Natuursteen

De vorming van de aardkorst en dus van natuursteen is een continue geologisch proces, dat zo oud is als de aarde zelf. Er is sprake van een kringloopsysteem dat miljoenen jaren in beslag neemt. Natuursteen is gevormd uit afgekoeld vloeibaar gesteente (magma of lava), uit verweringsproducten hiervan of uit dierlijke en/of plantaardige resten welke zijn versteend onder hoge druk al dan niet in combinatie met hoge temperaturen. De complexiteit van dit miljoenen jaren durende proces heeft geleid tot veel verschillende soorten natuursteen.

De aarde bestaat uit de kern met een straal van ca. 3500 km, waarin een binnenkern met een straal van ca. 1200 km. Om de kern zit een mantel van ca. 2900 km dik. Men onderscheidt wel een binnenmantel van 22090 km dik en een buitenmantel van 700 km dik. De korst - onder de continenten is gemiddeld ca.35 km dik; onder de oceanen is de aardkorst dunner, ca. 5-10 km.

Een compleet overzicht van alle leverbare steensoorten is niet te geven. Er zijn duizenden steensoorten verkrijgbaar, en regelmatig komen daar nieuwe bij. De nieuwste soorten komen vooral uit Brazilië, India en China. Elke soort is op een bepaalde manier ontstaan, en heeft een bepaalde samenstelling. De natuur bepaalt niet alleen het fraaie uiterlijk, maar ook de eigenschappen van de steen.

Om enig overzicht te brengen in de vele soorten natuursteen, is het belangrijk een ordening aan te brengen. Dat kan op drie manieren, namelijk door te kijken naar:

• a. de geologische leeftijd van het gesteente;
• b. de chemische samenstelling van het gesteente;
• c. de manier waarop het gesteente is ontstaan.

a. Geologische leeftijd

Steensoorten kunnen worden geordend door te kijken naar hun ouderdom. In de geologie deelt men steensoorten in aan de hand van het tijdvak waarin ze zijn ontstaan. In de natuursteenbranche is deze indeling minder van belang omdat het niet om de ouderdom gaat, maar om de technische eigenschappen en de toepassingsmogelijkheden.

Ouderdom van de aarde (niet op schaal)

b. Chemische samenstelling

Op basis van de grondstoffen worden er globaal twee groepen natuursteen onderscheiden:

• groep A: natuursteen uit de siliciumgroep;
• groep B: natuursteen uit de calciumcarbonaatgroep.

Het voordeel van deze grove indeling is dat deze al een indicatie geeft van het mogelijke toepassingsgebied van de betreffende natuursteensoort. Siliciumdioxide (SiO2) is een hoofdbestanddeel van graniet, glas en zand en Calciumcarbonaat (CaCO3) komt voor als versteende kalk. Gesteenten uit groep B, de calciumcarbonaatgroep zijn kalkhoudende gesteenten. Kalk lost op onder invloed van een zuur. Dit is de reden dat de glanslaag van kalksteen en marmer door contact met een zuur wordt aangetast. Kalk is zachter dan zand, waardoor gesteenten uit groep A eerder kunnen krassen dan gesteenten uit groep B. Deze indeling is echter te grof, en er zijn talloze uitzonderingen en afwijkende samenstellingen mogelijk, waaronder ook combinaties.

c. Ontstaanswijze

Als bekend is hoe een natuursteensoort is ontstaan, weten we vaak al veel over de eigenschappen en daardoor ook over de toepassingsmogelijkheden. Natuurstenen met een vergelijkbare samenstelling en ontstaansgeschiedenis kunnen in één groep worden ingedeeld. Tot één groep (bijvoorbeeld “marmers”of “granieten”) kunnen vele honderden natuurstenen behoren.

Uitgaande van de ontstaanswijze zijn er dan drie hoofdgroepen gesteenten:

1. de stollingsgesteenten;
2. de sedimentgesteenten;
3. de metamorfe gesteenten.

Deze drie groepen gesteenten zijn weer onder te verdelen in verschillende categorieën. In het bijgaande schema zijn deze in groepen ingedeeld, zoals gebruikelijk is in de geologie. De belangrijkste groepen uit het schema worden hieronder besproken.

Hieronder wordt uitgelegd wat de verschillen en overeenkomsten zijn tussen de verschillende natuursteensoorten. Door deze kennis te combineren met praktijkervaring kan betere voorlichting verstrekt worden, kunnen risico's worden beperkt en kunnen een aantal “zekere” schadegevallen worden voorkomen.

Stollingsgesteenten zijn ontstaan door afkoeling en stolling van vloeibaar gesteente. Wanneer het vloeibare gesteente in de aardkorst afkoelt (magma) ontstaan dieptegesteenten.  Dieptegesteenten zijn geleidelijk afgekoeld en onder grote, maar constante druk tot stand gekomen. Het magma heeft zeer rustig kunnen uitkristalliseren. Dieptegesteenten bevatten daardoor vaak grote kleurkristallen.

Het uiterlijk en de samenstelling van deze dieptegesteenten zijn homogeen en regelmatig, maar stenen onderling kunnen sterk in uiterlijk verschillen. Tot deze groep behoren bijvoorbeeld de granieten Balmoral en Bianco Sardo en de gabbro's Nero Impala en Star Galaxy. Hoewel deze gesteenten meestal zeer diep in de aarde zijn gevormd, zijn ze door aardverschuivingen en bergvorming op sommige plaatsen aan de oppervlakte gekomen. Deze dieptegesteenten worden dan toch gewonnen uit bergen, welke over de hele wereld verspreid liggen.

Magma kan uit het binnenste van de aarde aan het aardoppervlak komen, wat we dan lava noemen. Na bijvoorbeeld een vulkaanuitbarsting zal de lava snel afkoelen en verharden. Dit gesteente bevat dan geen of bijna geen kristallen. Uitvloeiinggesteenten zijn meestal gelijkmatig van uiterlijk en samenstelling. De dichtheid is afhankelijk van de afstand die de steen heeft afgelegd vanuit de vulkaanmond. Basalt is ontstaan aan de mond van de vulkaan. Het is een zeer dichte, glasachtige zwarte steen die veel wordt gebruikt voor dijkbekledingen. Basaltlava is verder van de vulkaanmond versteend, is grijs en te herkennen aan kleine poriën. Deze zijn ontstaan door de mee uitgestoten gassen, die zich mengden met de lava. Nog verder weg van de vulkaanmond is tufsteen ontstaan.

Het bestaat grotendeels uit ver van de vulkaan uitgeworpen vulkaanas en –puin met leem als bindmiddel. Later is dit in zijn totaliteit versteend.

Wanneer het vloeibare gesteente uit te aardkorst treedt (lava) en hierdoor snel afkoelt, ontstaan uitvloeiingsgesteenten.

Als tussenvorm kan magma ook stollen in spleten of breuklagen in de aardkorst; dan spreken we van ganggesteenten.

