Referenzen
Kalksandstein
Der Begriff Kalksandstein bezeichnet natürlich vorkommende Sandstein-Arten, meist jedoch künstlich hergestellte Mauersteine aus Sand und Calciumcarbonat bzw. Calciumsilikathydrat als Bindemittel.
Als Naturstein kommt Kalksandstein in Deutschland nur selten vor und wird lediglich in den münsterländischen Baumbergen als Naturwerkstein gewonnen und wirtschaftlich genutzt, siehe Baumberger Kalksandstein. Zu den ältesten Produktionsstandorten von Kalksandstein in Deutschland zählt Niederlehme in Brandenburg.
Bei künstlich hergestellten Kalksandsteinen ist das Bindemittel nicht Calciumcarbonat, sondern ein durch Dampfhärtung erzeugtes Calciumsilikathydrat. Im Bauwesen bezeichnet der Begriff Kalksandstein in der Regel diese künstlich hergestellten Kalksandsteine (KS), die üblicherweise als Mauersteine angeboten werden.
Herstellung
Bei der industriellen Fertigung von Kalksandsteinen werden Branntkalk (Calciumoxid) und Sand (überwiegend Quarzsand) im Verhältnis 1:12 unter Zugabe von Wasser gemischt und in Reaktoren geleitet. Wenn der Branntkalk mit Wasser zu Kalkhydrat umgewandelt ist, wird das Gemisch im Nachmischer auf Pressfeuchte gebracht und anschließend mittels hydraulischer Pressen zu Steinrohlingen geformt. Die Rohlinge werden in speziellen Dampfdruckkesseln, den Autoklaven, bei Temperaturen von ca. 200 °C unter Sattdampfdruck, also bei einem Druck von ca. 16 bar, für einen Zeitraum von 4 bis 8 Stunden hydrothermal gehärtet. Dies und die basische Ca(OH)2 Umgebung leiten eine Silikatreaktion an der Oberfläche der Sandkörner ein. Je nach Mengenanteil von CaO, SiO2 und H2O bilden sich Tobermorit oder allgemein sogenannte CSH-Phasen (xCaO * ySiO2 * zH20). Es entstehen keine Schadstoffe.
Produziert werden alle Mauerstein-Formate, angefangen von kleinformatigen Mauersteinen im Dünnformat (DF) und Normalformat (NF) über Blocksteine (Schichthöhe 25 cm) bis hin zu großformatigen Kalksandsteinen (KS XL) mit Schichthöhen von 50 cm bzw. 62,5 cm.
Es werden sowohl Steine für Normalmörtel (Lagerfugendicke 12 mm) als auch Plansteine für Dünnbettmörtel (Lagerfugendicke 2 mm) angeboten.
Anwendung
Kalksandstein wird im Rohbau für Innen- und Außenwände verwendet. Er ist vergleichsweise schwer (hohe Rohdichteklasse, RDK) und daher gut schalldämmend und wärmespeichernd. Aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit weisen einschalige (monolithische) Wände einen hohen Wärmedurchgang auf. - Üblich ist daher die Kombination mit Wärmedämmstoffen. Der nicht brennbare Baustoff (Baustoffklasse A1 nach Brandschutznorm DIN 4102-4) ist als Brandwand bereits ab 17,5 cm Dicke in DIN 4102-4 klassifiziert. Durch die hohe Steindruckfestigkeitsklassen (SFK) ist das KS-Mauerwerk hochbelastbar und kann bereits in 11,5 cm Dicke tragend ausgeführt werden.
Kalksandsteine nach DIN 106 weisen herstellbedingt eine geringe Maßtoleranz auf. Frostwiderstandsfähige Kalksandsteine (KS-Steine) gibt es als frostwiderstandsfähige Verblender und Vormauersteine mit verschiedenen Oberflächenstrukturen und als sogenannte Hintermauersteine für verputztes oder sichtbar belassenes Mauerwerk. Verblender und Fasensteinen werden für Sichtmauerwerk auch innen verwendet. Die Steineigenschaften (Steinarten, Formate, Abmaße, Steinfestigkeitsklassen, Rohdichteklassen) werden in der DIN 106 geregelt.
Kalksandsteinaußenwände werden in der Regel als mehrschichtige Außenwandkonstruktionen (Funktionswand) ausgeführt. Jede Schicht erfüllt dabei gezielt die an die Wandkonstruktion gestellten Anforderungen. Die Funktionen Tragfähigkeit (Statik), Schallschutz, Brandschutz sowie sommerlichen Hitzeschutz werden durch das schwere KS-Mauerwerk erfüllt, Anforderungen an den winterlichen Wärmeschutz werden durch die leichten Wärmedämmstoffe erfüllt. Damit entstehen Funktionswände, die auf das gewünschte Anforderungsniveau eingestellt werden können, ohne durch einseitige Optimierung (z.B. Wärmeschutz) Einbußen in anderen Bereichen (Schallschutz) hinnehmen zu müssen.
