ganzes Gebirge benannt wurde, sind das etwa auch der Rote Mainsandstein, der Mühlsandstein aus Waldshut oder der Neckartäler Sandstein, der Odenwälder Sandstein, der bekannte Anröchter Stein oder der Schmalkalder Buntsandstein als typisch deutsche Sandsteine.

Der Santafiora aus Italien, der Bollinger und der Berner Sandstein aus der Schweiz, der Neksö-Sandstein aus Bornholm (Dänemark), der Brenna und der Warthauer Sandstein aus Polen sind bekannte europäische Sandsteine. Zu den weltweit bekannten Sorten gehören außerdem der australische Hawkesbury-Sandstein, der Tafelbergsandstein, der Ermelo und der Steenpan Sandstein aus Südafrika und der White City Sandstone aus Lesotho.

Als Natursteine werden Sandsteine als Bodenbelag und Treppenstufen, aber auch als Ausgangsmaterial für verschiedene Dekorationsstücke im Garten, als Wandbeläge und als Dekorationssteine im Innenbereich verwendet.

Reinigung und Pflege von Sandsteinen

Bei Reinigung und Pflege muss immer auf die Eigenschaften der jeweiligen Sandsteinsorte Rücksicht genommen werden. Die technischen Eigenschaften von Tonsandsteinen und Quarzsandsteinen können sehr weit auseinanderliegen, dementsprechend sind auch unterschiedliche Belastbarkeiten und Pflegeerfordernisse gegeben.

Bei der Pflege ist unbedingt daran zu denken, dass praktisch keine Sandsteinart tausalzbeständig ist, beim Einsatz in Außenbereichen muss also entsprechend darauf geachtet werden. Die Frostbeständigkeit kann je nach Sandsteinart unterschiedlich sein – auch darauf sollte bereits bei der Auswahl der Steine geachtet werden, wenn man sie im Außenbereich einsetzen möchte.

Wegen des meist sehr hohen Wasseraufnahmevermögens empfiehlt sich bei allen Sandsteinen eine Imprägnierung, die auch das Risiko für die Entstehung von unschönen Flecken verringern kann.

Bei der Reinigung sollte immer auf harte und kratzende Reinigungsgeräte unbedingt verzichtet werden, auch der Hochdruckreiniger sollte tunlichst im Schuppen bleiben – beides tut einem Belag aus Sandstein nämlich überhaupt nicht gut. Reinigungsmittel müssen unbedingt säurefrei sein, auch aggressive alkalische Mittel sind bei Sandsteinen tabu.

Bei der Auswahl von Reinigungs- und Pflegemittel sollte am besten immer auf für Sandstein ausgelegte Spezialreiniger aus dem Fachhandel zurückgegriffen werden, das gilt ganz besonders für die Fleckenentfernung und bei der Entfernung von Zementschleiern nach dem Verlegen.

Fazit

Aus einfachem Sand und kleinen Gesteinspartikeln hat die Natur mit ihren Kräften in Jahrmillionen einen wunderschönen Stein in einer unglaublichen Vielzahl von Variationen geschaffen. Sandstein ist schon seit Jahrhunderten ein beliebtes Baumaterial, mit dem Schlösser, Burgen und historische Gebäude errichtet und wohlbekannte Fassaden gestaltet wurden. Auch als Bodenbelag im Innenbereich oder auf der Terrasse erfreut sich Sandstein heute ungebrochener Beliebtheit.

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