Sedimentsgesteenten zijn gevormd in rivieren, meren of zeeën uit verwering- en erosieproducten. Deze gesteenten zijn laagsgewijs opgebouwd, door het bezinkingsproces van de sedimenten. Dat bezinken in lagen heet “legeren” (neerleggen). We noemen deze gelaagdheid die in de groeve, een blok of steen is terug te vinden daarom ook wel het “groefleger”. We onderscheiden twee ontstaansvormen.

We spreken van afzettingsgesteenten (2.1.5, groep A) als het verwering- en afbraakmateriaal afkomstig is van de vaste gesteenten, dat over korte of lange afstand getransporteerd is door een of ander medium (de wind, stromend water, gletsjers) en ergens is gedeponeerd. Afkomstig van verschillende locaties nemen wind, water of ijs het materiaal mee en dumpen het waar hun draagkracht afneemt. Zo komt alles door elkaar te liggen, wéér blootgesteld aan verwering en afbraak en wéér kan het meegenomen worden door een van die transportmedia. Herkomst, wijze van transport en ook duur van het transport geven bepaalde eindproducten.

We spreken van neerslaggesteenten (2.1.6 groep N) indien sedimenten als een neerslag uit verzadigd water zijn gevormd (verzadigd met kalk, zout- of soda) of het sediment is opgebouwd uit residuen in water van dierlijke oorsprong (kalkskeletjes, schelpen).

Afzettingsgesteenten (groep A)

Afzettingsgesteenten zijn ontstaan door het afzetten van klei-, zand of kalklagen die vervolgens zijn versteend. Deze klei of zand kan afkomstig zijn van geërodeerde natuursteen, de kalk van schaaldiertjes, koraal en dergelijke. Des te korter de transportweg, des te groter zijn de sedimenten. Tot de afzettingsgesteenten behoren de kleistenen, zandstenen en sommige kalkstenen (zie ook neerslaggesteenten 2.1.6). 

De kleistenen zijn ontstaan als zandstenen zijn uit zand gevormd en hebben een poreuze structuur. Het oorspronkelijke bezinksel is in lagen met verschillende kleuren in de steen terug te vinden. Kalkstenen zijn uit kalk gevormd. De fossielen die vaak in deze stenen worden gevonden, vertellen iets over de herkomst van de kalk.

PETROGRAFISCHE INDELING VAN DE AFZETTINGSGESTEENTEN (GROEP A)
Codering		Hoofdgroep		Subgroep
A.1.0		conglomeraat
A.1.1		„		Poreus
A.1.2		„		Dicht
A.1.3		„		Hard
A.2.0		brekziën
A.2.1		„		Sedimentair
A.2.2		„		Tektonisch
A.3.0		zandsteen
A.3.1		„		Grauwacke
A.4.0		kalkzandsteen
A.5.0		kleisteen
A.5.1		„		Tuffiet
A.5.2		„		Radiolariet

Let op: Zandsteen is in Nederland sinds 1951 verboden!
Bij het bewerken van zandsteen komt zeer fijn kwartsstof vrij dat de stoflongziekte Silicose maar uiteindelijk ook longkanker kan veroorzaken. Hoewel de arbeidsomstandigheden in Nederland aanzienlijk zijn verbeterd, is het in Nederland sinds 1951 verboden om zandsteen te bewerken of in bezit te hebben. Alleen bij de restauratie van bijzondere gebouwen mag soms zandsteen worden bewerkt onder bepaalde voorwaarden en na schriftelijke toestemming van de Arbeidsinspectie.

Neerslaggesteenten (groep N)

We spreken van neerslaggesteenten als er voor de sedimentvorming vrijwel geen transport nodig is geweest. Dit proces kan op twee manieren plaatsvinden.

1. Neerslag van anorganisch materiaal in water. Zo kunnen kalklagen ontstaan door kalk dat direct neerslaat uit met kalk verzadigd water. Dit wordt dan ook wel chemisch neerslaggesteente genoemd. Het proces is vergelijkbaar met het ontstaan van ketelsteen in een fluitketel. De kalksteensoort Travertin is een voorbeeld van een dergelijk chemisch neerslaggesteente. De gaten in Travertin worden veroorzaakt door onder andere plantenresten die zijn vergaan nadat de volgende lagen kalk waren neergeslagen. 
2. De meeste neerslaggesteenten zijn echter van organische oorsprong. Grote en kleine diertjes en zelfs algen produceren een inwendig of uitwendig skeletje of huisje, dat na afsterven in (meestal zee)water op de bodem achterblijft en een belangrijk deel van het bodemsediment gaat vormen. De allerkleinste kalkdiertjes en kalkwieren, die deel uitmaken van het plankton in de bovenste regionen van het oceaanwater (tegelijk een voedselbron voor grotere zeedieren), vormen na afsterven een regen van kalkdeeltjes die naar de bodem zakt. Ook in kalkriffen zitten veel kalkbouwende, vastzittende organismen, als koralen, poliepen en sponzen, waartussen een veelheid aan dieren leven, die voor een deel ook weer kalkomhulsels produceren (schelpen, slakken, stekelhuidigen, ééncelligen). Ook zullen er grotere dieren na afsterven op de bodem terechtkomen en zo fossielen geven in de latere kalksteen of kleisteen.

Het in Nederland veel gebruikte Belgisch Hardsteen is een bekend voorbeeld. Rosso Verona is ontstaan uit bloedkoraal dat is versteend. In de Duitse kalksteensoort “Muschelkalksteen” zijn nog duidelijk schelpen te zien.

PETROGRAFISCHE INDELING VAN DE NEERSLAGGESTEENTEN (GROEP N)
Codering		Hoofdgroep		Subgroep
N.1.0		kalksteen
N.1.1		„		Fossielenkalksteen
N.1.2		„		Schuimkalksteen
N.1.3		„		Platenkalksteen
N.1.4		„		Poriënkalksteen
N.1.5		„		Dolemietsteen
N.1.6		„		Travertin
N.1.7		„		Kalktuf
N.1.8		„		Onyx
N.1.9		„		Albast

Metamorfe gesteenten (groep M)

De hiervoor omschreven twee groepen stollingsgesteenten en sedimentgesteenten zijn na miljoenen jaren en vaak onder hoge druk en temperatuur ontstaan. Omdat de aardkorst continue in beweging is, en de continenten als schollen tegen- en over elkaar heen schuiven, ontstaat plaatselijke deformatie. De extra warmte en de gerichte druk zijn de belangrijkste factoren die metamorfose veroorzaken. Het betreft een gedeeltelijke of gehele omzetting van gesteenten in de vaste toestand, en er is in de meeste gevallen geen sprake van versmelting. De veranderingen kunnen grotendeels worden beschreven als rekristallisaties en als chemische reacties tussen mineralen. De gesteenten hebben dan een gedaanteverwisseling ondergaan. We spreken daarom van omvormingsgesteenten of “metamorfe gesteenten”.

