Sandstein: Wie haltbar er ist, hängt von der Zusammensetzung ab

Die Sandsteinfassade des Braunschweiger Rathauses soll aufgefrischt werden. Wie der Pressedienst der niedersächsischen Stadt mitteilt, werde das Gebäudemanagement dem neugotischen Bau von der Traufe bis zum Sockel eine Heißwasserdusche verpassen. Dann sollen Schäden beseitigt werden, die Wind und Wetter an dem 1904 fertiggestellten Gebäude hinterlassen haben. Wie es weiter heißt, falle den Bauarbeitern in luftiger Höhe von 18 Metern „noch so manche Spur aus dem zweiten Weltkrieg auf“; diese seien bisher niemals gänzlich beseitigt worden.

Nach Auskunft aus Braunschweig sind Schäden an der Fassade dort, wo sich Feuchtigkeit am längsten halte, am größten. Dazu zählten Verzierungen und Fugen, die der Regen ausgewaschen habe. Gesimse, die nach einem Regenguss schneller trockneten, seien „weitgehend in Ordnung“. Tiefe Fugen an der Fassade sollen verfüllt und abgeplatzte Partien mit Elementen aus Naturstein ergänzt werden. Die Fassaden des Gebäudes werden schrittweise wieder hergestellt, in diesem Jahr ist die Westseite an der Reihe, für die beiden folgenden Jahre sind Arbeiten schon geplant, der Rathausturm wurde bereits im vergangenen Jahr saniert. Die Arbeiten sollen drei Millionen Euro kosten.

Sandstein ist nicht nur bei öffentlichen Bauten ein vielfach eingesetztes Material, sondern auch bei jonastone ein beliebtes Produkt. Wir haben ihn aus Anlass unseres Jubiläums im Preis reduziert. Um Schäden an Sandsteinplatten zu verhindern, empfehlen wir, die Platten nach dem Verlegen zu imprägnieren. Flüssigkeiten (Rotwein, Öl) oder Schmutz können nicht in den Stein eindringen. Moos- und Algen wachsen deutlich weniger, lästige und zeitintensive Reinigung ist nicht notwendig. Noch wichtiger: Die natürlichen Eigenschaften des Steins bleiben erhalten. Der Schutz hält vier Jahre und lässt sich danach auffrischen.

Dennoch: Wie kommt es, dass sich Sandstein im Lauf der Jahre verändert? Wovon hängt es ab? Dazu muss man sich mit der chemischen Zusammensetzung und der Entstehung des Gesteins auseinandersetzen, die hier sehr ausführlich und fachkundig dargestellt ist. Auch an weiteren Stellen im Netz finden sich sehr umfassende Informationen.

Demnach ist Sandstein ein so genanntes Sedimentgestein, das aus lockerem Sand durch Verfestigung entstanden ist. Das Material kann aus sehr unterschiedlichen Mineralien bestehen. Nach Angaben der erwähnten Quellen spielt neben Quarz vor allem Feldspat eine Rolle. Auch Schichtsilikate wie Muskovit oder Chlorit kommen vor. Immer wieder genannt werden auch Eisenverbindungen: Hämatit (ein Eisensalz) und Limonit (eine Verbindung aus Eisen, Sauer- und Wasserstoff). Sulfidisch gebundenes Eisen erweise sich als störende Beimengung, schreibt Olaf Otto Dillmann., weil beide Materialien unter atmosphärischen Bedingungen instabil seien „und in Gegenwart von Wasser und Luftsauerstoff unter Bildung von Limonit (ausrosten!) und Schwefelsäure zerfallen“.

Geologe Dr. Olaf Otto Dillmann erläutert die Hintergründe der Verwitterung auf unsere Anfrage ausführlicher. Verwitterungsanfälligkeit und -geschwindigkeit eines Gesteins sind nach seinen Worten von der mineralischen Zusammensetzung und dem Gefüge des Steins bestimmt. Bei Sandsteinen spielen der Stoffbestand der Komponenten – der so genannte Deritus – und besonders das Bindemittel des Gesteins eine Rolle.

