Natuursteensoorten
In deze paragraaf wordt een aantal natuursteensoorten besproken die in Nederland veel worden gebruikt voor elementenverhardingen in de openbare ruimte en voor kantopsluitingen. De eigenschappen van de natuursteen hangen af van de manier van afkoeling en de chemische samenstelling. Zo bepalen de aanwezigheid en het percentage van diverse elementen in de natuursteen of het gesteente basisch of zuur is. Het overzicht is indicatief en pretendeert dus geen volledigheid.
Graniet
Graniet bestaat voor ongeveer 70 procent uit kwarts en daarnaast uit veldspaten (mineralen met onder meer Na, Ca en K) en biotiet (glimmer). Kwarts heeft een korrelige, glasachtige structuur en is zeer hard. Veldspaten geven veelal de kleur aan het graniet. Hierdoor zijn er mono-, duo- en polychrome granietsoorten.
Het biotiet is meestal bruin of zwart en vormt de typische spikkels in het graniet (zie figuur 3). Graniet is een harde steen, heeft een grote drukweerstand en is zuurbestendig. Het wordt onder meer gebruikt voor dekzerken bij kaden. Voorbeelden van zuur graniet zijn Gotenrot uit Zweden en Rosa Porrino uit Spanje.
[ link ]
Figuur 3, Graniet
Basalt
Basalt is zeer snel afgekoeld magma. Het donkere gesteente heeft een glasachtige structuur en komt voor in groeven in de vorm van de zo typerende zuilen (zie figuur 4) of doorgaande banken (tafelbasalt). In openbare werken wordt het toegepast als keien in bouwdelen die een hoge druk moeten weerstaan. Basalt is zeer polijstgevoelig en kan dan ook (gevaarlijk) glad worden.
[ link ]
Figuur 4. Basaltzuilen
Porfier
Porfier bestaat uit circa 74% SiO2, 12% Al2O3, 3% Fe2O3 en 6% K2O. De basiskleuren zijn paars, bruin, grijs en groen, gemengd met kleine (5 tot 10 mm) elementen witte of rode veldspaten. De kleuren lopen gelaagd door de groeven, waardoor een mooie schakering ontstaat bij de verwerking. Porfier is een gelaagd materiaal dat in platen wordt gespleten. Deze platen worden gezaagd voor toepassing in onder meer straten, muren en trappen. Ook kunnen er keien van worden gehakt. Porfier is een duurzaam materiaal met warme tinten. De geologische groepsaanduiding ‘porfier’ moet niet worden verward met de handelsnaam Porfier van Quenast uit België, dat een dioriet (soort graniet) is.
Kalksteen
Er zijn vele soorten kalksteen met even zovele toepassingen in de openbare ruimte. Hierna volgt een beschrijving van de voor Nederland belangrijke soorten.
Belgisch hardsteen
Belgisch hardsteen bevat circa 88-95% CaCO2, 2% SiO2, 0,5% FeS2 en daarnaast Mg en Ca. Het microkristallijne calciet is samengekit tot een steenmassa. Kenmerkend zijn de koolstoflagen tussen de afzettingen van hardsteen. In de hardsteengroeven in België lopen de koolstoflagen schuin naar het aardoppervlak. Bij het zagen van blokken moet men rekening houden met deze koolstoflagen voor verdere verwerking. Deze lagen zijn niet vorst- en vochtbestendig en kunnen aan het oppervlak gemakkelijk afbrokkelen. Figuur 5 toont een hardsteengroeve met blokken.
[ link ]
Figuur 5. Hardsteengroeve
De duurzaamheid van Belgisch hardsteen varieert en wordt onder meer bepaald door de aanwezigheid van een hardere schil aan de buitenkant van de steen. Deze ontstaat bij blootstelling aan de buitenlucht als gevolg van chemische reacties. De kwaliteit wordt in een aantal klassen ingedeeld: A voor bijzonder werk, B voor restauraties, C voor goed werk in tegels en D voor straatwerk. De hardere buitenlaag (calcinlaag) is relevant voor de duurzaamheid van gevelbeplatingen. Bij bestratingen zal de buitenschil snel afslijten. Voor Belgisch hardsteen is een BENOR/A.T.G.-certificering voor bouwproducten afgegeven.
Belgisch hardsteen wordt onder meer toegepast in buitenbestratingen, gevelbekledingen van gebouwen en tegelvloeren. Na het zagen is de steen grijs van kleur. Door slijpen en polijsten kan deze echter veranderen in zwart. Ook door het belopen krijgen tegels, dorpels en trappen vaak een iets andere kleur. In Belgisch hardsteen kunnen onregelmatigheden voorkomen in de vorm van bruine, zwarte en witte aders en witte vlekken gevormd door fossielen. Hierdoor ontstaat een bijzonder levendige natuursteen (zie figuur 6). Bruine aders en zwarte koolstoflagen zijn zwakke plekken in het hardsteen, terwijl de witte aders (calciet) en witte vlekken juist sterker zijn dan het omringende gesteente.
[ link ]
Figuur 6. Toepassing van Belgisch hardsteen
Iers hardsteen
Iers hardsteen is qua samenstelling ongeveer gelijk aan Belgisch hardsteen. Geologisch gezien is het in dezelfde periode van het Boven-Viseaan gevormd. Iers hardsteen bevat circa 98% CaCO3, 0,7% SiO2, 0,7% dolomiet en 0,1% FeS2. De banken hebben een helling van 5 tot 7% noordwestgericht, met een laagdikte van circa 26 m. Het materiaal bevat weinig koolstoflagen (stylolieten) en weinig (zwartkleurige silicium) banken. Wel bevinden zich in de steen de zo kenmerkende crinoïden (zeelelieresten) en brachiopoden (schelpen), die vooral na bewerking goed zichtbaar zijn.