Kalksandstein-Mauerwerk kann Wärme und Feuchtigkeit vorübergehend puffern und zeitverzögert wieder abgeben.
Als Verblender gibt es den Kalksandstein in den Oberflächenstrukturen:
• glatt
• bossiert
• bruchrau
Verarbeitung
Bei starker Hitze sind sehr trockene Steine vorzunässen, damit der Mörtel beim Auftragen nicht „verbrennt“ (d.h. die Feuchtigkeit des Mörtels zu schnell in den sehr saugfähigen Stein wegzieht). Und umgekehrt ist, wie bei allen Mauersteinen, das frische Mauerwerk vor zu starker Durchfeuchtung und Frost zu schützen, z.B. durch Abdecken mit Planen. Durch Frost geschädigtes Mauerwerk ist vor dem Weitermauern abzutragen.
Verblender werden teilweise mit werkseitiger Vorimprägnierung geliefert. Damit wird Verschmutzungen während des Transportes, der Lagerung bis zur Verarbeitung weitestgehend entgegengewirkt. Die Imprägnierung des Mörtels kann erst im fertigen Mauerwerk erfolgen. Bei nachträglicher Imprägnierung der KS-Verblendschale sind die Empfehlungen des Lieferwerkes zu beachten, um die Verträglichkeit mit einer evtl. vorhandenen Vorimprägnierung sicherzustellen.
Nach VOB/C ATV DIN 18330 ist der Einsatz von Salzen und Frostschutzmitteln nicht zulässig, da dies die Struktur des Kalksandsteins schädigt.
Vor- und Nachteile
Vorteile:
• hohe Drucktragfähigkeit für problemloses Verankern schwerer Lasten
• gute Ökobilanz (geringer Energieeinsatz, geringer Ressourcenverbrauch)
• gute baubiologische Eigenschaften, weil feuchteregulierend und
wärmespeichernd
• hoher Schallschutz
• wegen geringer Porigkeit kaum Feuchtigkeitsaufnahme, Eignung als
Außenwand ohne weitere Beschichtungsmaßnahmen
Nachteile:
• schlechte Wärmedämmung
• aufwendige Bearbeitung und Verarbeitung wegen hoher Rohdichte
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Als Naturstein kommt Kalksandstein in Deutschland nur selten vor und wird lediglich in den münsterländischen Baumbergen als Naturwerkstein gewonnen und wirtschaftlich genutzt, siehe Baumberger Kalksandstein. Zu den ältesten Produktionsstandorten von Kalksandstein in Deutschland zählt Niederlehme in Brandenburg.
Bei künstlich hergestellten Kalksandsteinen ist das Bindemittel nicht Calciumcarbonat, sondern ein durch Dampfhärtung erzeugtes Calciumsilikathydrat. Im Bauwesen bezeichnet der Begriff Kalksandstein in der Regel diese künstlich hergestellten Kalksandsteine (KS), die üblicherweise als Mauersteine angeboten werden.
Herstellung
Bei der industriellen Fertigung von Kalksandsteinen werden Branntkalk (Calciumoxid) und Sand (überwiegend Quarzsand) im Verhältnis 1:12 unter Zugabe von Wasser gemischt und in Reaktoren geleitet. Wenn der Branntkalk mit Wasser zu Kalkhydrat umgewandelt ist, wird das Gemisch im Nachmischer auf Pressfeuchte gebracht und anschließend mittels hydraulischer Pressen zu Steinrohlingen geformt. Die Rohlinge werden in speziellen Dampfdruckkesseln, den Autoklaven, bei Temperaturen von ca. 200 °C unter Sattdampfdruck, also bei einem Druck von ca. 16 bar, für einen Zeitraum von 4 bis 8 Stunden hydrothermal gehärtet. Dies und die basische Ca(OH)2 Umgebung leiten eine Silikatreaktion an der Oberfläche der Sandkörner ein. Je nach Mengenanteil von CaO, SiO2 und H2O bilden sich Tobermorit oder allgemein sogenannte CSH-Phasen (xCaO * ySiO2 * zH20). Es entstehen keine Schadstoffe.
Produziert werden alle Mauerstein-Formate, angefangen von kleinformatigen Mauersteinen im Dünnformat (DF) und Normalformat (NF) über Blocksteine (Schichthöhe 25 cm) bis hin zu großformatigen Kalksandsteinen (KS XL) mit Schichthöhen von 50 cm bzw. 62,5 cm.
