Härte und Schwierigkeit von Bildhauersteine

Warum sehr weiche Gesteine manchmal doch schwierig zu bearbeiten sind und ein Schritt in Härte so viel schwieriger arbeitet.

In diesem Beitrag beschreiben wir was von Bedeutung ist um die Verwendbarkeit eines Gesteins für Ihre Skulptur zu beurteilen. Dabei erklären wir die Bedeutung von Härte, Zähigkeit und Struktur vom Gestein.

Härte von Stein: wie wird diese gemessen? Mohs Härte und absolute Härte.

Mohs Test: durch kratzen bestimmen welches Mineral härter ist.
Die Mohs Härte ist an besten bekannt. Es ist eine Vergleichs-Skala: „was ist härter als was?“ (oder genauer gesagt: was kann ich mit was kratzen)

Dabei hat Mohs 10 bekannte Mineralien genommen:

1: Talkschiefer
2: Steinsalz (*)
3: Calcit
4: Fluorit
5: Apatit
6: Feldspat
7: Quarz
8: Topas
9: Korund
10: Diamant.

(*) Der Originaltext von Mohs spricht von Gips. Er deutet auch an, dass es davon viele Sorten gibt die unterschiedlich hart sind. Als Alternativ empfehlt er Steinsalz.

Beispiel der Bestimmung der Härte eines unbekannten Stein:

Wenn ich den Probestein mit Kalzit kratzen kann aber nicht mit Gips:

dann gibt es noch 2 Möglichkeiten:

– wenn ich Kalzit mit dem Probestein auch kratzen kann hat es Mohs Härte 3,

– sonst hat es Mohs Härte 2,5.

Die Mohs Skala ist aber nicht linear. Das heißt: Ein Stein mit Mohs Härte 4 ist nicht 2 Mal so hart als ein Stein mit Mohs Härte 2. Für den Bildhauer ist aber wichtig wieviel Kraft ich brauche um etwas von meinem Stein ab zu meißeln. Dafür gibt es eine absolute Skala, die mit einem sog. Sklerometer bestimmt wird.
Der Sklerometer misst wieviel Kraft man braucht um mit einem Diamant einen Kratzer auf einem Probestein zu machen.

Hierunter eine Vergleichstabelle Mohs Härte versus Absolute Härte.

Mohs Härte  Mineral Absolute Härte
1 Talkschiefer 1
2 Steinsalz *) 3
3 Calcit 9
4 Fluorit 21
5 Apatit 48
6 Feldspat 72
7 Quarz 100
8 Topas 200
9 Korund 400
10 Diamant 1600

 

Daraus ergibt sich das ein Stein mit Mohs Härte 4 um etwa siebenfach mehr Kraft braucht als ein Stein mit Mohs Härte 2. Es wird also mit steigender Mohs Härte rasant schwerer zu Bildhauern!
(obenstehendes gilt natürlich nur wenn man denselben Werkzeugen für beide Seine nutzt, was wir in der Praxis aber nicht tun. Darüber aber im Bericht „Werkzeuge“ mehr).

 

Mohs definiert die Härte von Mineralien, was sagt das über Gesteine?

Mohs ist hervorragend um Mineral-Kristalle im Feld zu klassifizieren. Gesteine sind aber meist Mischungen von Mineralien oder bestehen aus zusammengeklebten Körnern von einem Mineral.

Körnige Gesteine

Beispiel Kalkstein.

Die meisten Kalksteine bestehen für fast 100% aus Calcit. Calcit hat Mohs Härte 3. Aber:
– Manche Kalksteine kann ich mit der Fingernagel (Mohs Härte 2,5) kratzen: z.B. Mergel
– Andere Kalksteine lassen sich erst mit Feldspat kratzen.
Kalksteine bestehen aus Calcit-Körner. Diese Körnchen sind an ihre Kontaktstellen miteinander verklebt (entweder mit Calcit, oder ein anderes Mineral wie Ton oder Quarz). Wenn diese Körnchen nur sehr wenig Kontakt zu einander haben, also wenn der Stein sehr porös ist, ist der Stein weich.

Steine die härter sind als das Mineral.

Blauer Alabaster: die hellen Teilen sind viel weicher als die dunkelblauen.
Blauer Alabaster

Manche Gesteine sind härter als das Mineral woraus sie für fast 100% bestehen.

Beispiel: Alabaster.

Alabaster ist chemisch gesehen Gips. Weißer Alabaster hat auch etwa Mohs Härte 2, wie Gips.
Blauer Alabaster (und besonders die sehr farbige Teile davon, siehe Bild) hingegen ist sehr viel härter, etwa Mohs Härte 3,5.
Diese Härte entsteht durch kleine Verunreinigungen die Spannung im Kristallgitter verursachen. (Ähnlich wie man Stahl härter machen kann durch beimischen von kleine Mengen Chrom und Nickel).

Manche Gesteine härten nach, auch nach Millionen Jahre.

Dies geschieht bei vielen Gesteinen, besonders Kalksteine und Marmore.
Wenn z.B. Carrara-Marmor aus dem Steinbruch kommt ist es noch gesättigt mit Wasser. Das heißt: die kleinen Löcher zwischen die Calcit-Kristalle woraus Marmor besteht sind gefüllt mit Wasser. In dieses Wasser ist auch noch was Calcit gelöst. Beim Trocknen der Stein kristallisiert dieses gelöste Calcit und verfestigt die Bindung zwischen die Kristalle. Auch bei späterer Verwitterung durch regen wird Calcit erst gelöst und dann wieder abgelagert in den Stein so dass sich eine deutlich härtere Schicht an der Außenseite der Stein bildet.

