Granit: Eigenschaften, Verwendungen und Probleme

Verfahrenscode: 446501G Quelle: Outdoor Sculpture Manual – Zentrum für öffentliche Gebäude Abteilung: Mauerwerk Abschnitt: Granit Letzte Änderung: 13.07.2016

Diese Norm enthält allgemeine Informationen zu den Eigenschaften und häufigen Verwendungen von Granit und identifiziert typische Probleme im Zusammenhang mit dem Material. Siehe auch 04400-01-S für Anleitungen zur Inspektion von Steinmauerwerksfehlern.

Einführung:

Granit ist einer der langlebigsten Steine, die in künstlerischen und architektonischen Anwendungen verwendet werden, einschließlich Skulpturen im Freien. Granit wird von der American Society for Testing and Materials (ASTM) als „sichtbar körniges, magmatisches Gestein definiert, dessen Farbe im Allgemeinen von rosa bis hell- oder Dunkelgrau reicht und das hauptsächlich aus Quarz und Feldspaten besteht, begleitet von einem oder mehreren dunklen Mineralien“. Die Definition weist darauf hin, dass „einige dunkle körnige magmatische Gesteine, obwohl nicht richtig Granit, sind in der Definition enthalten.“ Einige dunkel gefärbte magmatische Gesteine, die tatsächlich Basalt, Gabbro, Dionit, Diabas und Anorthosit sind, werden abgebaut und als „schwarzer Granit “ verkauft.“ Diese Steine enthalten wenig oder keine Quarz- oder Alkali-Feldspate, aber für alle praktischen Zwecke werden sie austauschbar mit echten Graniten verwendet.
Neben Quarz und Feldspat kann Granit auch andere Mineralien wie Glimmer, Hornblend und gelegentlich Pyroxen enthalten. Im Vergleich zu kalkhaltigen Sandsteinen, Marmor und Kalkstein ist Granit kein säurelöslicher Stein und viel widerstandsfähiger gegen die Einwirkung von sauren Lösungen, Regenwasser oder Reinigungsmitteln. Im Algemeinen, magmatische Bausteine, wie Granit, haben eine trägere Zusammensetzung; zeigen viel geringere Verschlechterungsraten; haben eine geringere Wasseraufnahme, und sind härter als Marmor, Kalksteine und Sandsteine.

Typische Verwendungen

Granit wird wie andere Bausteine für eine Vielzahl von strukturellen und dekorativen Zwecken verwendet. Typische Außenanwendungen für Granit sind:

1. Skulptur
2. Skulpturensockel
3. Struktur- und Furnierbaustein
4. Architekturverkleidung
5. Pflaster und Bordsteine sowie
6. Grabsteine.

Einige Anwendungen, insbesondere die einfacheren oder begrenzteren, können monolithisch sein, Die meisten Anwendungen erfordern jedoch das Verbinden kleinerer Teile durch verschiedene mechanische Methoden. Verbindungsmethoden und -techniken müssen als integraler Bestandteil der Bewertung des Konstruktionssystems identifiziert und bewertet werden, da die Verbindung eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung der Solidität des Systems spielt.

Probleme und Verschlechterung

Probleme können in zwei große Kategorien eingeteilt werden: 1) Natürliche oder inhärente Probleme, die auf den Eigenschaften des Materials und den Bedingungen der Exposition beruhen, und 2) Vandalismus und vom Menschen verursachte Probleme.

Natürliche oder inhärente Hautprobleme:

Blasenbildung:

Eine Schwellung an der Oberfläche, gefolgt von einem Bruch einer dünnen, gleichmäßigen Haut. Obwohl am häufigsten auf Sandstein, kann dieses Problem mit Granit auftreten. Es wird typischerweise durch Auftausalze und / oder Grundwasser verursacht, daher ist es normalerweise in Bodennähe lokalisiert.
Dieser Zustand kann sich stabilisieren und konstant bleiben, geht jedoch häufig zusätzlichen Problemen wie Abplatzen oder Abblättern voraus. Derzeit gibt es keine andere etablierte Behandlung als die Behebung der Bedingungen, die die Blasen, Abplatzungen oder Delaminationen verursachen. Wenn dieses Symptom beobachtet wird, sollte es in Beurteilungs- oder Inspektionsberichten vermerkt und dem Regional Historic Preservation Officer (RHPO) gemeldet werden.

Absplittern:

Die Trennung von kleinen Stücken oder größeren Bruchstücken von einer Mauerwerkseinheit, häufig an den Ecken, Kanten oder Mörtelfugen, wird als „Absplittern“ bezeichnet.“ Diese Brüche werden im Allgemeinen durch die Auswirkungen von Verschleiß und Reparaturen verursacht, insbesondere durch die Verwendung von zu hartem Mörtel oder durch Unfall oder Vandalismus.

Spezifische Anleitungen zur Reparatur von Spänen in Granit finden Sie unter 04465-10-R.