Es werden sowohl Steine für Normalmörtel (Lagerfugendicke 12 mm) als auch Plansteine für Dünnbettmörtel (Lagerfugendicke 2 mm) angeboten.
Anwendung
Kalksandstein wird im Rohbau für Innen- und Außenwände verwendet. Er ist vergleichsweise schwer (hohe Rohdichteklasse, RDK) und daher gut schalldämmend und wärmespeichernd. Aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit weisen einschalige (monolithische) Wände einen hohen Wärmedurchgang auf. - Üblich ist daher die Kombination mit Wärmedämmstoffen. Der nicht brennbare Baustoff (Baustoffklasse A1 nach Brandschutznorm DIN 4102-4) ist als Brandwand bereits ab 17,5 cm Dicke in DIN 4102-4 klassifiziert. Durch die hohe Steindruckfestigkeitsklassen (SFK) ist das KS-Mauerwerk hochbelastbar und kann bereits in 11,5 cm Dicke tragend ausgeführt werden.
Kalksandsteine nach DIN 106 weisen herstellbedingt eine geringe Maßtoleranz auf. Frostwiderstandsfähige Kalksandsteine (KS-Steine) gibt es als frostwiderstandsfähige Verblender und Vormauersteine mit verschiedenen Oberflächenstrukturen und als sogenannte Hintermauersteine für verputztes oder sichtbar belassenes Mauerwerk. Verblender und Fasensteinen werden für Sichtmauerwerk auch innen verwendet. Die Steineigenschaften (Steinarten, Formate, Abmaße, Steinfestigkeitsklassen, Rohdichteklassen) werden in der DIN 106 geregelt.
Kalksandsteinaußenwände werden in der Regel als mehrschichtige Außenwandkonstruktionen (Funktionswand) ausgeführt. Jede Schicht erfüllt dabei gezielt die an die Wandkonstruktion gestellten Anforderungen. Die Funktionen Tragfähigkeit (Statik), Schallschutz, Brandschutz sowie sommerlichen Hitzeschutz werden durch das schwere KS-Mauerwerk erfüllt, Anforderungen an den winterlichen Wärmeschutz werden durch die leichten Wärmedämmstoffe erfüllt. Damit entstehen Funktionswände, die auf das gewünschte Anforderungsniveau eingestellt werden können, ohne durch einseitige Optimierung (z.B. Wärmeschutz) Einbußen in anderen Bereichen (Schallschutz) hinnehmen zu müssen.
Kalksandstein-Mauerwerk kann Wärme und Feuchtigkeit vorübergehend puffern und zeitverzögert wieder abgeben.
Als Verblender gibt es den Kalksandstein in den Oberflächenstrukturen:
• glatt
• bossiert
• bruchrau
Verarbeitung
Bei starker Hitze sind sehr trockene Steine vorzunässen, damit der Mörtel beim Auftragen nicht „verbrennt“ (d.h. die Feuchtigkeit des Mörtels zu schnell in den sehr saugfähigen Stein wegzieht). Und umgekehrt ist, wie bei allen Mauersteinen, das frische Mauerwerk vor zu starker Durchfeuchtung und Frost zu schützen, z.B. durch Abdecken mit Planen. Durch Frost geschädigtes Mauerwerk ist vor dem Weitermauern abzutragen.
Verblender werden teilweise mit werkseitiger Vorimprägnierung geliefert. Damit wird Verschmutzungen während des Transportes, der Lagerung bis zur Verarbeitung weitestgehend entgegengewirkt. Die Imprägnierung des Mörtels kann erst im fertigen Mauerwerk erfolgen. Bei nachträglicher Imprägnierung der KS-Verblendschale sind die Empfehlungen des Lieferwerkes zu beachten, um die Verträglichkeit mit einer evtl. vorhandenen Vorimprägnierung sicherzustellen.
Nach VOB/C ATV DIN 18330 ist der Einsatz von Salzen und Frostschutzmitteln nicht zulässig, da dies die Struktur des Kalksandsteins schädigt.
Vor- und Nachteile
Vorteile:
• hohe Drucktragfähigkeit für problemloses Verankern schwerer Lasten
• gute Ökobilanz (geringer Energieeinsatz, geringer Ressourcenverbrauch)
• gute baubiologische Eigenschaften, weil feuchteregulierend und
wärmespeichernd
• hoher Schallschutz
• wegen geringer Porigkeit kaum Feuchtigkeitsaufnahme, Eignung als
Außenwand ohne weitere Beschichtungsmaßnahmen
Nachteile:
• schlechte Wärmedämmung
• aufwendige Bearbeitung und Verarbeitung wegen hoher Rohdichte
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