Dadurch können wir auch nicht genau sagen was die Härte von z.B. „Carrara Bianco“ Marmor ist. Das bedeutet auch dass Sie wenn Sie einen Bildhauerstein kaufen immer eine „Kostprobe“ nehmen müssen. Mehr darüber hierunter.

 

Lepardstone enthält Mineralien von sehr verschiedene Härte.
Lepardstone

Gesteine aus deutlich verschiedene Mineralien.

Manche Gesteine sind aufgebaut ist aus Mineralien mit deutlich verschiedene Härte.

Beispiel: Lepardstone 

Die hellgrünen Teile sind viel weicher als die dünnen dunkelgrauen Schichten. Das macht es schwierig über Härte des Gesteins zu sprechen. Wir kommen darauf zu sprechen im nächsten Absatz.

 

 

Wie schwierig ein Stein zu bearbeiten ist hängt nicht nur von Härte ab, auch von Zähigkeit und Struktur (Kristalle, Schichten, Haarrisse).

Jeder Bildhauer hat das mal erlebt: es bricht unerwartet ein Stück vom Stein ab. Schade…

(Stein Kleben geht fast immer. Oft ohne Spuren zu hinterlassen. Lesen Sie dafür den Kleben Beitrag).

Was bedeutet „zäh“ bei Gesteine?

Zäh ist der Gegensatz von brüchig oder splitterig. Man kann einen Meißel in einen zähen Stein tief hineintreiben bis der Stein spaltet. Beispiel: weißer Alabaster.
Zähe Gesteine und Splitterige Gesteine haben beide positiven und negativen Auswirkungen:

  • Zähe Gesteine brechen nicht so schnell aus. Brauchen aber mehr Kraft beim Arbeiten mit Spitzeisen. Beim Arbeiten mit Spitzeisen entfernt man hauptsächlich material durch ausbrechen. Siehe den Beitrag über Bearbeitungsweisen.
  • Splitterige Gesteine brechen schneller aus. Wenn der Stein aber aus etwa uniform großen Kristallen besteht bricht er sehr vorhersagbar aus (Beispiel: Carrara-Marmor), was zügig Arbeiten möglich macht.

Kristalline Gesteine.

Gesteine mit einen deutlichen Kristallstruktur wie Selenit brechen meist über Kristallgrenze aus. Bei Selenit (Selenit ist, wie Alabaster, auch Gips) mit etwa nadelförmige Kristalle ist der Stein dadurch sehr brüchig.

Gesteine mit Haarrisse.

Andere Gesteine haben von Natur aus Haarrisse. Diese brechen über die Haarrisse aus. Beispiel: Lepardstone.
Bemerkung: Viele Gesteine sind im Laufe ihres Entstehens gebrochen. Manche verdanken ihr Name daran: sog. „Brekzies“ wie Michelangelo-Marmor. Manchmal sind diese Risse später wieder mit anderen Mineralien aufgefüllt die den Stein wieder fest verbunden haben. Die Natur hat den Stein dann selber geklebt.
Das heißt, dass ein sichtbarer Harris nicht immer eine Schwachstelle im Stein bedeutet. Siehe auch den Beitrag über Kleben.

Geschichtete Gesteine.

Wieder andere Gesteine sind aus Schichten aufgebaut. Diese brechen über den Schichten weg. Beispiel : chinesischer Speckstein.
Bei diese Gesteine kann man durch gut Beobachten der Steinstruktur unerwartetes ausbrechen vermeiden. Beispiel: geschichtete Gesteine: (siehe Bild).

Bei Gesteine mit Schichten hängt brechen oder nicht sehr davon ab wie man sein Meißel führt.
Geschichtetes Gestein
"Noir de Mazy" bricht muschelförmig aus
Noir de Mazy

Andere Steinstrukturen.

Manche Gesteine haben eine Struktur wodurch der Stein wenig halt bietet an den Meißel.

Beispiel: Noir de Mazy:

Noir de Mazy bricht „Muschelförmig“ aus (etwa wie Feuerstein). Beim Arbeiten mit Spitzeisen entstehen dadurch selten Kanten wo man den Meißel ansetzen kann. (Bild). Obwohl der Stein nicht sehr hart ist, ist er trotzdem schwierig zu bearbeiten.

Fazit:

Wie schwierig ein Stein zu bearbeiten ist, ist schwierig ein zu schätzen. Es hängt von Härte, Zähigkeit, Struktur, sogar von Verweildauer „über Erde“ ab.
Darum geben wir bei jedem Gestein eine (subjektive) „Schwierigkeitsgrad“ an. Diese Zahl (vor 0 bis etwa 40) entspricht unsere Erfahrungen und denen von unseren Kursteilnehmern.
Wenn Sie Bildhauerstein kaufen wollen empfehlen wir außerdem unbedingt beim Händler eine „Kostprobe“ vom Gestein zu nehmen.

Eine Kostprobe nehmen um zu erfahren wie der Stein zu bearbeiten ist.

Ein seriöser Händler sollte Ihnen immer erlauben eine Kostprobe zu nehmen.
Fragen Sie um ein Raspel oder einen Hammer und Spitzeisen und probieren Sie den Stein einfach zu bearbeiten. Sie brauchen nicht viel Stein weg zu nehmen um ein Eindruck zu bekommen.

Achtung wenn Sie eine Kostprobe nehmen von einem Stein mit eine höhere Härtegrad als Sie je bearbeitet haben. Man hat dann schnell den Eindruck dass der Stein relativ leicht zu bearbeiten ist weil Material abgetragen wird. Das täuscht. Gucken Sie gut wie viel Stein Sie mit wieviel Kraft abtragen können. Das ist oft nur sehr wenig mit relativ viel Kraft.

Mehr erfahren?

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