Enkele voorbeelden van metamorfe gesteenten zijn:

• kleisteen werd leisteen
• zandsteen werd kwartsiet
• vele kalksteensoorten werden marmers
• de granieten (dieptegesteenten) werden veelal gestreepte rode gneizen en migmatieten
• de zandstenen en kwartsieten werden op hun beurt weer de veelal grijze gneizen

PETROGRAFISCHE INDELING VAN DE METAMORFGESTEENTEN (GROEP M)
Codering		Hoofdgroep		Subgroep
M.1.0		gneis
M.1.1		„		Orthogneis
M.1.2		„		Paragneis
M.1.3		„		Groengneis
M.1.4		„		Migmatiet
M.1.5		„		Corderietgneis
M.2.0		Kwartsiet
M.2.1		„		Glimmerkwartsiet
M.3.0		glimmerleisteen
M.3.1		„		Phylliet
M.4.0		chlorietleisteen
M.4.1		„		Talkleisteen
M.4.2		„		Amphiboliet
M.5.0		serpentiniet
M.6.0		Marmer
M.6.1		„		Dolemietmarmer
M.6.2		„		Silikaatmarmer
M.6.3		„		Ophicalcietmarmer
M.6.4		„		Cipollino
M.7.0		Diversen
M.7.1		„		eklogiet

Door het enorme aanbod van natuursteensoorten (alleen in Nederland al ongeveer 700 verschillende soorten!) zorgt het gebruik van diverse natuursteennamen vaak tot verwarring. Een natuursteen heeft helaas minimaal twee namen: een wetenschappelijke- en een handelsnaam, ook dit schept zelden duidelijkheid.

Wetenschappelijke naam

Om de duizenden natuursteensoorten onder te verdelen wordt in de petrografie een groepsindeling naar samenstelling aangehouden. De petrografie (de gesteenteleer) is een onderdeel van de geologie. Ten bate van de indelingen zijn diverse modellen opgesteld, in de norm EN 12407 staat omschreven hoe een petrografische beschrijving moet worden opgesteld. In de norm worden ondermeer de kleur, structuur, bestanddelen en bindmiddel en de homogeniteit omschreven.

Het voordeel van deze naamgeving is dat het type gesteente precies is te duiden. Ook is de wetenschappelijke benaming interessant wanneer er over een natuursteen weinig productinformatie is, iets wat in de praktijk vaak gebeurt. De wetenschappelijke benaming geeft namelijk een indicatie van de eigenschappen op basis van de samenstelling van de natuursteen. Ondanks deze duidelijkheid worden de indelingsbenamingen onzorgvuldig gebruikt. Diverse kalkstenen worden marmers genoemd, en veel dieptegesteenten worden als graniet aangeprezen.

In de onderstaande tabel wordt de juiste indeling door middel van codes bij de steengroepen en typen vermeld.

Een nadeel van een petrografische naam is dat het een naam geeft aan een groepje natuurstenen en niet aan één specifieke natuursteen. Er zijn bijvoorbeeld verschillende soorten kwartsiet die op diverse plekken op aarde worden gewonnen. Wat technische eigenschappen betreft lijken ze op elkaar, maar ze zijn zeker niet exact hetzelfde.Toch horen ze petrografisch onder dezelfde steengroep. 

Het komt ook vaak voor dat in een bepaalde streek verschillende groeven zijn van bijvoorbeeld dezelfde soort marmer. Afhankelijk van de plaats en de diepte in de groeve kunnen de eigenschappen van die marmersoort sterk uiteenlopen. Deze verschillende typen worden dan veelal door diverse handels benamingen onderscheiden, terwijl deze petrografisch gezien identiek zijn.

Een ander nadeel is dat vooral op detailniveau deze naamgeving alleen begrijpelijk is voor wetenschappers, zoals geologen en petrologen. Daarom sluit deze methode slecht aan bij de dagelijkse praktijk in de natuursteensector en worden daar vooral handelsnamen gebruikt.

Naast een petrografische naam heeft elke natuursteensoort ook een handelsnaam. Dit is de naam waaronder de steen wordt (door-)verkocht. Natuursteensoorten zijn uit alle werelddelen afkomstig en worden verhandeld naar vele landen. De naamgeving is tot nu toe vrij, en dit wordt commercieel gebruikt. Diverse Europese landen hebben hun natuursteensoorten vastgelegd in een norm, de NEN-EN 12440. Deze gaat uit van de officiële naamgeving van de steensoort, aangevuld met de petrografische benaming en de indeling naar ontstaanswijze. Bovendien moet ook de kleur en de groeveplaats worden vermeld. Ondanks enkele onjuiste indelingen is dit een grote stap in de goede richting van eenduidige steennamen.

Enkele oorzaken van verwarring bij natuursteennamen:

• a) De handelsbenaming kan totaal verschillen van de wetenschappelijke benaming of onderverdeling. Dikwijls is de commerciële benaming niet meer gebaseerd op vorming, textuur en mineralogie, maar verdeelt men natuurstenen onder in enkele grote groepen zoals marmers, granieten, enz… die soms niets te maken hebben met de wetenschappelijke benaming marmer en graniet. Daardoor is bij de commerciële benaming dikwijls de directe relatie tussen de naam en de eigenschappen van de steen verdwenen. De in België gebruikte term “marmer” duidt op alle kalkhoudende natuurstenen die gepolijst kunnen worden, maar in deze groep zitten dus zowel de echte marmers volgens de wetenschappelijke onderverdeling (metamorfe kalkhoudende gesteenten) als bepaalde kalkstenen (sedimentaire gesteenten). Dit misverstand wordt vaak commercieel misbruikt. Hetzelfde geldt voor de commerciële term “granieten”, die zowel slaat op harde en gepolijste gesteenten van magmatische als van metamorfe oorsprong. Maar niet alle eigenschappen zijn gelijk aan de “echte” granieten.
• b) Door de prominente rol van het land Italië in de internationale natuursteenhandel, leek het alsof veel materialen uit Italië kwamen door de hoeveelheid Italiaanse namen die aan materialen zijn gegeven. Vaak is wegens de Italiaanse benaming niet meer te achterhalen wat de oorspronkelijke naam en het land van herkomst zijn geweest. Ook worden er veel Italiaanse kleuren of begrippen als verde (groen) en scuro (donker) toegevoegd aan de oorspronkelijke naam. In mindere mate treedt dit ook op bij materialen uit Portugal of Spanje.
• c) Het komt voor dat één natuursteen meerdere handelsnamen heeft door verschillende tussenhandelaren en zagerijen welke zichzelf, of verschillende selecties van de natuursteen willen onderscheiden. Hierdoor kunnen natuursteensoorten uit dezelfde groeve verschillende handelsnamen hebben. Indien dit bepaalde kleur- of structuurselecties betreft moet hierop goed worden gelet. 
• d) Het komt vaker voor dat uit één groeve of een aantal dicht bijeengelegen groeven natuurstenen komen, met een (licht) afwijkend uiterlijk van elkaar. Deze variëteiten krijgen dan meestal terecht een andere handelsnaam, om de selecties en de verschillende groeve-eigenaars te onderscheiden.

