Steinoberfläche

Polierter Granit, vergrößert. Schwarz=Biotit, Rötlich=Orthoklas, Fettglänzend=Quarz

Oberflächen von Naturwerkstein können mit Maschinen, Gerätschaften oder mit Handwerkzeugen bearbeitet werden. Das Aussehen von Naturstein hängt nicht nur vom Material und von der Form ab, sondern vor allen Dingen von der Oberflächenbearbeitung.
Steinflächen verändern und entwickeln sich im historischen Verlauf und unterliegen technologischer Veränderung. Während erste Steinoberflächen durch Menschen mit anderen Steinen bearbeitet wurden, werden sie heute auf industriellen Fertigungsstraßen mit diamantbesetzten Werkzeugen bearbeitet, aber auch immer noch mit Handwerkzeugen und historischen Techniken. Die Veränderung der Werksteinbearbeitung reicht aus vorgeschichtlicher bis in die heutige Zeit. Anhand der Werkzeugspuren können Arbeitsvorgänge und historische Einordnungen vorgenommen werden. Die Vielfalt der Steinoberflächen hat heute eine große Bandbreite und wird vielfältigen Anforderung gerecht.

Inhaltsverzeichnis

1 Bearbeitungsarten
2 Historische Steinoberflächen
3 Frei gestaltete Steinoberflächen
4 Grobe Bearbeitungen
5 Feinbearbeitungen
6 Steinoberflächen und Rutschsicherheit
7 Normen im Bezug zu Natursteinoberflächen
8 Werkzeuge zur Herstellung von Steinoberflächen
9 Literatur
10 Weblinks
11 Einzelnachweise

Bearbeitungsarten

Man unterscheidet zwischen grober Bearbeitung mit einem Relief von einem Millimeter bis zu einigen Zentimetern und Feinbearbeitung, die das Schleifen und Polieren zusammenfasst.
Bei steinernen Fußböden spielen Rutschsicherheit und Reinigungskosten eine besondere Rolle. Bei der Gestaltung der Wände von Steingebäuden, sowohl innen als auch außen, kommt es auf den visuellen Effekt sowie auf ein Optimum an Haltbarkeit an. Des Weiteren wird zwischen handwerklich und maschinell hergestellten Steinoberflächen unterschieden. Handwerklich bearbeitete Oberflächen sind zwar historisch überkommen, dennoch sind sie heute noch gang und gäbe in der Ausbildung, in der manuellen Steinbearbeitung sowie in der Denkmalpflege. Ferner gibt es sog. frei gestaltete Steinoberflächen.

Historische Steinoberflächen

Vorgeschichtliche Zeit

Geschliffene Steinbeile aus der Jungsteinzeit

Neben Holz ist Naturstein der älteste Baustoff der Menschheitsgeschichte. Die Natursteinhöhlen, wie z. B. die Höhle von Lascaux, die Höhle von Altamira und die Chauvet-Höhle waren erste Wohnorte für sesshafte Höhlenmenschen und deren Nachfolger, wie uns eindrucksvolle Höhlenbilder, die entweder aufgemalt oder mit hartem Stein in Steinwände eingeritzt wurden, Zeugnis geben.
Die erste Steinbearbeitung und damit Steinflächenbearbeitung fand in der Steinzeit statt. In der Steinzeit wurden aus Flintsteinen Faustkeile als Schneidwerkzeuge oder Steinklingen für Messer geschlagen. Die Flintsteine wurden zunächst in Form gebracht, anschließend die Kanten abgeschlagen und flächig zugearbeitet, um scharfe Schneiden zu erzeugen. In späteren Zeiten wurden aus Feuersteinrohlingen Flachbeile gehauen und zugeschliffen. Diese Arbeit konnte, je nach Größe des Steinbeils, bis zu 24 Stunden dauern.^[1] Ferner wurden tellerförmig vertiefte Mahlsteine zum Mahlen von Getreide oder Reibesteine mit rauen Oberflächen hergestellt. Die geschliffenen Steinbeile galten als Statussymbol, wertvolles Tauschmittel und hochgeschätzter Gebrauchsgegenstand. Die Steinwerkzeuge wurden mit der Entwicklung der Metallurgie in der Bronzezeit durch Metallwerkzeuge abgelöst.

Altertum

Antikes Ägypten

Mit Sanden und Schmirgelmasse polierte Statue von Thutmosis III.

Für die groben Arbeiten an Weich- und Hartgesteinen benutzten die ägyptischen Steinmetzen geformte und beidhändig geführte Steinhandstücke aus Dolerit oder Granodiorit. Diese Werkzeuge dienten den Ägyptern zur Gewinnung von Rohblöcken aus Granit, Diorit oder Gabbro und zur Herstellung von Steinoberflächen, die rau blieben oder weiter bearbeitet wurden. Belegt ist dieser Werkzeugeinsatz durch Funde dieser Werkzeuge und von Werkzeugresten.
Für die feinere Bearbeitung von Weichgestein wurden zwischen 1500 und 600 v. u. Z. Knüpfel aus Holz und Meißel aus Kupfer und später aus Bronze verwendet, erst danach eiserne Werkzeuge. Mit Poliersteinen (Bims) und Schmirgelmasse wie Quarzsand wurden die Steinoberflächen geglättet. Erst in der römischen Zeit wurden Eisenmeißel, eiserne Steinspaltwerkzeuge und Keile aus Eisen in Ägypten benutzt.^[2]
Die weniger wertvollen Steinoberflächen waren rau und nur Skulpturen und wertvolle Werksteine wie Sarkophage oder Gebrauchsartikel wurden mittels Schmirgelmasse, z. B. Quarzsanden poliert.^[3]

