Bausteine

Granit, Marmor und Ziegel prägen seit der Antike unsere Architektur: vom primitiven neuzeitlichen Dorf über mittelalterliche Burgen, Schlösser und Kirchen bis hin zu den modernen Metropolen der Gegenwart – ohne Bausteine unmöglich. Doch Bausteine sind nicht gleich Bausteine: Sie können auf natürliche Weise entstehen oder künstlich hergestellt werden. Zu den natürlichen Bausteinen gehören allen voran Sandstein, Marmor, Granit, Kalkstein, Tuff, Schiefer und Basalt. Von Menschenhand bzw. maschinell produziert werden dagegen vor allem Bausteine wie Ziegel, Dachziegel, Klinker, Kalksandstein, Betondachstein, Lehmziegel, Tonhohlplatte, Betonstein, Porenbeton, Hüttenstein usw. Je nach Anwendungsgebiet kommen entweder künstliche oder natürliche Bausteine zum Einsatz, oftmals werden diese auch aus architektonischen oder ästhetischen Gründen in Kombination verwendet.

Was für Bausteine gibt es?

Da insbesondere bei den industriell gefertigten Bausteinen die immer wieder modernisierten Herstellungsverfahren eine enorme Produktionsvielfalt ermöglichen, lassen sich hier nur die gängigsten und ursprünglichen Bausteinarten erfassen.

Granit

Granit gehört zu den natürlichen Bausteinen; der Name leitet sich vom lat. „granum“ für „Korn“ ab. Die recht massigen Tiefengesteine haben eine großkristalline Struktur und bestehen zu großen Teilen aus Quarz, Feldspaten und dunklen Mineralen, vor allem Glimmer. Granit ist in der Regel grobkörnig und weist – je nach Umgebung und Mineralgehalt – eine rötliche oder gelbliche Färbung auf. Der Mineralgehalt bei diesem Gestein ist meist sehr hoch und nimmt etwa 20 – 40 Prozent der Gesamtmasse ein; die gängigsten Minerale, die sich im Granit finden, sind Biotit (Dunkelglimmer), Muskovit und Hellglimmer. Zudem enthalten Granite oftmals Spuren von Uran oder Rubidium, weshalb sie eine leichte Radioaktivität aufweisen.
Granite entstehen durch Plattentektonik, meist in Subduktionszonen oder in Gebirgen. Sie sind daher auf allen Kontinenten vertreten und eines der am häufigsten innerhalb der kontinentalen Erdkruste gebildeten Gesteine. In Europa etwa sind Granite vor allem in den Alpen, den Vogesen, im Schwarzwald oder in der Lausitz zu finden.
Granite sind aufgrund ihrer enormen Härte und Wetterbeständigkeit ein beliebtes Material im Bauwesen; sie kommen u.a. beim Straßenbau als Bordstein, Poller, Gehwegplatte oder Pflasterstein, im Gartenbau als Brunnen oder Vogeltränke, im Innenausbau als Treppen- und Bodenbelag, als Fensterbank oder Tischplatte sowie als Bausteine für den Hausbau zum Einsatz.

Granit Steine

Marmor

Weisser Marmor Der Begriff Marmor leitet sich vom griech. Wort „mármaros“ für „glänzend, schimmernd“ ab. Marmor ist ein natürlich entstehendes Carbonatgestein, welches mindestens zu 50 Prozent aus den Mineralen Calcit, Aragonit und Dolomit besteht. Das Gestein ist in der Regel mittel- bis grobkristallin, jedoch gibt es Marmorsorten wie das Statuario, welches eine feinkristalline Struktur aufweist und sich damit vor allem bei Bildhauern großer Beliebtheit erfreut. Marmor kann in rosa, gelblich-grünen oder weißen Farbnuancen vorkommen, auch rötliche oder graublaue Marmore sind nicht unüblich. Die jeweilige Färbung hängt von der Konzentration der enthaltenen Minerale ab; Limonit sorgt für einen gelblichen Farbton, Graphit für einen bläulichen, Hämatit färbt rot. Besonders der weiße Marmor ist in der Architektur beliebt – antike Bauwerke wie die griechische Akropolis und der Pergamonaltar wurden aus ihm gefertigt. Auch im Römischen Reich war weißer Marmor ein beliebter Baustein und Statussymbol zugleich; er wurde ausschließlich zur Herstellung von Ehrenstatuen, die Götter, Kaiser oder deren Familienangehörige darstellten, verwendet. Auch viele Kunstwerke der Renaissance, vor allem von Michelangelo, wurden aus feinkristallinem Carrara-Marmor gefertigt. Heutzutage sind Marmore vor allem im Innenausbau begehrt; hier dienen sie als Fliesen, Treppen- oder Bodenbeläge. Marmor findet sich jedoch auch in anderen Produkten, welche auf den ersten Blick nicht mit diesem Gestein in Verbindung gebracht werden: So ist feinpulverisierter Marmor ein Inhaltsstoff bestimmter Zahncremes, in Streichfarbe oder als Weißpigment in Putzen enthalten.
Marmor wird in nahezu allen Teilen der Welt abgebaut, unter anderem in Frankreich, Griechenland, Italien, Portugal, in der Türkei, in den USA oder in Kanada.

