Erlanger Beitr. Petr. Min Abb. Erlangen 2009

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1 Erlanger Beitr. Petr. Min Abb. Erlangen 2009 Farb- und Oberflächenveränderungen an Natursteinplatten aus Tonschiefer THOMAS GRUNENBERG 1 Einleitung Platten aus Tonschiefer werden seit Jahrhunderten zur Eindeckung von Dächern und zur Bekleidung von Außenwänden eingesetzt. Ebenso lange sind Aufhellungen und helle Ausblühungen an diesen Schieferflächen zu beobachten. Werden Schieferbeläge in stark nassbelasteten Bereichen wie beispielsweise öffentlichen Duschen oder Sanitärräumen eingesetzt, so kann es beim Einsatz ungeeigneter Reinigungsmittel zu erheblichen Farb- und Oberflächenveränderungen an den Schieferplatten kommen. In der vorliegenden Untersuchung werden die mineralogischen und bauchemischen Zusammenhänge der angesprochenen Erscheinungen dargestellt. 2 Feststellungen An Dacheindeckungen und Fassadenbekleidungen aus Schiefer stellen sich im Laufe der Nutzung mehr oder weniger starke Aufhellungen und Ausblühungen ein. Diese Erscheinung ist an historischen Gebäuden ebenso zu beobachten wie an modernen Fassadenkonstruktionen. Abb. 1: Historische Fassade mit deutlicher Aufhellung der Schieferbekleidung

2 44 Farb- und Oberflächenveränderungen an Natursteinplatten aus Tonschiefer Abb. 2: Moderne Fassadenbekleidung aus Schiefer mit deutlich sichtbaren Aufhellungen Auch bei der Verwendung von Tonschieferplatten in Nassbereichen wie Schwimmbeckenumgängen oder Duschanlagen können erhebliche Ausblühungen und Abschuppungen auftreten. Abb. 3: Großformatige Schieferplatten in der Duschanlage eines Schwimmbades

3 Farb- und Oberflächenveränderungen an Natursteinplatten aus Tonschiefer 45 Abb. 4: Punktuelle Kalkausblühungen in den Schieferflächen und an den Fugenstößen Abb. 5: Punktuelle Kalkausblühungen in den Schieferflächen und an den Fugenstößen Handelsübliche Tonschiefer, welche für die genannten Einsatzzwecke verwendet werden, können Carbonatanteile bis ca. 20 Gew.-% aufweisen. Die carbonatischen Bestandteile sind am Dünnschliff mit dem Polarisationsmikroskop oder röntgenographisch nachweisbar. In der Internationalen Natursteinkartei (INSK) werden carbonatische Bestandteile in Tonschiefern angegeben. Im "Bildatlas wichtiger Denkmalgesteine der Bundesrepublik Deutschland" werden Carbonatgehalte in Tonschiefern bis 19 Gew.-% beschrieben.