Antikes Griechenland

Die griechischen Steinmetzen benutzten bronzene und eiserne Spitzmeißel, möglicherweise auch Zweispitze oder Spitzhämmer. Sie benutzten Zahneisen, und nach archäologischen Funden geht man auch vom Einsatz der Zahnflächen aus. Sollten Partien mit radialen Formen wie Profile geglättet werden, benutzten die Griechen partiell Schlageisen.^[4] Ferner Rundeisen, die keine gerade, sondern eine runde Schneide hatten. Ab Mitte des 5. Jahrhunderts finden sich Spuren von Steinbohrern. Metallene Raspeln wurden vor allem an Stellen benutzt, auf denen ein späterer Farbauftrag erfolgen sollte. Die Skulpturen wurden mit dem Spitzeisen hergestellt und mittels dieser Arbeitstechnik an der Oberfläche „aufgehellt“, die den Skulpturen den berühmten samtnen Charakter verliehen. Die raue Oberfläche war in jener Zeit allerdings erforderlich, damit Farben anhafteten, denn die griechischen Skulpturen waren farblich gefasst.
Im Antiken Griechenland wurden steinerne Reliefs meisterlich zu Raum- und Wandgestaltung in Bauwerken eingebaut, die heute noch beispielgebend, wie der Gigantomachie-Fries des Pergamonaltars, für die Kunst der Steinbildhauerei sind. Die Steinoberflächen waren rau, und ab dem 3. Jahrhundert wurden Skulpturen poliert.

Antikes Rom

Laokoon-Gruppe aus Marmor, bei der alle Sichtflächen poliert sind

Die Römer übernahmen im Wesentlichen die Steinbearbeitungstechnik der Griechen. Steinstücke wurden im großen Stil aus griechischen Bauwerken ausgebaut und nach Rom transportiert. In der römischen Steinbearbeitung gab es einen Unterschied zu den Griechen: Je näher sie der Endoberfläche des Marmors kamen, desto mehr arbeiteten sie mit dem Spitzeisen in einem flachen Winkel und benutzten Schlageisen zum Glätten, um abschließend zu polieren.^[5] Sie vermieden so eine matte Oberfläche mit den hellen Prellern im Marmor. Abschließend konnte die wertvolle Bauzier und Bauplastik optimal geschliffen und poliert werden; und sie schimmerte durchsichtig. Steinskulpturen wurden und Bauzier wurde poliert; die weniger wertvollen Steinoberflächen blieben rau.

Mittelalter

Durch die Studien des Ulmer Münsterbaumeisters Karl Friederich ist am Anfang des 19. Jahrhunderts ein Standardwerk der historischen Steinoberflächen an Bauwerken im mitteleuropäischen Raum in der Zeit vom 11. bis zum 18. Jahrhundert entstanden.^[6]
In Verbindung von historischen Quellen und Steinmetzzeichen stellt die Steinoberflächenbearbeitung einen wichtigen Teilaspekt der heutigen Bauforschung dar.

Vorromanik und Romanik

In der romanischen Zeit entstanden geflächte Steinoberflächen. Hergestellt wurden diese mit der Glattfläche, einem Steinbeil mit zwei Schneiden. Die Glattfläche hinterlässt nutenförmige Vertiefungen. Bei dieser wurde Nut neben Nut im Millimeterabstand geschlagen. Im späteren Zeitverlauf wurden diese Nuten beim weiteren Einebnen der Steinoberfläche schräg übergeflächt und zeitlich später kreuz und quer. Dabei entstanden unterschiedliche Muster (siehe Tabelle weiter unten), die der heutigen Bauforschung zeitliche Zuordnungen ermöglichen. Später benutzten sie eine Zahnfläche, die gezahnte Schneiden hat. Die Zahnfläche hinterlässt Reihen von punktförmigen Vertiefungen nebeneinander. Sowohl die Glatt- als auch die Zahnfläche ist ein Werkzeug, das mit beiden Händen geführt werden.

Gotik

Die gotischen Steinmetzen wandelten die Fläche zu einem Steinbeil mit einer Arbeitsbreite von ca. drei Zentimetern um, das sie virtuos beherrschten und als Pille bezeichnet wurde. Ferner setzten sie erstmals in Deutschland das Zahneisen ein. Das typische Steinmetzwerkzeug der Gotik, das vermutlich aus Frankreich eingeführte Scharriereisen, kam erst Mitte des 15. Jahrhunderts zum Einsatz.^[7] Das damalige Scharriereisen war etwa 5 - 6 cm breit. Es entstehen erstmals scharrierte Steinoberflächen. Die Hiebe dieser Werkzeuge wurden im 60°-Winkel zur Außenkante angeordnet.

Renaissance

In der Renaissance wurde das Scharriereisen breiter und die Steinoberflächen mit dem sog. Breitscharriereisen, das über 12 cm bis 20 cm breit war, hergestellt. Die Hiebanordnung war rechtwinkelig zur Außenkante. Ferner wurden in der Renaissance die Steinoberflächen mit der Hand geschliffen, um glatte Steinoberflächen zu erzeugen. Ein neues Werkzeug für die Sandsteinbearbeitung, der Krönel, erfanden die Steinmetzen. Dieses Werkzeug erzeugt punktförmige Vertiefungen im Millimeterbereich in der Steinoberfläche.