De kwaliteit wordt ingedeeld in drie klassen: monumentale, klasse A en B. In vergelijking met Belgisch hardsteen ontbreekt de laagste kwaliteitsklasse D. Voor Iers hardsteen is een BENOR/A.T.G.-certificering voor bouwproducten afgegeven. De kleur is, in licht gezoete uitvoering, lichter blauw dan bij Belgisch hardsteen. Voor de verwerking en het gebruik wordt verwezen naar Belgisch hardsteen.
Aziatisch hardsteen
De Aziatische hardstenen behoren tot de gecarbonateerde sedimentaire gesteenten; ze verschillen qua samenstelling veel van Belgisch en Iers hardsteen. Ze bevatten slechts 30% CaCO3 en circa 70% dolomiet. Aziatisch hardsteen is, geologisch gezien, een oölitische kalksteen met micritisch calciet of dolomiet. Kenmerkend verschil met de Europese hardsteensoorten is het ontbreken van fossielen. Wel komen er in Aziatisch hardsteen koolstoflagen (stylolieten) voor, maar in het algemeen minder dan in Belgisch hardsteen. Vanwege het geringere gehalte aan CaCO2 is aandacht nodig voor de verouderingstest met H2SO3.
Andere kalksteensoorten
Uit België worden nog gebruikt de Doornikse steen en Noir de Tournai. Deze bevatten circa 75-90% CaCO3 en 7-20% SiO2. Pierre de Fontenouille bevat circa 72-78% CaCO3 en 5-35% SiO2. Pierre de Gobertange en Maaskalkstenen van Longpré en Vinalmont worden momenteel minder toegepast in Nederland. Veel kalkstenen uit onder meer Frankrijk, Duitsland, Portugal, Spanje en Italië worden in Nederland niet gebruikt als bestratingsmateriaal, maar meer als gevelbekledingen van gebouwen.
Leisteen
Leisteen bevat circa 55% SiO2, 20% Al2O3, 8% Fe2O3 en 2% Na2O. Het is van oorsprong een zeer compacte, kleiachtige steen met zeer fijne korrels. Veel kleuren zijn mogelijk, variërend van blauwgrijs tot groen tot roodbruin. De kleur wordt veroorzaakt door ijzeroxide en aluminiumoxide. Leisteen wordt veel verwerkt in muren en als gevelbekleding. De beste kwaliteit wordt gespleten en als dakbedekking verwerkt in zeer dunne platen. Het splijtoppervlak is zeer kenmerkend voor de steensoort, zoals figuur 7 duidelijk maakt. Leisteen is in allerlei kleurgradaties leverbaar.
[ link ]
7. Leisteen
Zandsteen
Zandsteen bevat circa 75-87% CaCO3, 5% SiO2 en daarnaast MgCO3 en Fe2O3. Bij dit gesteente zijn de korrels samengekit door calciet; hierdoor is deze steensoort gevoelig voor vocht. Het gesteente heeft een poreuze structuur, is duurzaam, maar niet erg hard. Zandsteen heeft vindplaatsen over de hele wereld en wordt daarom ook vernoemd naar de vindplaatsen. Zeer bekend is de Bentheimer zandsteen (zie figuur 8), genoemd naar de Duitse plaats vlak over de grens bij Oldenzaal.
[ link ]
Figuur 8. Bentheimer zandsteen
Het stof dat vrijkomt tijdens het hakken is zeer gevaarlijk en kan longziekten (‘stoflongen’) veroorzaken. Daarom is het gebruik van zandsteen verboden. Dit is geregeld in artikel 4.60 van de Arbowet, dat het eerdere Zandsteenbesluit vervangt. Alleen in uitzonderlijke situaties mag zandsteen toch worden toegepast, bijvoorbeeld als voor de restauratie van een monument geen goed alternatief materiaal beschikbaar is. Oorspronkelijk mochten deze werkzaamheden alleen door een gecertificeerd bedrijf worden uitgevoerd. In 2004 is deze verplichting afgeschaft [1]. In de rest van Europa gelden minder strenge regels voor het gebruik en wordt deze steensoort vaker toegepast.
Gres (ook bekend onder de naam Gress of Grez) is een Franse benaming voor zandsteen. Het bevat circa 70% SiO2, 10% Al2O3, 4% K2O en 4% CaO, Mg en NaO. Vaak wisselen sterkere en zwakkere lagen elkaar af. Door de gelaagdheid splijt de steen sneller onder zwaar verkeer. In België hebben de stenen veelal de naam van de streek, zoals Condroz, Yvoir en Arkose. Gres wordt gebruikt als bestrating en heeft van nature een stroef oppervlak door de fijne, glimmerhoudende korrel. Door de chemische samenstelling komt gres voor in warme tinten, variërend van grijs tot roestbruin, granaatrood en okergeel. Hierdoor doet gres het goed als gevelbekleding. Ook greskeien zijn in Nederland veel toegepast.
Kwartsiet
Het metamorfe kwartsiet is ontstaan door omvorming van zandsteen. Hierdoor komt kwartsiet vooral voor in de kleuren (donker)grijs, crème, geel en rood. Het gesteente is sterk gelaagd. In de groeve worden schollen steen van de rots gespleten. Hierbij ontstaat een natuurlijk splijtoppervlak, dat per kwartsietsoort varieert van zeer ruw tot vrij glad.
De vorm van de schollen (ook wel flagstones of scherven genoemd) is onregelmatig. Uit de schollen worden vierkante of rechthoekige tegels gezaagd of geknipt. In het algemeen is kwartsiet slijtvast, bestand tegen hoge gebruiksbelastingen en vorstbestendig.