Zo wordt de natuursteen Labrador Licht ook wel Blue Pearl genoemd, en zijn er kleurnuances met Blue Pearl GT, Marina Pearl en Emerald Pearl. Nero Impala kennen we bijvoorbeeld ook onder de Belgische benamingen Merlin, Rustenburg of Jasberg, maar ook onder de fantasienamen Grijze M, African Blue, Nero Afrika en Dark Blue verkocht. Ook zijn er bij Nero Impala nog selecties mogelijk van lichtgrijs tot donkergrijs waardoor toevoegingen ontstaan als “light”, “medium” of “dark”. Door het enorme aanbod van natuursteensoorten kan het gebruik van talloze handelsnamen tot verwarring leiden. Deze verwarring wordt nog in de hand gewerkt door het (onzorgvuldig) gebruik van de wetenschappelijke benaming van natuursteen.

• e) Soms wordt de handelsnaam aangepast aan het land van verkoop omdat men verwacht met bepaalde namen in die landen betere commerciële associaties te creëren. Sommige benamingen voor de Amerikaanse markt worden bijvoorbeeld niet in Europa gehanteerd.
• f) Een verwarrende handelswijze is dat soms aan een nieuw en onbekend materiaal de naam wordt gegeven van een zeer goed bekend staande (en vaak duurdere) natuursteensoort. Dit zijn praktijken, die jammer genoeg geen uitzondering zijn in de internationale natuursteenhandel. Soms wordt de kreet “new” toegevoegd, waardoor er tenminste enig verschil met de oorspronkelijke steen en de nieuwe variant is te herkennen.

Hier tegenover staat bij vele natuursteensoorten de hele logische en goede wijze van naamgeving waarbij de natuursteensoort naar de vindplaats wordt genoemd. Vooral in Frankrijk en Duitsland gebeurt dit vrijwel altijd. Comblanchien bijvoorbeeld wordt gewonnen bij de plaats Comblanchien in Midden Frankrijk. Een eenduidige naamgeving zal uiteindelijk in het voordeel blijken te zijn van de hele natuursteenbranche.

Het type natuursteen, de oppervlaktebewerkingen en het onderhoud moeten worden afgestemd op de toepassing en het verwachtingspatroon van de opdrachtgever of gebruiker. Een moeilijke keuze, want elke toepassing is net weer even anders:

• Er kunnen grote verschillen zitten in de gebruiksintensiteit, de routing van het (loop)verkeer, de vuilbelasting, de lichtinval en de onderhoudsfrequentie.
• Natuursteen heeft vele variabelen zoals slijtweerstand, variatie in de samenstelling,porositeit en de oppervlaktebewerking.

Een natuursteentoepassing wordt vaak gekozen om esthetische redenen. Maar er moet evengoed rekening gehouden worden met bovengenoemde aspecten, die tot uiting komen in praktijkervaringen. Ook een geschikte keuze van het oppervlak speelt een grote rol bij de duurzaamheid van de toepassing. Die vraag is des te moeilijker te beantwoorden als er van een steen weinig of geen praktijkervaringen of testresultaten bekend zijn.

Hieronder een tabel met de meest gebruikte materialen en oppervlaktebewerkingen.

De meest gebruikte materialen en oppervlaktebewerkingen.

Toepassingen		meest gebruikte materialen		meest voorkomende afwerkingen
Binnentoepassing
Vloer		D.1.6, U.1.3, M.1.6, N.1, A.1.5		gepolijst, gezoet, gebrand
Trap		D.1.6, U.1.3, M.1.5, N.1		gepolijst, gezoet, gebrand
Wand		D.1.6, U.1.4, M.1.6, N.1, A.1.5		gepolijst, gezoet
Aanrechtblad		D.1.6, U.1.3, M.1, hardsteen		gepolijst, gezoet
Balieblad		D.1.6, U.1.3, M.1, M.5, M.6, N.1		gepolijst, gezoet
Buiten toepassing
Vloer		D.1.6, U.1.3, M.1.4, hardsteen		Gebrand, gebouchardeerd, gekloofd
Trap		D.1.6, U.1.3, M.1.4, hardsteen		Gebrand, gebouchardeerd, gekloofd
Gevel		D.1.6, U.1.4, M.1, M.2, N.1		gepolijst, gezoet, gebrand
Massieve geveldelen		D.1.6, U.1.4, M.1, M.2, N.1		gezoet, gekloofd
massief (weg en waterbouw)		D.1.6, U.1.3, M.1, M.2		Gekloofd
Pleinbestrating		D.1.6, U.1.3, M.1, M.2		Gebrand, gebouchardeerd, gekloofd

Bij de keuze moet worden uitgegaan van de eigenschappen van de steen zelf. Bescherming- en onderhoudsproducten kunnen de eigenschappen hoogstens nog enigszins beïnvloeden.

Of een natuursteentoepassing uiteindelijk voldoet hangt van een aantal voorwaarden af. De wensen en vaak onuitgesproken verwachtingen hangen af van heldere prioriteiten in het programma van eisen en de hieruit volgende steen- en oppervlakte keuze, maar net zo goed van de detailleringen, de onderconstructie, de montagemethode, en het onderhoud. Zie hiervoor Hfst. 4

De oppervlaktebewerking moet worden afgestemd op de natuursteensoort, de toepassing, de gebruiksintensiteit, de te verwachten vuilbelasting en het te plegen onderhoud. Verder is niet elke bewerking bij elke steensoort mogelijk, leverbaar of geeft een even fraai resultaat. Door het grote aantal variabelen zijn algemene richtlijnen bijna niet te geven. Bij het maken van een keuze is het daarom raadzaam advies in te winnen bij een gespecialiseerd bedrijf.

Wanneer een plaat natuursteen uit een blok is gezaagd heeft het aan beide kanten een zogenaamd gezaagd oppervlak. Dit oppervlak kan zonder verdere bewerking worden toegepast, veelal wordt nog wel het zaagslib met een zuur verwijderd, in het engels “acid washed” en blijven de rillen van de raamzaag zichtbaar. Dit oppervlak is dan de basis voor een gestraald oppervlak met mineraal of met water onder hoge druk. Het eindresultaat lijkt dan op (fijn) schuurpapier. Meestal wordt het oppervlak gladder of juist ruwer bewerkt. Gladder zijn de bewerkingen schuren (vlak slijpen), zoeten (matglans) en polijsten (hoogglans). Ruwer zijn bijvoorbeeld de bewerkingen frijnen (10-30 evenwijdige groefjes per 100 mm door beitelslagen), boucharderen (ingeslagen putjes door een hamer met punten op de kop) of branden (met een lasvlam het steenoppervlak bewerken zodat de toplaag van de steen springt). Leisteen en kwartsiet hebben na de winning een natuurlijk splijtoppervlak. Sommige soorten kunnen gladder worden bewerkt (schuren, zoeten en polijsten). 