Barock, Historismus und Klassizismus

In diesen Zeitepochen finden wir eine wechselnde Bearbeitung, die sich in gespitzten, scharrierten bis zu geschliffenen Steinoberflächen ausdrückt. Die von Hand ausgeführten Hiebe wurden auf gesägten Flächen bereits meist gestelzt. Das Hartgesteinswerkzeug, der Stockhammer wurde erfunden, weil zunehmend Hartgestein bearbeitet wurde.
Mit den Erfindungen der maschinellen Steinbearbeitung mit Steinsägen und Steinschleifmaschinen wurde es im großen Stil möglich, geschliffene und polierte Steinoberflächen herzustellen.

Übersicht: 11. bis 18. Jahrhundert

Die nachfolgende Übersicht zeigt die Entwicklung der historischen Steinoberflächen mit handgeführten Steinmetzwerkzeugen des Ulmer Münsterbaumeisters Karl Friederich vom 11. bis 18. Jahrhundert.^[8]^[9]

Zeit	Bezeichnung	Erläuterung	Werkzeug	Randschlag
Bis Mitte 11. Jahrhundert	Abspitzung	-	Zweispitz bzw. Spitzeisen	sehr schmal, ca. 1,5 cm
Bis Mitte 11. Jahrhundert	Gemusterte Abspitzung	-	Zweispitz bzw. Spitzeisen	sehr schmal, ca. 1,5 cm
Bis Anfang 12. Jahrhundert	Abarbeitung	noch keine gewollte Ordnung der Hiebe	Glattfläche	sehr schmal
Bis Mitte 12. Jahrhundert	Abflächung	gewollte Ordnung der Hiebe	Glattfläche oder Schlageisen	sehr schmal
Erste Hälfte 12. Jahrhundert	Musterung	elsässisches Fischgratmuster ist Sonderform	Glattfläche	mittelbreit, ca. 2,5 cm
Wenn nach Überflächung eine Zahnflächung stattfand, endet diese Ende des 12. Jahrhunderts. Fand keine Überflächung statt, vollzog sich ein allmählicher Übergang zur Glattpillung.	Überflächung	grobe Bearbeitung	Glattfläche	mittelbreit
Ende 12. Jahrhundert bis Ende 13. Jahrhundert	Zahnflächung	grobe Bearbeitung	Zahnfläche	sehr breit, ca. 4,5 cm
Bis nach Mitte 14. Jahrhundert	Zahnpillung	feine Überarbeitung	schmale Zahnfläche (Zahnpille)	sehr schmal
Bis Mitte 15. Jahrhundert	Glattpillung	-	schmale Glattfläche (Pille)	sehr schmal
Von Mitte 15. Jahrhundert bis 17. Jahrhundert	Scharrierung	-	Scharriereisen, schmal	schmal
Seit Mitte 17. Jahrhundert	Breitscharrierung	Scharrierhiebe sehr grob und senkrecht	Scharriereisen, breit	mittelbreit
16. Jahrhundert	Wechselnde Bearbeitung	gespitzt, scharriert, geschliffen		meist gestelzt

Außereuropäische Kulturen

Fugenlose Mauer der Inkas aus Granodiorit in Cusco

Große technische, handwerkliche und übermenschlich erscheinende Leistungen haben auch die außereuropäischen Völker bei der Bearbeitung von Natursteinflächen erbracht, als sie fugenlose Mauern und Wände aus riesigen Steinen zusammensetzten, beispielsweise die Inkas in Cusco und die Khmer-Kultur in Angkor Wat. Steine bis zu 160 Tonnen wurden passgenau bearbeitet und transportiert. Diese Leistungen werfen Fragen auf, die nicht abschließend beantwortet sind. So kam es zu spektakulären Behauptungen. Die Leistungen der Inkas in Machu Picchu und Cusco werden mit außerirdischen Kräften oder dem Einsatz von „Steinweichmachern“ erklärt. Mittlerweile konnten einige Fragen der damaligen Steinbautechnik auf geologische und einfache physikalische Grundgesetze zurückgeführt werden.^[10] Die Bearbeitungstechniken und die Verwendung von Werkzeugen in den außereuropäischen Ländern sind bisher wenig erforscht.

Frei gestaltete Steinoberflächen

Seit den 1960er Jahren halten sich Steingestalter nicht mehr an die handwerklichen Regeln der Steinbearbeitung mit dem Grundsatz vom Groben zum Feinen, das heißt, dass eine Steinfläche aus Hartgestein nach den Regeln der handwerklichen Technik zunächst gespitzt und mit immer feineren Stockhämmern geglättet und anschließend poliert wird. Diese Vorgehensweise entspricht einem rationellen Arbeitsablauf für Hartgesteine. Heute gestalten sie die Steinoberflächen frei, indem sie rationelle Abläufe ignorieren. Sie stocken eine Steinoberfläche zuerst, spitzen sie anschließend und polieren abschließend. Dabei werden nicht die gesamte Steinoberfläche, sondern lediglich einzelne Partien poliert. Es entstehen teilpolierte und teilraue Flächen. Die Bearbeitungsabläufe erfolgen individuell nach dem gestalterischen Auge des Künstlers, das auf gestalterische Optik und Wirkung zielt. Die freie Oberflächengestaltung findet man vor allem auf Skulpturen, gestalteten Steinwänden und künstlerischen und kunsthandwerklichen Grabsteinen.

Grobe Bearbeitungen

Die groben Bearbeitungstechniken (z. B. gespitzt, scharriert, gebeilt) finden und fanden als historische Steinbearbeitungsmethoden in und außerhalb von Bauwerken Anwendung. Beflammte, sandgestrahlte oder gestockte Steinoberflächen sind Steinbearbeitungsmethoden der Neuzeit. Diese Bearbeitungen werden in Außenbereichen der Gebäude eingesetzt; in Innenbereichen nur in Ausnahmefällen. Früher konnten sich finanzschwächere Gebäudebesitzer die teuren geschliffenen Böden aus Stein nicht leisten, deshalb finden wir in historischen Gebäuden zum Teil raue Steinoberflächen, die heute einen erhöhten Reinigungsaufwand erfordern.