Marmor

Beton

Beton (vom franz. „béton“) ist ein künstlich hergestellter Baustoff, der aus dem Gemisch eines Bindemittels und einer Gesteinskörnung gefertigt wird. In der Regel dient als Bindemittel Zement, als Gesteinskörnung werden oftmals Kies und Sand verwendet. Unter Zugabe von Wasser reagiert Zement chemisch, verbindet sich mit den anderen Substanzen und erhärtet. Beton ist aufgrund seiner Härte und seiner Druckbeständigkeit beliebt, diese liegt etwa bei 20 Newton pro Quadratmillimeter bis hin zu 150 Newton pro Quadratmillimeter. Meist wird Beton im Bauwesen zur Produktion von Stahlbeton verwendet und schützt als solcher den Stahl vor Korrosion oder hoher Temperaturentwicklung im Brandfall. Der Baustoff dient somit dem Hausbau, dem Bau von Hochhäusern, Tunneln, Brücken, Stützwänden oder anderen Bauwerken, die allgemein großen Belastungen oder dem starken Einwirken physikalischer Kräfte ausgesetzt sind.

Beton

Ziegel

Ziegel sind, ähnlich wie Beton, ein manuell bzw. industriell hergestellter Baustoff, können jedoch auf eine wesentlich längere Tradition zurückblicken. Tatsächlich sind Ziegel der älteste künstlich hergestellte Baustoff; sie werden aus einer tonhaltigen Masse geformt und in entsprechenden Öfen gebrannt. Die Farben eines Ziegels sind von den im Ton vorhandenen Materialien abhängig; so führt beispielsweise ein hoher Eisengehalt durch Oxidation zu einer rötlichen Färbung, während ein hoher Kalkgehalt gelbliche Farbtöne ausprägt. Während in der Zeit der Industrialisierung ganze Ansammlungen von Arbeiterhütten aus Ziegeln gebaut wurden, spielen diese heutzutage im Neubau nur noch eine untergeordnete Rolle und werden allenfalls bei traditionellen Neubauten verwendet.

Wie entstehen Bausteine?

Natürliche Bausteine wie Granit oder Marmor entstehen auf unterschiedliche Art und Weise. Granit etwa bildet sich durch die Erstarrung von Magma in etwa 2 km Tiefe im Erdinneren. Granit wird daher auch als Plutonit, als Tiefengestein, bezeichnet. Die Entstehung von Granit kann dabei in zwei Phasen geteilt werden: Den Magmenaufstieg und die Erstarrung. Beim Magmenaufstieg, der Intrusion, gelangen Magmenblasen durch Bewegungen in der Erdkruste in eine der oberen Schichten, welche sich zu gigantischen Magmenkörpern von meist 100 km Länge verdichten, den sogenannten Plutoniten. Durch die tektonischen Bewegungen der Erdkruste werden einige Aufstiegswege der Magmenkörper abgeschnitten – es entstehen isolierte Magmenkammern. Im Anschluss daran folgt die zweite Phase der Granitbildung: die Erstarrung. Nach einiger Zeit beginnt die Magmenkammer zu erkalten und zu erstarren. Es bildet sich Granit. Dieser kann durch weitere tektonische Verschiebungen an die Oberfläche gelangen. Die Bildung von Granit vollzieht sich in einem Zeitraum von mehreren 10.000 Jahren.

Etwas anders gestaltet sich die Entstehung von Marmor. Dieser bildet sich durch die Umwandlung von Gesteinen wie Dolomiten oder Kalksteinen durch Druck- und Temperatureinflüsse. Ursächlich hierfür ist meist eine hohe Last auf dem Sediment und dadurch bedingte steigende Druck- und Temperaturverhältnisse. Doch auch eine in unmittelbarer Nähe stattfindende Gesteinsschmelze (Magma), mit welcher die Gesteine in Kontakt kommen und dadurch erhitzt werden, kann der Auslöser für eine metamorphe Umwandlung in Marmor sein; in letzterem Fall spricht man von einer Kontaktmetamorphose. Liegt eine Kontaktmetamorphose vor, ist die Entstehung von Granit eng mit der von Marmor verknüpft: Wenn eine Magmenkammer über Jahrtausende im Erdinneren erstarrt und sich in Folge dessen Granit bildet, können in der Abkühlungsphase karbonathaltige Gesteine an den Rändern des Plutons in Marmor metamorphosieren. Bei einer Kontaktmetamorphose entstehen meist Temperaturen von über 400 Grad Celsius.

Wie werden Bausteine hergestellt?

Das traditionell älteste Produkt der Herstellung von Bausteinen ist der Ziegelstein. Dieser wurde in der Vergangenheit aus Lehm und Ton unter Zugabe von Wasser manuell gefertigt. Die vermischte Masse wurde daraufhin in spezielle Formrahmen, sogenannte Ziegelmodelle, gepresst und anschließend mehrere Wochen luftgetrocknet. Danach wurde der Ziegel gebrannt, meist in einem sogenannten Meiler, in welchem dieser zwei Wochen lang einer Temperatur von 600 – 900 Grad Celsius ausgesetzt wurde, wobei viele Ziegel verbrannten, brüchig und damit unbrauchbar wurden. Diese sehr zeitintensive Methode wurde während der Industrialisierung durch eine mechanisierte Herstellung ersetzt. Hierzu wurden spezielle Brennöfen wie der Ring- oder der Tunnelofen konzipiert, die durch eine gleichmäßige Temperatureinstellung sowie durch regelmäßiges hin- und her Bewegen der Ziegel den Verschnitt durch qualitativ minderwertige Produkte verringerten. Dieser technische Fortschritt ermöglichte im Zeitalter der Industrialisierung u.a. den Bau unzähliger Fabrikhallen und Arbeitersiedlungen in kürzester Zeit.

Die Herstellung von Beton verhält sich nahezu äquivalent zu der von Zement: Auch hier wird unter Zuhilfenahme von Wasser eine formbare Mischung hergestellt; hierbei besteht diese aus einer Gesteinskörnung (Sand, Kies) und einem Bindemittel (Zement). Diese „Zutaten“ werden in einem vorher berechneten Verhältnis gemischt und anschließend im noch nicht erhärteten Zustand verwendet.