Bij een toename van de glansgraad worden de kleuren intenser en donkerder. Ook worden tintverschillen, aderingen, fossielen, en dergelijke duidelijker zichtbaar; de steen gaat meer “leven”. Andersom geldt dat naarmate de ruwheid toeneemt, de kleuren fletser en de tintverschillen minder zichtbaar worden. Het effect van dezelfde bewerking pakt bij verschillende steensoorten anders uit.

Een bewerking met een ruw uiterlijk maar met een glad karakter is een kunstmatig verouderd steenoppervlak. Naast “oud gemaakt” zijn er nog vele aanduidingen voor deze oppervlaktebewerking in omloop, zoals: antiek gemaakt, gezuurd, antico of anticato, getrommeld of geborsteld. Elke bewerking heeft weer zijn eigen kenmerken, voor vloeren zijn deze afwerkingen bijzonder geschikt.

Machinaal of met de hand kan natuursteen op vele manieren worden bewerkt. Het uiterlijk van een steen kan door een bewerking sterk veranderen. Niet elke bewerking is technisch mogelijk bij elke steen (zie tabel T68).

Beoordeel een bewerking altijd aan de hand van een monster en schrijf deze niet zo maar “blind” voor. Houdt bij de keuze van de oppervlaktebewerking rekening met de steeneigenschappen, de gebruiksbelastingen en het onderhoud (zie par. 2.3). Voeg bij het sluiten van een overeenkomst een monster van de betreffende steensoort met de overeengekomen bewerking aan het contract toe. Afhankelijk van de gekozen bewerking varieert het oppervlak van enigszins ruw tot zeer ruw. Hoe ruwer het oppervlak is, des te makkelijker vuil zich kan hechten. Om storende vervuiling van de vloer tegen te gaan, moet het onderhoud worden aangepast.

De ruwheid van oppervlaktebewerkingen kan in theorie worden gemeten, maar dit wordt in de praktijk zelden gebruikt. Wel zijn metingen mogelijk op een vloeroppervlak in het kader van de antislipwaarden. De meeste bewerkingen zijn niet alleen in de fabriek toepasbaar maar ook op een gerede vloer in het werk. Op verticale delen zijn maar heel beperkt bewerkingen mogelijk.

Oppervlaktebewerkingen van natuursteen

		Oppervlaktebewerking (fabrieks- of handmatig)		Uitvoering mogelijk op een vloer i.h.w		Uitvoering mogelijk op een wand i.h.w.
gladder		polijsten		Mogelijk		Gedeeltelijk mogelijk
		zoeten		Mogelijk		Gedeeltelijk mogelijk
		schuren		Mogelijk		Gedeeltelijk mogelijk
onbehandeld		gezaagd		Onmogelijk		Gedeeltelijk mogelijk
		stralen		Mogelijk		Mogelijk
		oud gemaakt		Gedeeltelijk mogelijk		Gedeeltelijk mogelijk
		frijnen		Mogelijk		Mogelijk
		prikken		Mogelijk		Mogelijk
		boucharderen		Mogelijk		Mogelijk
		vlammen of branden		Mogelijk		Mogelijk
Ruwer		splijtoppervlak		Onmogelijk		Gedeeltelijk mogelijk

Gezaagd

De bewegingen van de zaag laten sporen achter op het steenoppervlak. Om blokken tot platen te verwerken wordt gebruikt gemaakt van een raamzaag. Deze zaag lijkt op een broodzaag bij de bakker. Bij de raamzaag beweegt het zaagblad horizontaal heen en weer, en laat hierdoor rillen achter. Een met diamanten afgezette cirkelzaag geeft slagen in het steenoppervlak te zien. Rillen en slagen zijn bij harde steensoorten zoals graniet beter zichtbaar dan bij zachtere steensoorten zoals kalksteen. De slipweerstand van een gezaagd oppervlak is hoog.

Schuren (slijpen)

Sporen van de zaag worden bij het schuren grotendeels verwijderd. Men begint met een grofkorrelige schuurschijf die telkens wordt ingewisseld voor een fijnere. De fijnere schijf slijpt telkens de krassen van de voorgaande “schuurronde” weg. De fijnheid van het schuurmiddel wordt doorgaans aangegeven met de internationale aanduiding van de FEPA (Federation of the European Producers of Abrasive): de letter P, gevolgd door een getal. Dit getal geeft het aantal mazen per cm2 aan; hoe groter het getal, des te fijner dus het schuurmiddel.

Overigens zegt de fijnheid van het schuurmiddel niet alles over het uiterlijk van de steen. Een schuurschijf met eenzelfde fijnheid kan per steensoort een iets ander resultaat geven.

Vooral bij een grof geschuurd oppervlak (P14, P40) zijn deze krassen goed te zien. De eindbewerking kan zowel grof als fijn geschuurd zijn. Fijn geschuurd wordt ook wel aangeduid als een “geslepen” oppervlak (P60, P80, P120). Een geschuurd oppervlak heeft geen glans. De slipweerstand is hoog bij grof geschuurd en goed bij fijn geschuurd.

Zoeten

Zoeten is de laatste fase van het schuurproces met een zeer fijne schuurschijf. Afhankelijk van de schuurschijf zijn er verschillende gradaties in matglans mogelijk. Een geringe glans (P220, P320) wordt “licht gezoet” genoemd, een glans die tegen polijsten aan zit (P440, P500) wel “donker gezoet”. Op een gezoet oppervlak zijn slijtsporen door het gebruik minder zichtbaar dan bij een hoogglans (gepolijst) oppervlak. Door het gebruik zal een geringe glans van vloertegels veelal toenemen en een hogere glans van een gezoet oppervlak meestal afnemen.

Polijsten

Na het zoeten kan met een polijstschijf (P600 tot P1000) of een polijstvilt (met polijstpoeder of –pasta) hoogglans worden aangebracht. . Naar men aanneemt is de polijstlaag een uiterst dun, amorf laagje (‘Beilby layer’) gevormd door een lokale verhitting of een chemische reactie. Op een gepolijst oppervlak zijn beschadigingen en krassen goed zichtbaar. Door het gebruik neemt de glans af. De snelheid waarmee dit gebeurt en de mate waarin dat storend wordt gevonden, hangt af van een groot aantal factoren. 

LET OP: Ook is er natuursteen op de markt, waarbij de polijstglans wordt verzorgd door een kunstmatige hars of polymeerlaagje dat in de fabriek op de steen is aangebracht. De duurzaamheid in de buitenlucht is slechts enkele jaren. Bij binnengebruik kunnen er vlekken en afschilfering ontstaan door chemische reacties met impregneermiddelen of hoge temperaturen (hete pannen op een aanrechtblad). Deze bewerkingen schaden het imago van natuursteen als natuurlijk, robuust en duurzaam materiaal.