Gespitzt

Gespitzte Steinoberfläche aus Sandstein

Punktgespitzte Oberfläche aus Beuchaer Granitporphyr, Muster ca. 25 × 15 cm

Mit dem Zweispitz oder dem vom Fäustel angetriebenen Spitzeisen wird eine raue Steinoberfläche egalisiert. Je nach Anzahl, Verteilung und Tiefe der Hiebe auf der Steinoberfläche wird zwischen grob und fein gespitzt unterschieden, wobei die Grenze zwischen den beiden Bearbeitungsformen nicht genau definiert ist. Spitzen ist ein handwerklicher Bearbeitungsvorgang, in aller Regel als Vorbereitung für einen nachfolgenden Werkzeugeinsatz, wie des Zahneisens, einer Fläche oder eines Stockhammers. Diese Werkzeuge hinterlassen sichtbare punktförmige Vertiefungen in der Oberfläche, sogenannte Spitzhiebe. Nach der Anordnung der Spitzhiebe wird zwischen bahnen- und punktgespitzt unterschieden.

Gekrönelt

Mit dem Krönel wird die vom Steinmetzen zuvor grob gespitzte Oberfläche weiter eingeebnet. Der Krönel führt in einer Reihe angeordnete 10 bis zu 15 spitze Stahlstifte, die in einem Metallgriff (sog. Flasche) mit einem Keil befestigt sind. Dieses Werkzeug, das erstmals in der Zeit der Renaissance verwendet wurde, hinterlässt kleine hohlkehlenförmige Vertiefungen in der Steinoberfläche. Der handwerkliche Vorteil des Krönelns von Sandsteinen liegt in der minimierten Prellwirkung (Zertrümmerung) der Bindungsmatrix der Sandkörner, wie sie beispielsweise beim Einsatz eines Stockhammers entstehen würde. Bei geprellten Sandsteinoberflächen kann es zu einem schalenförmigem Abwittern der Oberflächen kommen. Heute kann eine gekrönelte Steinoberfläche die Endbearbeitung sein; sie kann aber auch weiter bearbeitet und entweder geschliffen oder scharriert werden.

Gezahnt

Mit dem Zahneisen wird die gespitzte Oberfläche für weitere manuelle Arbeitsschritte, wie Beilen oder Scharrieren, vorbereitet. Das Zahneisen wird ausschließlich auf Weichgesteinen (z. B. Marmore, Kalk- und Sandsteine) eingesetzt und mit einem Knüpfel angetrieben. Die Zähne des Zahneisens hinterlassen je nach Material und Aufwand Vertiefungen mit der Länge im Zentimeter- und der Tiefe im Millimeterbereich. Der Vorteil des Zahneiseneinsatzes liegt vor allem darin, dass das sogenannte Bauern, das Entstehen von unerwünschten Vertiefungen bzw. Löchern in der Steinoberfläche, bei korrekter Werkzeughaltung weitestgehend vermieden wird. Das Zahneisen ist ein historisches Steinbearbeitungswerkzeug, das schon die antiken Steinbildhauer in Griechenland verwendeten. Erst in der Zeit der Gotik wurde es wieder verwendet.

Gebeilt

Gebeilte Steinoberfläche aus Obernkirchener Sandstein, Muster ca. 25 × 15 cm

Mit einem Steinbeil werden nebeneinander angeordnete Hiebe auf Steinoberflächen ausgeführt. Die Schneidenbreite eines Beils beträgt ca. vier Zentimeter; die Hiebe hinterlassen Einkerbungen bzw. Rillen im Stein (siehe Abbildung). Das Steinbeil, das in der Arbeitsschneide ein eingelötetes Hartmetallstück besitzt, wird heute vornehmlich zur Oberflächenbearbeitung von Grabsteinen verwendet und erfolgreich auf allen Weichgesteinen, wie Marmoren, Sand- und Kalksteinen eingesetzt.

Geflächt

Das heute verwendete Steinbeil stammt aus der Romanik. Es dient zum Einebnen rauer Werksteine, und wird daher Fläche genannt. Die Fläche hat eine Arbeitsbreite von etwa zehn bis zwölf Zentimetern. Sie wird heutzutage noch verschiedentlich bei der Bearbeitung von Kalk- und Sandwerksteinen eingesetzt. In der Gotik wurde die Schneidenbreite der Fläche auf bis zu drei Zentimeter reduziert. Damit wurden virtuos komplizierte Profilformen der gotischen Bauwerke „herausgebeilt“. Karl Friederich nennt dieses Werkzeug in seinem Buch über die Steinbearbeitung Pille und die entsprechende Oberfläche Pillung.^[11]
Gebeilte Oberflächen werden häufig mit scharrierten Oberflächen verwechselt. Der Unterschied ist daran zu erkennen, dass scharrierte Flächen keine dreiecksförmig vertiefte Kerben sondern Hohlkehlen bzw. Rillen aufweisen.