Am resistentesten ist Dillmann zufolge der Quarz. Nur Flusssäure, die selten vorkomme, aber zur Reinigung und chemischen Oberflächenbehandlung eingesetzt werde, vermöge in nennenswerten Mengen Quarz zu lösen. Auch Feldspate seien gegen chemische Verwitterungseinflüsse in hohem Maße resistent. Bei niedrigem pH-Wert finde durch die hydrolytische Wirkung des Wassers eine Lösung von Kationen (Natrium, Kalium, Calcium, Eisen) statt.

Calcit „ist besonders anfällig für Kohlensäure- und Rauchgasverwitterung“. Während erstere ein natürlicher Vorgang wäre, „ist die Rauchgasverwitterung eine durch die Verbrennung fossiler Energieträger antropogen (also vom Menschen –fbt) erzeugte Form der Verwitterung“, die besonders in Innenstädten zu beobachten sei. Beide bewirkten besonders eine Zerstörung des Gefüges. Wirke durch Schwefeldioxid entstandene Schwefelsäure auf Calcit-führende Steine ein, entstehe Gips, der infolge seines größeren Volumens durch den entstehenden Kristallisationsdruck das Gefüge lockere. Durch den kapillaren Transport könne der Gips an die Oberfläche gelangen und zur Krustenbildung (auch Patina genannt) beitragen.

Pyrit und Markasit (Eisen-Schwefel-Verbindung) sind laut Dillmann besonders anfällig für die Oxydationsverwitterung, so dass bei deren Vorkommen stets Rostgefahr bestehe. Bei so genannten Tonmineralien dagegen sei die Verwitterungsbeständigkeit relativ hoch, weil sie – besonders der Glimmer und die Feldspate – ihrerseits bereits Verwitterungsprodukte primärer Silikate seien.

Das Freiburger Münster mit seiner schönen Sandsteinfassade ist ein wichtiges Wahrzeichen der Stadt. Foto: Archiv/Timm

Das Freiburger Münster mit seiner schönen Sandsteinfassade ist ein wichtiges Wahrzeichen der Stadt. Foto: Archiv/Timm

Welcher Aufwand mit dem Erhalt einer Sandsteinfassade verbunden sein kann, zeigt sich am Freiburger Münster. Die Kirche, eines der wichtigsten Wahrzeichen der Stadt, ist aus Sandstein erbaut. Wie aus der offiziellen Website hervorgeht, wurde die natürliche Verwitterung in den letzten 100 Jahren durch Schadstoffe in der Luft noch verstärkt. Vor allem der hohe Gehalt an Schwefelsäure führe zu einer Zerstörung der Substanz. „Dieser Schadstoff“, schreiben die Fachleute, „dringt in das poröse Gestein ein, zerstört das Bindemittel und damit die gesamte Struktur. Der Stein zerbröselt“. Das Münster, im letzten Krieg wie durch ein Wunder unzerstört geblieben, wird regelmäßig gründlich untersucht, eine eigene Münsterbauhütte kümmert sich um die äußerst aufwändige Erhaltung.

Dass sich Taubenkot, wie vielfach vermutet, aggressiv auf Baustoffe auswirkt, scheint indes nur teilweise zu stimmen. Nach Informationen der Bundestierärztekammer produziert eine Taube pro Jahr im Schnitt zehn Kilogramm Nasskot. Ein Gutachten der TU Darmstadt soll den Angaben zufolge beinhalten, dass der pH-Wert frischen Taubenkots zwischen 5,5 und 5,8 liege. Nach 70 Tagen wurden 5,7 bis 5,9 gemessen. Taubenkot entspreche einem schwachen chemischen Angriff. Wie weiter zu lesen ist, wurden bei einer mikroskopischen Untersuchung bei

- Buntsandstein,

- Granit,

- Travertin,

- Zementmörtel,

- Vollziegel und Vollklinker,

- und unbehandeltem lasierten Nadelholz

keinerlei Veränderungen festgestellt – aber bei vier untersuchten Blecharten.