Stralen

Het oppervlak wordt door mineralen (bijvoorbeeld olivine) met een hoge snelheid “gebombardeerd”. Door het stralen ontstaat een schuurpapierachtig uiterlijk. Deze bewerking is niet alleen niet alleen in de fabriek toepasbaar maar ook plaatselijk op een gerede vloer in het werk. Dit heeft het voordeel dat een patroon kan worden aangebracht: bijvoorbeeld smalle antislipstroken, een afbeelding of een bedrijfslogo. De slipweerstand van een gestraald oppervlak is hoog. Een ruw oppervlak verdient extra onderhoud. Vlekken zijn te beperken door het oppervlak te impregneren.

Oud gemaakt

Kunstmatig kan een “verouderd ” uiterlijk worden gemaakt. Er zijn verschillende bewerkingen:

• Door een zuur op het oppervlak te laten inwerken. Dit kan alleen bij kalkhoudende steensoorten. Het zuur tast eerst de meest poreuze delen aan, waardoor insluitingen en aders worden benadrukt. Naast “oud gemaakt” zijn er nog vele aanduidingen voor deze oppervlaktebewerking in omloop, zoals: antiek gemaakt, gezuurd, antico of anticato. 
• Door de tegels te “trommelen”. In een draaiende trommel buitelen de tegels over elkaar, met een versnelde slijtage tot gevolg. Hierbij slijten de tegelranden rond af. Naast “oud gemaakt” worden tegels met deze bewerking ook wel genoemd: antiek gemaakt of getrommeld.
• Een nieuwe trend is het oppervlak te borstelen. Gladde oppervlakken kunnen worden geborsteld waardoor de zachtere delen worden verwijderd. Ook krijgt het oppervlak een hierdoor glimmende laag, welke niet egaal glad en spiegelend is. Het borstelen kan ook plaatsvinden op gebrande oppervlakken, waardoor een onregelmatiger maar keramiekachtig oppervlak ontstaat. Zowel kalkstenen als granietachtigen kunnen op deze manier worden behandeld.

Frijnen e.d.

Bij frijnen met de hand wordt de steen met hamer en beitel behakt. Bij machinaal frijnen wordt het oppervlak ingefreesd. Dat geeft strakke, rechte, evenwijdige lijnen; een minder levendig uiterlijk dan bij handmatig frijnen. De slipweerstand is hoog. Er bestaan vele bewerkingen die van frijnen zijn afgeleid, ieder met een eigen uiterlijk.

Prikken e.d.

Bij prikken met de hand wordt de steen met hamer en beitel behakt. Bij machinale prikken worden metalen punten in het oppervlak gedrukt of geslagen. Er ontstaat een beeld van dicht op elkaar geplaatste putjes. De slipweerstand is hoog. Er bestaan vele bewerkingen die van prikken zijn afgeleid, ieder met een eigen uiterlijk.

Boucharderen

Boucharderen gebeurt met een slaghamer. Het uiterlijk lijkt op een geprikt oppervlak (fijn gebouchardeerd) , maar kan ook grilliger zijn (middel- of grof gebouchardeerd). Met toenemende ruwheid stijgt de slipweerstand van hoog naar zeer hoog.

Vlammen of branden

Een hete vlam doet deeltjes van het steenoppervlak afspringen. Door daarna de steen snel af te koelen met water springen er grotere deeltjes weg. Zo ontstaat een natuurlijk breukoppervlak met een zeer hoge slipweerstand.

Splijtoppervlak

Tegels van leistenen en kwartsieten hebben een splijtoppervlak, ook wel breukoppervlak genoemd, met een onregelmatig uiterlijk met een natuurlijke variatie. De slipweerstand is hoog tot zeer hoog.

Gefreesd oppervlak

Bij sommige soorten leisteen en kwartsiet kan net als de onderzijde ook de zichtzijde worden gefreesd, een bewerking die wordt gebruikt om tegels te kalibreren. Het oppervlak kan vervolgens worden gezoet en bij sommige steensoorten zelfs gepolijst. 

Afhankelijk van de gekozen bewerking varieert het oppervlak van enigszins ruw tot zeer ruw. Hoe ruwer het oppervlak is, des te makkelijker vuil zich kan hechten. Om storende vervuiling van de vloer tegen te gaan, moet het onderhoud aan dit gedrag worden aangepast (zie par. 2.3 en hoofdstuk 6). Vlekken zijn te beperken door het oppervlak te impregneren.

Voor het uiterlijk van de tegelrand maakt het een verschil of de oppervlaktebewerking vóór of na het zagen van de tegels gebeurt. Dit geldt voor stralen, oud gemaakt met een zuur, prikken, boucharderen, vlammen en branden. Worden de tegels gezaagd uit bewerkte platen, of wordt een gerede vloer bewerkt, dan zijn de tegelranden strak. Worden afzonderlijke tegels na het zagen bewerkt, dan zijn de tegelranden afgerond. Partijen wordt aangeraden af te spreken wat de volgorde moet zijn.

Juiste verwachtingen van glanzende oppervlaktebewerkingen

Natuursteen is meestal opgebouwd uit verschillende mineralen, elk met hun eigen hardheid en structuur. Daardoor werken slijpen en polijsten op de verschillende mineralen anders uit. Daarnaast zorgen insluitsels, fossielen, aders en variatie in porositeit voor verschillen in lichtreflectie. Bovendien wordt de glans onderbroken door natuurlijke (haar)scheurtjes, putjes en gaatjes.

Dit alles geeft de verschillende natuurstenen een eigen karakter. Maar het kan ook leiden tot verschillen in mening over wat wel en niet normaal is. Ook de oppervlaktebewerking zelf kan variaties in het uiterlijk te zien geven. Bij grote platen of grote tegels kan een machine met een enkele schuurkop namelijk niet in één keer het hele oppervlak bewerken. Zo'n machine heeft meer arbeidsgangen (parallelle banen) nodig om het oppervlak te bewerken. Een machine met meer schuurkoppen bewerkt de hele plaat- of tegelbreedte wel in één keer. Maar in beide gevallen maakt de schuurkop een zigzag beweging om zoveel mogelijk een egale glans op het oppervlak te krijgen. Op grote platen, en in mindere mate op grote tegels van donkere steensoorten, blijven de banen van de polijstkoppen ('polijstbanen') soms toch enigszins zichtbaar. Dit verschijnsel verdwijnt na verloop vanzelf door het gebruik.

Indicatie van de maximaal haalbare polijstglans van natuursteensoorten, die geschikt zijn als vloerafwerking. Deze tabel geldt voor de glans van in de werkplaats bewerkte tegels en niet voor de glans van vloeren die in het werk zijn geschuurd. [opmaak let op: kruisjes in tabel vervangen door balkjes en een grove schaalverdeling voor glansgraad aangeven.

steensoorten, geschikt voor vloeren	hoogstens haalbare polijstglans
hoofdgroepen		subgroepen		bijna geen glans    goede glans          spiegelglans
stollingsgesteenten		graniet, granietachtigen, gabbro		XXXXXXXXXXXXXXXXXX
		trachiet, porfier, diabaas, basalt		XXXXXXXXXXX
sedimentgesteenten		kalksteen		XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
metamorfe gesteenten		marmer		XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
		leisteen*		XXXXXXXXXXX
		kwartsiet*		XXXXXXXXXXXXXXXXXXX
		gneis		XXXXXXXXXXXXXXXXX

*sommige soorten zijn glanzend af te werken

Specifieke kenmerken van een glanzend oppervlak van verschillende steensoorten, zoals die met het blote oog niet zijn waar te nemen:

A Marmer, zeer dichte kalksteensoorten en geslepen lei. Het oppervlak ziet er dicht uit.