Scharriert

Scharrierte Steinoberfläche aus Sandstein

Maschinenscharrierte Steinoberfläche aus Obernkirchener Sandstein, Muster ca. 25 × 15 cm

Mit Scharriereisen, die wie breite Meißel aussehen, werden Werksteine von Steinmetzen endbearbeitet. Alle vorhergehenden Arbeitsabläufe, wie das Spitzen und Zahnen, müssen beendet sein. Die Scharriereisen haben unterschiedliche Schneidenbreiten und werden von Fachleuten als Viertel- oder Halbeisen bezeichnet. Ab einer Breite von etwa acht Zentimetern wird vom Scharriereisen gesprochen. Das Scharrieren erfordert eine perfekte Werkzeugführung, die eine lange Übung voraussetzt. Die Hiebe werden parallel angesetzt und müssen mit nahezu identischem Kraftaufwand unter Zuhilfenahme eines Knüpfels geschlagen werden. Die Steinmetzen tragen zum Erreichen der Parallelität vorher Hilfslinien auf den Stein auf. Scharrierte Oberflächen gibt es in zwei Ausführungen, rechtwinkelig in Linien und das sogenannte bunte Scharrieren. Scharrierhiebe im 60°-Winkel zur Außenkante nennt man gotisch. Beim bunten Scharrieren werden die parallelen Hiebe quadratisch entsprechend der Schneidenbreite eingesetzt. Durch Richtungswechsel in den Quadraten entsteht ein schachbrettartiges Muster. Neuerdings wurden von Steinindustriebetrieben maschinell hergestellte scharrierte Oberflächen angeboten. Das Ergebnis dieser Maschinenarbeit ist allerdings optisch unbefriedigend.

Scharrierhiebe können nur optimal ausgeführt werden, wenn die Steinfläche vorher handwerklich bearbeitet wurde und so ein rauer Materialüberhang im Millimeterbereich auf der Fläche abgearbeitet werden kann. Die Steinmetzen sagen dazu: „Wir brauchen zum Scharrieren Steinmaterial vor dem Eisen“. Bei durch Steinkreissägen hergestellten Oberflächen können die Scharrierhiebe nicht entsprechend ausgeführt werden, weil der raue Materialüberhang fehlt. Steinmetzen sprechen in diesem Fall beim Scharrieren vom „Aufstelzen“ oder „Stelzen“.

Das Scharriereisen wurde am Ende der Gotik von Steinmetzen vermutlich aus Frankreich eingeführt. Es war damals nur fünf Zentimeter breit. Erst im Barock und Rokoko wurden extrem breite Scharriereisen bis zu 16 cm eingesetzt. Durch Scharrierhiebe entstehen für den Betrachter, wenn er entsprechend weit von historischen Bauwerk entfernt war, der Eindruck glatter Flächen. Das Scharriereisen erzeugt Hohlkehlen in der Steinoberfläche. In der Zeit des Barocks erfanden die Steinmetzen Scharrierhiebe, die bis daumengroße segmentbogenförmige Kehlen bzw. Nuten hinterließen. Dabei wurden mehrere Hiebe in spezieller Werkzeughaltung ausgeführt. Sie werden heute als Hamburger Bauhieb bezeichnet.

Frei vom Hieb

Frei vom Hieb bedeutet, dass die Hiebe mit dem Scharriereisen im Weichgestein richtungslose Werkzeugspuren hinterlassen. Nach den vorbereitenden manuellen Steinarbeiten, wie z. B. dem Zahnen, ist beabsichtigt, eine weitestgehend plane Fläche mit geringer Ebenheitstoleranz herzustellen. Das Scharriereisen mit planem Schneidenanschliff glättet lediglich Steinüberstände. In diesem Arbeitsgang werden alle vorherigen Bearbeitungsspuren beseitigt. Es entstehen richtungslose Kerben in der Steinoberfläche; die Steinoberfläche wird eben mit geringen Toleranzen unter einem Millimeter, wobei sie laufend mit einem Richtscheit kontrolliert wird.

Die Steinoberfläche, die frei vom Hieb ist, kann, sofern das beabsichtigt ist, anschließend optimal scharriert werden.

Gestockt

Gestockte Steinoberfläche aus Beuchaer Granitporphyr, Muster ca. 25 × 15 cm

Stocken von Steinoberflächen war ursprünglich eine klassische handwerkliche Flächenbearbeitung nur für Hartgesteine (z. B. Granite, Syenite, Granodiorite), die in manuellen Arbeitsabläufen vom Groben zum Feinen vor dem Schleifen und Polieren mit Steinschleifmaschinen in Form gebracht wurden. Dabei werden mit einem Stockhammer, dessen Arbeitsfläche wie die eines Küchen-Fleischklopfers mit pyramidenförmigen Zähnen aussieht, unterschiedlich raue Steinoberflächen erzeugt. Unterschiede in der Rauigkeit werden durch die Größe der Zähne und damit dem Abstand der Zahnreihen zueinander bestimmt:

Grob gestockt: Zahngrößen 10 bis 12 mm
Mittelgestockt: Zahngrößen 6 bis 7 mm
Feingestockt: Zahngrößen 4 bis 5 mm
Fein und schleifgerecht gestockt: Zahngröße 4 mm
Feinstgestockt: Zahngröße 3 mm

Gestockte Oberflächen glänzen nicht; sie sind rau und matt. Neben einer visuellen Oberflächengestaltung können steinerne Außenbeläge durch Stocken rutschsicher aus- oder nachgerüstet werden. Stockhammereinsatz bei Marmoren und Sandsteinen ist unter Fachleuten verpönt. (siehe oben unter gespitzt).

Geriffelt

Aus optischen Gründen wird die Steinoberfläche oft mit einem Riffelhammer aufgeschlagen, dessen Arbeitsfläche nicht wie die des Stockhammers Zähne sondern nebeneinander mehrere dreieckförmige Schneiden aus Hartmetall besitzt. Beim Riffeln treffen die Schneiden auf die Steinoberflächen und es entsteht eine gerichtete streifige Oberflächenstruktur als Endbearbeitung. Der Riffelhammer wird beidhändig geführt und kann nur auf massiven Werksteinen verwendet werden, da Steinplatten bruchgefährdet wären.