4 46 Farb- und Oberflächenveränderungen an Natursteinplatten aus Tonschiefer Im vorliegenden Fall wurden die Verlegeuntergründe mit geeigneten Verbundabdichtungen abgedichtet und der Schiefer in großformatigen Platten mit einem handelsüblichen zementären Natursteinklebemörtel an den Wand- und Bodenflächen angebracht. Mit dem genannten Naturstein wurden die Wand- und Bodenbeläge in den Damen- und Herrenduschen sowie im Saunabereich ausgeführt. Der Bodenbelag In der Halle des Bewegungsbeckens wurde ebenfalls mit diesem Naturstein ausgeführt. Alle in Augenschein genommenen Natursteinbeläge weisen helle Ausblühungen, Abschuppungen und Abschieferungen auf. Auffällig ist ein besonders starkes Auftreten der genannten Beeinträchtigungen im Bereich der Fugen an den Stößen der Natursteinplatten. Die Erscheinungen treten aber ebenso unregelmäßig in der Fläche der Natursteinplatten auf. Entlang der elastischen Fugen im Bereich der Armaturenblenden aus Glas sind die genannten Beeinträchtigungen auch zu erkennen. 3 Schlussfolgerungen Ausblühungen und Aufhellungen sind seit jeher bei auf Holzlattenunterkonstruktionen angenagelten schwarzen Schieferplatten an Dach- und Wandbekleidungen bekannt. Ursache für diese Erscheinungen können einerseits kalkhaltige Bestandteile des Schiefers sein, welche während seiner Entstehung in das Gesteinsgefüge eingelagert wurden und unter Einwirkung von Niederschlagswasser an die Oberfläche transportiert werden. Andererseits können Schieferplatten dadurch aufhellen, dass die schwarz färbenden Bitumenanteile an der Oberfläche mehr oder weniger stark ausgewaschen werden und durch Sonneneinstrahlung ausbleichen. Diese Eigenschaften sind bei den verschiedenen am Markt erhältlichen Schiefersorten unterschiedlich stark ausgeprägt und können auch innerhalb eines Steinbruchs deutlichen Schwankungen unterliegen. Voraussetzung für das Auftreten der genannten Erscheinungen ist immer der Angriff von Feuchtigkeit und Sonneneinstrahlung. Die auftretenden Farbveränderungen können im Bedarfsfall durch eine geeignete Grundreinigung und anschließende farbliche Überarbeitung der betroffenen Flächen behoben werden. Bei angemörtelten Bekleidungen können die oben beschriebenen gesteinseigenen Verfärbungsursachen durch Auswaschungen von Kalkanteilen des verwendeten Klebemörtels überlagert werden. Die verwendeten Tonschiefer enthalten einen nicht unerheblichen Gehalt an Carbonat. In der einschlägigen Fachliteratur werden Carbonatgehalte bis ca. 20 % angegeben. Kalk ist in bestimmten Mengen wasserlöslich und wird daher bei intensiver Beaufschlagung mit Wasser angelöst. Der gelöste Kalk wird im Bereich vorhandener Gesteinsporen an die Oberfläche transportiert und fällt dort wieder aus. Die sich bildenden Kalkkristalle sind als helle Ausblühung zu erkennen. Kommt es zu einem Auskristallisieren in den Gesteinsporen oder Schieferflächen führt das damit verbundene Treiben zu einer Zerstörung des Gesteinsgefüges und damit verbundenen Abschuppungen und Abschieferungen. Da der verwendete Schiefer an sich sehr dicht ist, tritt dieser Effekt nur in Form von unregelmäßigen Flecken in den Bereichen von Kalkeinlagerungen auf.

5 Farb- und Oberflächenveränderungen an Natursteinplatten aus Tonschiefer 47 Auslöser können sehr oberflächennah liegende Kalkbestandteile sein, Poren oder Haarrisse an diesen Stellen oder die frei zugänglichen Kanten der Natursteinplatten an den Stoßfugen. Durch den Einfluss saurer Reinigungsmittel wird der beschriebene Effekt um ein Vielfaches verstärkt. Keinesfalls geeignet für die Reinigung des verwendeten Natursteins sind stark saure Reiniger. Auch alle anderen sauren Reiniger sind nicht für die Reinigung des verwendeten Steines geeignet. Die regelmäßige Anwendung saurer Reinigungsmittel führt auch bei 1 %-iger Verdünnung zu den beschriebenen Beeinträchtigungen. Bei konzentrierter Anwendung saurer Reiniger kommt es sehr schnell zu Schäden in Form von Abschieferungen und Abplatzungen. Ist der Schadensprozess einmal durch die Verwendung saurer Reiniger in Gang gesetzt, schreitet dieser allmählich fort. Wie eingangs beschrieben, können die festgestellten Beeinträchtigungen in leichtem Umfang bereits durch die Einwirkung von reinem Wasser ausgelöst werden. Carbonatführende Tonschiefer sind für den Einsatz in Nassbereichen insoweit nur bedingt geeignet. 4 Zusammenfassung Ursächlich für die untersuchten Ausblühungen und Abschieferungen sind Kalkbestandteile der verwendeten Tonschiefer. Diese Kalkbestandteile können bereits durch die Einwirkung von reinem Wasser in leichtem Umfang gelöst werden. Saure Reiniger sind für die regelmäßige Reinigung von carbonathaltigen Tonschiefern daher ungeeignet. Bei der Verwendung derartiger Gesteine in Nassbereichen sind die beschriebenen Eigenschaften daher unbedingt zu berücksichtigen. Die Reinigung muss auf diese speziellen Eigenschaften der verwendeten Tonschiefer abgestimmt sein.