Konservierung - Werte schützen und erhalten mit Chemie 2 - VCI Nord

Einflüsse auf Gesteine
1. Natürliche Verwitterung
Steine können durch verschiedene Verwitterungsformen zerstört werden. Als Verwitterung
bezeichnet man die Zerstörung und Umwandlung der Gesteine und Minerale durch die
Wirkung exogener Kräfte, z.B. Sonneneinstrahlung, Flüssigkeiten und Frost.
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen drei Verwitterungsarten: die physikalische,
chemische und biologische Verwitterung. Diese Arten lassen sich jeweils in Einzelprozesse
untergliedern.
Die physikalische Verwitterung verursacht eine mechanische Zertrümmerung der Gesteine.
Es gibt verschiedene Arten der physikalischen Verwitterung:
1. Temperaturverwitterung:
Sie wird durch permanent große Temperaturschwankungen ausgelöst. Bei starker
Erwärmung der Gesteine dehnen diese sich aus. Während der Abkühlung ziehen sie
sich unterschiedlich stark zusammen. Es entstehen Spannungen, die das Gestein
lockern und den Stein sprengen.
2. Frostsprengung:
Bei Gefrieren von Wasser in Spalten des Steines erfolgt eine Volumenzunahme von
bis zu 9%. Diese löst einen enormen Druck aus, der die Belastbarkeit der meisten
Steine übersteigt und sie sprengt. Die Frostsprengung ist umso intensiver, je häufiger
sich Frost und frostfreie Phasen abwechseln.
3. Salzsprengung:
Salzhaltiges Wasser verdunstet in Ritzen und Hohlräumen der Gesteine. Dabei
kristallisieren Salze aus, die einen Kristallisationsdruck hervorrufen, der das Gestein
lockert. Die Wirksamkeit der Salzsprengung wird durch häufigen Wechsel von
Durchfeuchtung und Austrocknung erhöht.
Die chemische Verwitterung beruht hauptsächlich auf der lösenden Kraft des Wassers.
1. Lösungsverwitterung:
Unter dieser Verwitterung versteht man die Zerstörung von Gesteinen, die leicht
lösliche Alkali- und Erdalkalisalze (z.B. Kochsalz (NaCl), Kalisalze (KCl), Carbonate,
Sulfate, z.B. Gips (CaSO4)) enthalten. Die Salze werden durch Wasser gelöst und
ausgewaschen. Daraus folgt der Zerfall des Gesteins.
Obwohl kalkhaltige Gesteine (CaCO3) im Wasser kaum löslich sind, werden sie zu
den lösungsfähigen Gesteinen gezählt. Denn durch die schwache Kohlensäure
(H2CO3), die sich bildet, wenn Wasser mit Kohlenstoffdioxid aus der Luft oder aus
dem Boden angereichert wird, kann das Gestein in Calciumhydrogencarbonat
umgewandelt werden (Kohlensäureverwitterung).
2. Hydratation:
Hydratation bedeutet, dass Wasser in die Struktur des Gesteins eingebaut wird. Die
Ionen der Mineralsalze ziehen das Wasser aufgrund seiner Dipolwirkung an und
werden dann von einer Wasserhülle (Hydrathülle) umgeben. Die Bindungskräfte des
Kristallgitters lösen sich. Die Aufnahme von Kristallwasser führt zur Aufquellung des
Steins und zur Sprengung des Nachbarsteins.
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