Beflammt

Beflammte Steinoberfläche aus Serizzo, einem Gneis, Muster ca. 25 × 15 cm

Beim Beflammen von Natursteinen werden mit einem Acetylen-Sauerstoff-Brenner glatte Steinoberflächen aufgeraut. Natursteine sind ein Gemenge von Mineralien. Mineralien sind anisotrop, das heißt unter anderem, dass sie sich bei Temperaturveränderungen in verschiedenen Raumrichtungen unterschiedlich stark ausdehnen bzw. brechen. Das Mineral Pyroxen dehnt sich beispielsweise beim Erhitzen in einer der drei Raumrichtungen sehr stark aus aus. Dies führt beim Beflammen von Impala zum Aufwölben bzw. Aufschmelzen der Oberfläche. Bei Quarz ergibt sich bei 573 °C eine sprunghafte Volumenvergrößerung die zu intensiven Abplatzungen führt. Daher tragen beim manuellen Beflammen mit der Flammenlanze Bediener einen Gesichtsschutz.

Grundsätzlich lassen sich alle Hartgesteine beflammen. Dabei entsteht eine relativ gleichmäßig raue Oberflächenstruktur. Vorsicht ist beim Beflammen gelber Granite geboten, da es zu einer Umwandlung des gelben Eisenoxids (Limonit) in rotes Eisenoxid (Hämatit) kommen kann. Die Steinoberfläche wird zwar aufgeraut, aber aus gelbem wird roter bzw. rötlicher Granit. Deshalb werden gelbe Granite in der Regel nicht beflammt. Belgisch-Granit, ein Kalkstein aus dem Devon, und bestimmte quarzhaltige Sandsteine stellen Ausnahmen dar, die beflammt werden können.

Beflammte Oberflächen zeichnen sich durch eine hervorragende Rutschsicherheit aus und werden deshalb vornehmlich im Außenbereich als rutschsicherer Belag verbaut. Beim Innenausbau würden sie einen hohen Reinigungsaufwand erfordern. Anders als beim Stocken gibt es für beflammte Flächen keine kontrollierbare Abstufung von grob bis fein. Das Ergebnis des Beflammens ist abhängig von der Art des Naturwerksteins, den darin enthaltenen Mineralen und vom Temperatursprung, der beim Flammen entsteht. Dieser kann in der steinindustriellen Serienfertigung durch die plötzliche Abkühlung der erhitzten Fläche mit Wasser verstärkt werden.

Außenbeläge aus Naturstein werden häufig zur Rutschsicherheit beflammt eingebaut. Eingebaute Natursteine, die nicht rutschsicher sind, lassen sich nachträglich aus technischen Gründen besser beflammen als stocken.

Sandgestrahlt

Sandgestrahlte Steinoberfläche aus Ruhrsandstein, Muster ca. 25 × 15 cm

Die Oberfläche wird mit Sandstrahlgeräten und Strahlmitteln unterschiedlichster Drücke und Körnungen bearbeitet. Je nach Strahlgut, Strahldruck und Gesteinszusammensetzung kann eine sehr grobe bis sehr feine Oberfläche erzeugt werden. Das Strahlgut besteht aus Gründen des Arbeitsschutzes nicht mehr wie früher aus Quarzsand, der beim Strahlen zu Silikose führen kann, sondern aus quarzfreien Materialien wie Korund.

Gesandelt

Früher wurden Gesteine gesandelt, um eine Politur abzuschleifen oder vorzubereiten. Diese körperlich schwere Arbeit wurde noch in den Nachkriegsjahren mit einem speziellen Stahlkotz unter Einsatz verschiedener Sande durch manuelles Bewegen durchgeführt.

Heute wird das Sandeln als Oberflächenbearbeitung mit stationären Gelenkarmschleifmaschinen unter Einsatz einer Schleifscheibe aus Stahl und mit Quarzsanden durchgeführt. Beim Sandeln entsteht eine matte und relativ glatte Oberfläche, die im Innenbereich Rutschsicherheit bietet, die aber für einen Außeneinsatz nicht ausreicht. Man könnte die Rauigkeit gesandelter Flächen mit einem Schliff von C 30 bis C 60 (siehe unten) vergleichen.

Spaltrau, spaltrau und angeschliffen

Spaltraue Oberflächen werden mit Steinspaltwerkzeugen hergestellt und zeigen unbearbeitete (natürliche) Steinoberflächen. Spaltraue Oberflächen finden entweder als Mauerwerksteine, Fassadenplatten oder Bodenbeläge Verwendung. Bei einem Einbau gespaltener Naturwerksteine in Natursteinmauern sind die von Steinspaltwerkzeugen hinterlassenen sichtbaren Spuren, wie Keillöcher, verpönt. Für spaltraue Bodenbeläge im Innenbereich werden vornehmlich schiefrige Gesteine, z. B. Alta Quarzit oder auch Solnhofener Platten, ein Kalkstein, verwendet. Beim Verlegen von spaltrauen Natursteinplatten im Außenbereich muss auf ein entsprechendes Gefälle geachtet werden, damit sich keine Pfützen bilden, die bei Frost Rutschgefährdungen darstellen.

Natursteinplatten werden spaltrau und angeschliffen angeboten. Angeschliffen bedeutet, dass sie zusätzlich mit einer Schleifmaschine partiell überschliffen werden. Dabei entsteht eine Steinoberfläche, die sowohl spaltraue als auch geglättete Partien aufweist.