Rissbildung:

Visuelle Risssymptome umfassen das Auftreten schmaler Risse im Stein von weniger als 1/16 bis 1/2 Zoll oder mehr. Sie resultiert aus einer Vielzahl von Ursachen, beispielsweise baulicher Überlastung durch Setzung, der Verwendung einer zu harten Mörtelmischung oder einem Materialfehler. Kleinere Risse können an und für sich kein Problem sein, aber es kann auch ein wichtiger früher Hinweis auf strukturelle Probleme sein. Risse können ein Eintrittspunkt von Wasser in das Innere des Steins sein und die Salzmigration fördern. Reparaturen umfassen Patchen und Ersetzen.

Spezifische Hinweise zur Reparatur von Rissen in Granit finden Sie unter 04455-03- R.

Ablösung:

Dies ist kein Fehler innerhalb des Materials an sich, sondern ein Fehler des Bausystems, d. H. der Verbinder und / oder Verbindungen. Die Definition impliziert, dass die ausgefallene Komponente intakt überlebt und unter Verwendung geeigneter mechanischer Techniken wieder installiert werden kann.

Das Versagen von Strukturankern oder Metallverbindern, die zum Lösen führen, kann durch das Eindringen von Wasser in die Struktur hinter dem Stein verursacht und / oder beschleunigt werden, was zu Rost und Korrosion führt.Angemessenes Zeigen und Verstemmen verhindert das Austreten und Eindringen von Wasser in das strukturelle System.

Für spezifische Hinweise zur Reparatur von abgelöstem Granit siehe 04465-11-R und 04465-24-R.

Ausblühungen:

Das Auftreten einer weißlichen Ablagerung lokal oder gleichmäßig über der Oberfläche kann Ausblühungen sein, die Oberflächenablagerung löslicher Salze. Es gibt zahlreiche Quellen für die löslichen Salze, die das trübe Aussehen erzeugen; Salze können von Mörtel, unsachgemäßen Reinigungsmitteln, aufsteigender Feuchtigkeit, Auftausalzen, chemischen Landschaftsbehandlungen oder Luftverschmutzung stammen.

Ausblühungen können Salzrückstände sein, die auf eine unsachgemäße chemische Reinigung zurückzuführen sind, d. H. Auf einen zu starken chemischen Reiniger oder eine unzureichende Spülung. Da dies ein Hinweis auf Wasserprobleme, Salzmigration und / oder Unterblühungen sein kann, sollte Ausblühungen als Symptom betrachtet werden, das untersucht werden sollte, um die Quelle der löslichen Salze und / oder der Feuchtigkeit zu identifizieren. Korrekturmaßnahmen sollten dann ergriffen werden, um beide nach Möglichkeit zu beseitigen.

Bei neuen Steinen, Mörtel und Verlegewerkstoffen kann es auf natürliche Weise zu Ausblühungen kommen. Normalerweise wird diese Ausblühung durch natürliche Regen- und Verwitterungsprozesse und / oder durch regelmäßiges Waschen entfernt. Das neue oder anhaltende Auftreten von Ausblühungen ist ein stärkerer Indikator für Probleme wie aufsteigende Feuchtigkeit oder ungeeignete Reinigungsmethoden, die alle an das RHPO verwiesen werden sollten.

Spezifische Hinweise zur Entfernung von Ausblühungen aus Granit finden Sie in 04500-02-R.

Erosion:

Erosion ist das Abnutzen der Materialoberfläche durch die natürliche Einwirkung von Wind, windgeblasenen Partikeln und Wasser. Es kann mit
Granit sowie jedem freiliegenden Material auftreten. Dieses ist ein weniger ernstes Problem mit Granit als mit anderen Steinen, jedoch sollten Inspektionen Prüfung für jeden offensichtlichen Verlust des Details und der Randschärfe einschließen, die zur Abnutzung passend sein konnten.
Erosion kann weniger schwerwiegende Auswirkungen auf felsige oder andere Basisanwendungen haben, aber schwerwiegendere Auswirkungen auf Granitskulpturen und -ornamente mit feineren Details. Es kann wenig getan werden, um dieses Problem zu beheben, sobald es auftritt, außer um die Oberfläche vor weiterer Exposition zu schützen. Dies kann den Prozess stoppen oder zumindest verzögern.

Abplatzungen:

Dies ist ein frühes Stadium schwerwiegenderer Probleme wie Abblättern, Abblättern, Delaminieren oder Abplatzen und wird durch das Ablösen kleiner flacher dünner Stücke der äußeren Steinschichten von einem größeren Steinstück belegt. Das Abblättern wird normalerweise durch Kapillarfeuchtigkeit oder Gefrier-Tau-Zyklen verursacht, die innerhalb des Mauerwerks auftreten. Anwendungen von wasserabweisenden Beschichtungen können zu Abplatzungen führen, indem Feuchtigkeit unter der Oberfläche eingeschlossen wird.
Das Problem kann auch aufgrund von Unterblühungen auftreten, so dass bei Abplatzungen der Bereich genau untersucht werden sollte, um festzustellen, ob in den Abplatzungen eine Salzkristallisation auftritt. Das Symptom wird eine dünne Schicht einer weißlichen Ablagerung sein, wo der Untergrund freigelegt ist. Beobachtungen sollten so bald wie möglich gemacht werden oder die Inspektion sollte dorthin gerichtet werden, wo sich die Flocken noch nicht getrennt haben, da Anzeichen von Unterblüten weggespült werden können, nachdem der Untergrund freigelegt wurde.
Spezifische Hinweise zur Reparatur von abgeblättertem Granit finden Sie unter 04465-15-R.

