Natuursteen : twee specifieke pathologieën 2010/04.17

TC steen en marmerNatuursteen vertoont zeer variabele eigenschappen naargelang van zijn oorsprong. Het is dan ook belangrijk om de karakteristieken van het gekozen gesteente goed te kennen en te beheersen om zich ervan te verzekeren dat hij geschikt is voor de gewenste toepassing. Deze noodzaak dringt zich des te meer op bij natuursteentypes waarvan het gedrag in ons klimaat nog vrijwel onbekend is. Het WTCB zal binnenkort twee Infofiches publiceren over specifieke problemen die men ondervindt met bepaalde natuursteentypes die gebruikt worden voor buitenbetegelingen. In deze fiches komt het belang van een voorafgaandelijke materiaalkennis duidelijk naar voren.

1. Scheurvorming in hergekristalliseerde kalksteen

De interactieve Technische Voorlichting nr. 228 bevat een fiche over de Vietnamese blauwe steen 'Kalksteen van Than Hoa'. De natuursteensoorten die op de markt verkocht worden als 'Vietnamese steen' kunnen echter belangrijke kleurverschillen vertonen die variëren volgens de uiteenlopende geologische en geografische afkomst.

Naast deze variaties in het uitzicht kunnen bepaalde kalkstenen ook aanzienlijke veranderingen ondergaan, indien ze gebruikt worden als buitenbetegeling. De schade bestaat voornamelijk uit scheurvorming en afschilfering en treedt enkele maanden na de plaatsing op. Deze schade werd niet waargenomen op de kalksteen van Than Hoa.

Aan de hand van microscopische analyses konden we de oorzaak van deze schade toeschrijven aan een buitensporige verzwakking van het materiaal door herkristallisatie. De analyses wezen op een transformatie die het gesteente (een groot deel van de tegels en straatstenen uit natuursteen) gevoeliger maakt voor belastingen door vorst, thermische uitzettingen of mechanische schokken.
Afb. 1 Straatsteen verzwakt door metamorfose en kunstmatige veroudering.
Afb. 1 Straatsteen verzwakt door metamorfose en kunstmatige veroudering.
Afb. 2 Verzwakte en gebroken boordstenen uit kalksteen.
Afb. 2 Verzwakte en gebroken boordstenen uit kalksteen.
Dit fenomeen, ook 'metamorfose' genoemd, vormt een sedimentaire kalksteen in de afzetting om tot een deels gemetamorfoseerd gesteente van het marmertype. Dit verschijnsel gaat gepaard met een kleurvariatie waarbij het gesteente lichter en soms iets rozer kleurt. Deze transformatie wijzigt tevens bepaalde oorspronkelijke mechanische prestaties van het gesteente. Indien men kiest voor een kunstmatige veroudering (getrommelde afwerking) van de tegels en straatstenen, zal de verzwakking ervan nog geaccentueerd worden doordat bij deze handeling de hechting tussen de calciet- en dolomietkristallen afneemt (zie afbeeldingen 2 en 3).

2. Splijten van straatstenen uit foutief gekantrechte zandsteen

Afb. 3 Gespleten exotische straatsteen.
Afb. 3 Gespleten exotische straatsteen.
Een tweede schadegeval betreft straatstenen die in de dikte splijten en dit niet enkel aan het oppervlak (zie afbeelding 3), maar ook in de massa.

Deze splijting kan meerdere oorzaken hebben : vorst, een thermische schok of de petrografische aard van het gesteente. Aan de hand van laboratoriumproeven konden we de eerste twee oorzaken uitsluiten. De petrografische analyse kon ten slotte uitsluitsel geven over de oorsprong van de schade. Deze bleek te wijten te zijn aan de aanwezigheid van relatief lange, georiënteerde micamineralen die geconcentreerd zijn volgens een fijn laagjespatroon dat relatief eenvoudig kan splijten. De voornoemde straatstenen bestaan met andere woorden uit een zandsteen met mica's die lijkt op onze bekende harde Fameniaanzandsteen (hoewel de mica's in dit gesteende niet of weinig geconcentreerd zijn volgens een fijn laagjespatroon).

Het splijten treedt op ter hoogte van de uitstulpingen die we konden waarnemen aan de zijkant van enkele straatstenen (niet-trapeziumvormig en niet-conform met de criteria uit de norm NBN EN 1342). Onder herhaalde mechanische schokken (hoofdzakelijk bij wegen die bereden worden i.p.v. bewandeld, op een gestabiliseerd zandbed i.p.v. op een volmortelbed, ...) zullen de straatstenen ter hoogte van de uitstulpingen breken en scheuren volgens hun gelaagdheid.

3. Besluit

Het is niet evident om het exacte gedrag te begrijpen van materialen die in onze streken vrijwel ongekend zijn, temeer indien deze zwaar belast worden. Dit neemt niet weg dat men zich hieromtrent dient te informeren. Een basiskennis van de minimale karakteristieken van het gebruikte gesteente zou immers een groot aantal problemen kunnen vermijden.

Om op elk moment op de hoogte te blijven van deze erg variabele karakteristieken, zou men voor elke nieuwe natuursteen die op de markt verschijnt idealiter moeten beschikken over een uitvoerige technische fiche die de geldende normen volgt (zoals de fiches uit de TV nr. 228).

Ook de verplichte CE-markering die nog al te vaak ontbreekt, zou een oplossing kunnen vormen voor het huidige gebrek aan informatie.


D. Nicaise, dr. wet., laboratoriumhoofd, laboratorium 'Mineralogie en Microstructuur', WTCB