Getrommelt, antikisiert

Bei getrommelten oder antikisierten Bodenbelägen aus Naturstein handelt es sich um bereits aufs Maß gesägte Platten, die in einen Freifallmischer unter Zugabe von Quarzsand und Wasser gegeben werden. Durch die Rotation des Trommelmischers schlagen die Platten aneinander, die Steinkanten platzen ab, und die Steinoberflächen werden geprellt und rau. Dieses Verfahren gibt den Steinplatten ein antikes Aussehen.

Gefräst

Mit Umfangsfräser hergestellte Steinoberfläche aus Obernkirchener Sandstein, Muster ca. 25 × 15 cm

Geschliffene Steinoberfläche aus Beuchaer Granitporphyr, Muster ca. 25 × 15 cm

Polierte Steinoberfläche aus Serizzo, Muster ca. 25 × 15 cm

Gelaserte Steinoberfläche aus Granit, Muster ca. 10 × 10 cm

Gefräste Oberflächen werden mit Steinkreissägen hergestellt. Dabei wird anstelle eines Sägeblatts ein sogenannter Umfangsfräser eingesetzt. Die Umfangsfräser sind ca. vier Zentimeter breit und mit Hartmetall-Disken ausgerüstet, in die kleine, künstlich hergestellte Diamanten eingearbeitet sind. Durch den Einsatz eines Umfangfräsers entstehen rillenförmige Bahnen (siehe Abbildung) in der Breite des verwendeten Umfangfräsers.

Feinbearbeitungen

Schleifen

Schleifen manuell

Die Bearbeitung mit Schleifmitteln gehört zu den ältesten Bearbeitungsform für Natursteine. Schleifen war früher eine schwere körperliche Arbeit, die ohne Maschineneinsatz durchgeführt wurden musste. Mit Schleifsteinen und verschiedenen Sanden wurde in monotoner Arbeit mit einseitiger körperlicher Bewegung und Beanspruchung die Steinoberfläche feingeschliffen. Abschließend wurde die Steinfläche durch die Verwendung von „klassischen Seifen“ und Bienenwachs auf Hochglanz gebracht.

Einen ersten schriftlichen Hinweis auf das Ende dieser schweren Handarbeit und den Einsatz von Schleifmaschinen gibt es durch J.W.v. Goethe anlässlich eines Besuches in Berlin im Jahre 1828: „Man fing an (..) große Geschiebe zu spalten und aus den gewonnenen Stücken Säulenschäfte zu bearbeiten, (..) welches alles dadurch möglich ward, daß man sich zur Bearbeitung nach und nach der Maschinen bediente. Die beiden Steinmetzmeister Wimmel [Einfügung vom Autor: Ein Nachkomme von Wimmel war mit einem Herrn Zeidler der Gründer eines der größten Steinindustrie-Unternehmens in Deutschland, der Firma Zeidler & Wimmel, die bis heute existiert] und Trippel haben sich bis jetzt in diesen Arbeiten hervorgetan.“ ^[12] Als Erfinder der Granitschleiftechnologie gilt der Steinmetz Erhard Ackermann.

Schleifen heute

Heute wird mit modernen Steinschleifmaschinen mit sich drehenden Schleifscheiben und Schleifmitteln geschliffen. In den Schleifscheiben befinden sich mineralische Schleifkörner oder Diamanten. Es gibt keine Norm oder einfache Möglichkeit, die Oberflächenrauigkeit nach dem Schleifen genau zu bestimmen. Der Schliff wird z. B. mit C 120 gekennzeichnet. Das C steht für Carborundum (Siliciumcarbid), und die jeweiligen Zahlen gehen auf Edward Goodrich Acheson, einem Amerikaner, zurück. Er hat sie mit „Anzahl der Siebmaschen pro Quadratzoll“ (genannt Sieblinie) definiert. Damit ist lediglich die Größe der Schleifkörner bestimmt, die durch das Sieb fallen. Demzufolge ist kein einheitlicher Oberflächenschliff für jeden Naturstein herstellbar, weil es neben der Sieblinie vor allem darauf ankommt, ob werksseitig mit Gelenkarmschleifmaschinen, auf vollautomatisierten Schleifstraßen oder vor Ort mit handgeführten Schleifmaschinen geschliffen wird. Ferner sind die Eigenschaften des Schleifkörpers, das Bindemittel und die Schärfe des Schleifkorns zu berücksichtigen. Alle Natursteine haben völlig unterschiedliche technische Werte, deshalb ist die entstandene Mikrorauigkeit und Rutschsicherheit selbst nach einem Schleifvorgang mit dem gleichen Schleifkörper unterschiedlich.

Geschliffene Steinoberflächen zeigen im Gegenlicht stets Schleifspuren. Je nach Mineralzusammensetzung und -verteilung sind deutliche Glanzunterschiede bei gleichen Natursteinsorten nicht vermeidbar. Geschliffene Oberflächen haben den Vorteil, dass die Oberfläche bei Bedarf neu geschliffen werden kann, wenn sie unterschiedlich abgenutzt wurde (schleichende Verglättung) oder um Verlegefehler (sogenannte Überzähne) auszugleichen.