Peeling:

Peeling ist das Abblättern der Oberfläche vom Substrat in Streifen oder Schichten. Es kann aus der unsachgemäßen Anwendung von Mauerwerksbeschichtungen resultieren, die zum Versagen der Beschichtung und / oder der Steinoberfläche führen.
Verkrustungen der Oberfläche, die durch chemische Reaktionen mit Umweltelementen verursacht werden, können sich auch entlang der Grenzflächenebene mit Stein ablösen oder abblättern.

Aufsteigende Feuchtigkeit:

Aufsteigende Feuchtigkeit ist das Ansaugen von Grundwasser in den Mauerwerksgrund durch Kapillarwirkung. Feuchtigkeit wird in den Stein gezogen und der Pegel kann aufgrund von Temperaturbedingungen steigen und fallen; Feuchtigkeit; Standortbewertung; Fehlen oder Versagen von Feuchtigkeitsverläufen und / oder Behandlungen der Mauerwerksoberflächen, die die Verdunstung beeinflussen.
Während aktiver nasser Perioden kann aufsteigende Feuchtigkeit als Verdunkelung des Steins entlang der Basis in Bodennähe sichtbar sein. Aufgrund der kontinuierlichen Änderung des Feuchtigkeitsniveaus aufgrund variierender Expositionsbedingungen
können Flecken oder Ausblühungen in einem Bereich von
mehrere Meter über dem Boden sichtbar sein. Anhaltende aufsteigende Feuchtigkeit kann zu schwerwiegenderen Problemen des Abblätterns, Abblätterns und / oder Abplatzens führen, aber die Korrektur des Problems erfordert die Beseitigung der Wasserquelle oder die Unterbrechung ihres Weges in den Stein durch physikalische oder chemische Feuchtigkeitsbeständigkeit.

Abplatzen:

Abplatzen ist das Ablösen und Abbrechen von Schichten oder kleinen Steinstücken aufgrund von Unterblühungen; Einfrieren-Auftauen; unsachgemäßes Umschichten mit einer zu harten Mörtelmischung oder Portlandzement oder strukturelle Überlastung des Steins.
Abplatzungen sind bei Granit seltener als bei weicheren Sedimentgesteinen. Granit ist hart genug, um inneren Kräften zu widerstehen, die Abplatzungen in anderen Natursteinen oder Mauerwerk verursachen würden.
Spezifische Hinweise zur Reparatur von abgebrochenem Granit finden Sie unter 04400-03-R.

Unterblüte:

Dies ist eine potenziell schädliche innere Ansammlung löslicher Salze, die sich unter oder direkt unter der Mauerwerksoberfläche ablagern, wenn Feuchtigkeit in der Wand verdunstet.
Die Quelle der Salze können Auftausalze sein; chemische Reiniger oder Landschaftsbauprodukte; Mörtel und / oder Luftverschmutzung. Die Salze gelangen über natürliche Absorption, aufsteigende Feuchtigkeit oder schlechte Fugen in den im Regen- oder Grundwasser gelösten Stein. Der Aufbau von Salzen und ihre anschließende Kristallisation können erhebliche Drücke mit dem Mauerwerk erzeugen, was schließlich dazu führt, dass Stücke entlang der Ablagerungsebenen abbrechen. Ausblühungen an der Oberfläche sind ein wichtiger Frühindikator dafür, dass Unterblühungen eine mögliche Gefahr darstellen. Techniken zur Minderung des Problems umfassen Poulticing, Entfernung von identifizierten Salzquellen, Beseitigung von Feuchtigkeit im Stein und Feuchtigkeitsschutz.

Färbung:

Auf Stein können verschiedene Flecken auftreten, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Anforderungen an die Entfernung haben. Färbung kann aus solchen Quellen verursacht werden wie:

1. vogelkot
2. korrodierte Eisen- oder Stahlverbindungen im Mauerwerk
3. Salzkristallisation (Ausblühungen)
4. Abfluss von Bronze- oder Metallskulpturen / -ornamenten
5. Ablagerung von Partikeln (Schmutz, Ruß usw.), und
6. Graffiti.

Die Identifizierung der Art der Färbung ist vor der Planung der Entfernung von Flecken erforderlich. Spezifische Anleitungen zur Fleckenentfernung finden Sie im Folgenden:

1. Vogelkot, siehe 0510-02.
2. Schmutz/Ruß, siehe 440001, 0440002-P, 04400-03 und04465-03
3. Kupfer-/Bronzeflecken, siehe 0446502
4. Graffiti, siehe 04455-12 und 04455-13
5. Rostflecken durch Korrosion, siehe 0446501