B Graniet, granietachtige, gabbro, diabaas, porfier en basalt. De zachtere mineralen worden tijdens het slijpen verder afgeslepen dan de hardere mineralen. Tijdens de gebruiksfase neemt dat verschil verder toe. Dit effect is beter zichtbaar bij donkere steensoorten. Granieten en sommige granietachtigen bevatten het harde mineraal kwarts. Dit mineraal behoudt zijn (hoog)glans bijzonder lang. De zachtere  bestanddelen, zoals veldspaat, verliezen hun glans na verloop van tijd. Zelfs als deze slijtage zich voordoet, behoudt de vloer in zijn geheel een (hoog)glans uiterlijk, wanneer de vloer vanaf manshoogte wordt bekeken. Pas van dichtbij blijkt deze (hoog)glans plaatselijk te zijn.

C Graniet, granietachtige en gneis met veel glimmers. Ten gevolge van het slijpen kunnen stukjes (schilfers) van mineralen afbreken. Dat gebeurt vooral bij het mineraal glimmer.

D Sterk poreuze kalkstenen (travertin) en sterk poreuze uitvloeiingsgesteenten als lava en trachiet. Alleen de ‘schotjes’ tussen de poriën kunnen worden gezoet of gepolijst.

E Polijstbare kwartsiet. Minder goed hechtende mineralen laten tijdens het slijpen los.

F Specifieke kalkstenen (conglomeraat). Al tijdens het zagen kunnen grotere bestanddelen loskomen.

G Geaderde kalksteen en in mindere mate geaderde marmer. Tijdens het slijpen worden zachtere aders verder weggeslepen en de overgang naar naastgelegen steen afgerond. Of omgekeerd, wanneer de aders harder zijn dan de rest van de steen. Dan komen de aders hoger te liggen dan de rest van het oppervlak.

Wereldwijd wordt natuursteen gewonnen, veelal in zogenaamde groeven. Vanuit de groeven worden grote blokken losgezaagd ten bate van transport naar de zagerij. Blokken zijn wel 1,5 x 2 x 3 m groot, met een gewicht van 24 ton. De afmeting van de blokken verschillen per groeve en soms per steenlaag in de groeve. Uit de blokken worden platen (ook wel vrije maat platen genoemd) gezaagd. 

Tegels worden uit deze platen of rechtstreeks uit een blok gezaagd. Na het zagen worden de platen of tegels van een oppervlaktebewerking voorzien. Leisteen en kwartsiet worden echter door hun gelaagdheid niet in blokken, maar in schollen gewonnen, van waaruit veelal tegels worden gezaagd. Deze tegels ondergaan veelal geen bewerking, maar worden met het natuurlijke splijtoppervlak toegepast. Dit oppervlak wordt  “breukruw” of  “gekloofd” genaamd. Sommige leistenen en kwartsieten worden bewerkt, de onderzijde kan vlak worden gefreesd, en de bovenzijde kan glad geslepen worden. 

Elke stuk steen is uniek met een eigen kleur en structuur, waarmee hij uit de aarde komt. Soms kan enige selectie plaatsvinden, maar identieke stukken zijn er nooit. 

Eigenlijk zijn alle maten leverbaar tussen een zandkorrel en het maximale blokformaat per soort. Per natuursteensoort verschillen deze leverbare afmetingen. Dat heeft bijvoorbeeld te maken met natuurlijke breuklagen en het beschikbare materieel in de groeve. Bij het maken van een keuze speelt het uiterlijk een belangrijke rol, maar ook de technische- en praktische mogelijkheden moeten meegewogen worden. Zo moet een vloertegel of een gevelplaat allerlei krachten op kunnen nemen en moet een grote (en dus zware) tegel of plaat nog wel te verwerken zijn.

Globaal zijn dit de afmetingen die gangbaar zijn:

Standaard maten voor tegels en plinten

Vierkante tegels van 300x300, 400x400, 500x500 en 600x600 mm. Rechthoekige tegels van 300x150, 400x200, 600x300 en 600x400 mm. Banen, dat wil zeggen tegels met een vaste breedte van bijvoorbeeld 150, 200, 250, 300, 350 of 400 mm en een variabele lengte. Flagstones (scherven, schollen) van leisteen of kwartsiet. Deze hebben een onregelmatige vorm tot ca. 600 x 600 mm. De tegeldikte is afhankelijk van het tegelformaat, de steensoort en de toepassing. Gangbare dikten voor wandtegels zijn 8, 10, 12 mm en voor vloeren 15 en 20 mm. Tegels van leisteen of kwartsiet hebben veelal wisselende dikten tussen de 8 en 30 mm, en kunnen aan de onderzijde vlak zijn gefreesd. Plinten zijn meestal 60 tot 80 mm hoog en 600-800 mm lang bij 8 tot 10 mm dikte. 

Speciale maten tegels

Tegels kunnen ook op maat worden gemaakt. Bijvoorbeeld voor een speciaal legpatroon, de bekleding van een trap, een schouw, en dergelijke. Ook zijn sierstrips leverbaar met of zonder patroon en gemaakt van één of meerdere steensoorten.

De tegeldikte wordt meestal gekozen op grond van praktijkervaringen. De minimaal benodigde dikte hangt af van vele factoren:

• Tijdens het bewerken van het steenoppervlak worden krachten op de steen uitgeoefend, vooral bij hamerende bewerkingen zoals prikken en boucharderen. De steen moet voldoende dik zijn om deze krachten te kunnen opnemen. Bij hamerende bewerkingen moet de steen minstens 30 mm dik zijn.
• De belastingen door het gebruik en vanuit de ondergrond, zoals (krimp)vervormingen van ondergrond, wielbelastingen en thermische spanningen door bijvoorbeeld vloerverwarming, bezonning en eventueel vorst.
• De materiaaleigenschappen van de steen, zoals trek- en buigsterkte en de aanwezigheid van haarscheuren.
• De gevoeligheid voor kromtrekken. Natuursteen kan kromtrekken door temperatuur- en vochtverschillen. Groene steensoorten (zoals serpentinieten) blijken hiervoor het gevoeligst. Het risico op kromtrekken doet zich vrijwel alleen voor bij grotere tegelformaten (≥ 400 mm) met een langgerekte vorm en/of in verhouding geringe dikte.
• De kans op het doorgeven van verkleuringen uit de ondergrond en uitbloeiingen. Deze kans wordt groter bij een kleinere tegeldikte (meer verdamping mogelijk).
• De legmethode, en gebruik van een juiste mortel of lijm.