Poliert

Als attraktivste Seite eines Natursteins gilt die polierte Oberfläche. Es gibt jedoch einen Unterschied zwischen Politur und poliert in der umgangssprachlichen Bedeutung . Hartgesteine, wie Granit, Basalt oder Gabbro können so weit ausgeschliffen werden, dass keine Schleifspuren mehr erkennbar sind, auch nicht im Streiflicht. Dennoch sind Glanzunterschiede zwischen den einzelnen Mineralien (vor allem Biotit) z. B. bei Graniten nicht auszuschließen. Deshalb kommt es zu keiner echten Politur sondern es kann nur von teilpoliert gesprochen werden. Der Nachteil einer polierten oder teilpolierten Oberfläche von Fußboden- und Treppenbelag liegt in einer unzureichenden Rutschsicherheit. In öffentlichen Gebäuden und in Arbeitsstätten sind Rutschsicherheitswerte (z. B. R 9) gefordert, die teilpoliert und mit Politur nicht erreicht werden können.
Lediglich bei Marmoren und Kalksteinen ist es möglich eine echte Politur mit Oxalsäuren z. B. mit Kleesalz aufzubringen. Dabei werden an der Natursteinoberfläche Calciumoxalate gebildet, die besonders stark Licht reflektieren. Ein Vorteil der polierten Flächen ist neben dem Aussehen die gute Reinigungsfähigkeit; als Nachteil bleibt die fehlende Rutschsicherheit.

Poliert und gelasert

Mit der Lasertechnik für Naturstein, erfunden vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik in Dresden, kann die Oberfläche sowohl werksseitig als auch nach dem Einbau bearbeitet werden, um z. B. Rutschsicherheitswerte nach DIN 51130 zu erreichen. Die mobilen Lasergeräte haben sich auf dem Markt nicht durchgesetzt, daher sind die gelaserten Steinplatten nur werksseitig zu beziehen. Je nach Material sind optische Beeinträchtigungen auch beim Einbau von gelaserten Platten, insbesondere eine Wirkung auf ganze Flächen, nicht immer auszuschließen. Bei der Lasertechnik werden Mikroporen in die Oberfläche eingeschossen, die die geforderten Rutschsicherheitswerte erbringen. Der Glanz der polierten Steinoberfläche bleibt nach dem Einsatz der Laser weitestgehend erhalten und bei richtiger Reinigung wird Rutschsicherheit nahezu dauerhaft erreicht. Dieses Verfahren vermeidet vor allem die Verfärbungsgefahr, die bei der chemischen Anätzung entstehen kann. Wegen der höheren Kosten des Lasers ziehen viele Kunden mattgeschliffene Steinoberflächen vor. Dabei wird übersehen, dass Mattschliff höhere Reinigungskosten nach sich ziehen kann.

Chemisch angeätzt

Mit einer Anätzung durch Säuren kann die Steinoberfläche werksseitig oder nach dem Einbau des Fußbodenbelags bearbeitet werden, um die Bewertungsgruppe der Rutschsicherheit R 9 nach DIN 51130 zu erreichen. Die chemische Anwendung kann nur von Fachleuten durchgeführt werden. Die Anätzung der Steinoberfläche kann neben optischen Beeinträchtigungen, Verfärbungen im eingebauten Fußboden hervorrufen. Bei einem Einsatz der Flusssäure, die in der Lage ist, Quarz in Hartgesteinen anzuätzen, sind besondere Arbeitsschutzmaßnahmen für das Personal zu ergreifen, weil diese Säure hochgiftig ist. Aus Australien kam eine sandgestrahlte und geätzte Oberfläche unter dem Namen Bright Etched auf den deutschen Markt. Sie konnte nur als direktimportierte Ware erworben werden und wurde kaum nachgefragt.

Vergleichstabelle: Geschliffen, poliert, poliert und gelasert

Schliff	Bearbeitung	Optik der Oberfläche
C 30	sehr grob	deutliche Schleif- und Sägespuren, Steinfarbe und Textur fast nicht erkennbar
C 60	grob	deutlich fühlbare Schleifspuren, Farbe und Textur wenig erkennbar
C 90	mittel	von oben sichtbare Schleifspuren, grobe Texturen erkennbar, sehr blasse Farben
C 120	mittel	sichtbare Schleifspuren, blasse Farben, Textur erkennbar, im Streiflicht sichtbar
C 180	kaum ein Unterschied zum vorherigen Schliff	fühlt sich nur glatter an
C 220	feinerer Schliff	Farben und Texturen gut zu erkennen, Schleifspuren im Streiflicht sichtbar
C 320	seidenmatte Oberfläche	Schleifspuren im Streiflicht immer noch sichtbar
C 400	seidenmatte Oberfläche	Biotite glänzen schon, Farbe gut zu erkennen, Schleifspuren im Streiflicht immer noch sichtbar
poliert und gelasert	teilpoliert	optimierte Oberfläche, Laserstruktur im Streiflicht erkennbar
C 600	fast poliert	optimierte Oberfläche, Schleifspuren im Streiflicht immer noch sichtbar
C 800	je nach Material	man kann von Politur sprechen, Schleifspuren im Streiflicht immer noch sichtbar

Beflammt und gebürstet

Beflammt und gebürstet ist eine der neuesten Bearbeitungsformen für Fußbodenbeläge. In den Fertigungswerken wird die Gesteinsoberfläche in einem Arbeitsgang zunächst beflammt und aufgeraut (siehe oben). Mit Hilfe von Bürsten, in deren Metall- oder Kunststoffborsten Schleifkörner eingearbeitet sind, wird die beflammte Oberfläche geglättet. Dabei wird die Mikrorauigkeit, die durch das Beflammen entstand, eliminiert. Die Oberfläche fühlt sich samtweich an, ist aber makrorau.

Jetgestrahlt

Diese relativ neue Bearbeitung ist nicht normativ definiert, und jeder Hersteller produziert in seinen Werken seine “Jetstrahlung” mit Wasser und Schleifmitteln. Die Oberfläche, die in diesem Arbeitsablauf entsteht, ist mit den gebürsteten Oberflächen zu vergleichen (siehe weiter oben).