Benodigde dikte van tegels in specie of lijm
Vuistregel voor tegels van 400x400 mm:

• Graniettegels minstens 12 mm dik.
• Kalksteen- en marmertegels minstens 15 mm dik.
• Leistenen en kwartsieten zijn gemiddeld ongeveer 15 mm dik. De dikte varieert dan tussen 8 en 25 mm.

Platen

De vrije maat platen hebben een grillige vierkant- of rechthoekvorm zoals de contouren van het blok waaruit deze zijn gezaagd. De afmeting van het blok bepaalt de maximale plaatgrootte, die wel 2 x 3 m kan zijn. Deze platen worden later verwerkt tot bijvoorbeeld aanrecht- en tafelbladen, trappen, vensterbanken, gedenkstenen en gevelplaten. Platen zijn in verschillende dikten leverbaar. De minimale dikte wordt bepaald door de eigenschappen van de steen en de zaagtechniek. De maximale dikte wordt bepaald door de afmeting van het blok, bijvoorbeeld 1,5 meter. Voor bouwtoepassingen zijn dikten van 20, 30 en 40 mm gangbaar. Voor bijvoorbeeld gedenktekens en restauratiewerk worden meestal platen gebruikt van 60, 80 en 100 mm dik en meer. Met nieuwe technieken is het mogelijk “dunne” platen te maken van 10 mm en minder. Platen dunner dan 10 mm worden voor speciale toepassingen gebruikt en worden meestal met een ander materiaal (glasvezels) verstevigd. 

Massieve toepassingen

Blokken uit de groeve hebben een wisselende grootte en een grillige kubusvorm. Afmetingen van 1,5 x 2 x 3 m zijn geen uitzondering. Wanneer voor een speciale toepassing massieve stukken nodig zijn, kunnen deze meestal op maat worden geleverd. Denk hierbij aan massieve zuilen, trottoirbanden, bestratings- meubilair en metselblokken. Ook zijn keien in allerlei grootten leverbaar.

Dakleien

Leisteen wordt ook veelvuldig als dakbedekking toegepast. Dakleien zijn in verschillende vormen leverbaar, rechthoekig (Maasdekking), ruitvormig of met afgeronde hoeken, of een schubvorm (Rijnse dekking). De wijze van aanbrengen kent ook een aantal varianten. Men onderscheidt enkele, dubbele, of driedubbele overlappingen (dekkingen) afhankelijk van de vorm.  Maasdekking is een dubbele dekking, de leien liggen dus als het ware dubbel gedekt. Schubleien hebben veelal een enkele dekking. Rechthoekige leien zijn in diverse afmetingen verkrijgbaar zoals 300x200, 350x200, 350 x 250, 400x200, 450x250 mm. De afmetingen van schubleien zijn ondermeer 270x180, 260x210, 280x230, 320x250 mm. De gebruikte leisteen voor dakbedekking heeft veelal een dikte tussen de 4-7 mm

De toegestane maatafwijkingen van de tegel moeten worden afgeleid uit de prestatie-eisen aan de breedte en rechtheid van de voegen en de vlakheid. Als zulke eisen ontbreken, of in aanvulling daarop kunnen partijen eisen stellen aan de tegels zelf, bijvoorbeeld voor het uitvoeren van een partijkeuring. Hiervoor kunnen de onderstaande waarden worden overeengekomen.

De dikteverschillen zijn bij normale natuursteentegels groter dan bij de meeste keramische tegels. Dat komt door het productieproces. De oppervlaktebewerking kan invloed hebben op de maatafwijkingen; bij lei en kwartsiet kan de dikte door het splijten variëren tussen 8 en 25 mm.

Gekalibreerde tegels worden op dikte gefreesd. Ze hebben kleinere maatafwijkingen dan standaard tegels, zie onderstaande tabel.

Door frezen zijn leisteen en kwartsiet van een vlakke onderkant te voorzien. Daardoor volstaat een dunnere hechtlaag, terwijl het splijtoppervlak blijft behouden. Bij sommige soorten leisteen en kwartsiet kan zo ook de zichtzijde vlak worden bewerkt. Daarna kan bij sommige soorten het oppervlak worden gezoet of zelfs gepolijst; dit laatste alleen bij kwartsiet.

Bij de keuze voor de vloeropbouw en het hechtmiddel dient met de dikteverschillen rekening te worden gehouden.

De toleranties van de natuursteen delen worden bepaald door de productiemethode en de steensoort van de blokken, platen of tegels. Algemeen geldt dat voor de natuursteenplaten rekening gehouden dient te worden met de volgende maattoleranties afgeleid van de NEN-EN 12057 / 12058 en 12059, en de SBR Gids voor afwerkvloeren, deel 2:

Toegestane maatafwijkingen voor vloer- en wandtegels, traptreden en stootbordenmet een vlak* oppervlak.
		Standaard uitvoering		Gekalibreerde uitvoering
Lengte ≤ 600 mm > 600 mm		+/- 1 mm +/- 2 mm		+/- 0,5 mm -
breedte ≤ 600 mm > 600 mm		+/- 1 mm +/- 2 mm		+/- 0,5 mm -
dikte (d) d ≤ 15 mm 15 mm < d ≤ 30 mm 30 mm < d ≤ 80 mm 80 mm < d		+/- 1,5 mm +/- 10% +/- 3 mm +/- 5 mm		+/- 0,5 mm nvt. nvt. nvt.
vlakheid		+/- 0,2% van de lengte, max. 3 mm		+/- 0,15% van de lengte, max. 3 mm
haaksheid lengte ≤ 600 mm lengte > 600mm		+/- 1 mm +/- 2 mm		+/- 0,5 mm +/- 1,0 mm

*Voor tegels met een andere oppervlaktebewerking en gezaagde kanten kunnen alleen de afwijkingen voor lengte, breedte en haaksheid ongewijzigd worden overeengekomen.

Voegen

Het toepassen van voegen in natuursteen delen is vooral noodzakelijk om de maatvoeringstoleranties op te kunnen vangen. In werkelijkheid is geen enkele lijn recht, en geen vlak is ook 100% vlak. Niet bedoelde, maar altijd aanwezige maatafwijkingen geven in de uitvoering vaak problemen. Vooral in de voegen kunnen maatafwijkingen zichtbaar worden, en deze kunnen zo groot zijn dat deze niet acceptabel worden geacht.

Ook is een maat onderhevig aan toleranties, hoe groot zijn dan de grenswaarden van opgegeven maatvoeringen? Publicaties over dit onderwerp zijn bijvoorbeeld SBR rapport nr. 107 en de publicatie “Maatbeheersing”van de TU Eindhoven en de norm NEN 2886 “Maximaal toelaatbare maatafwijkingen voor gebouwen”, welke weer is gebaseerd op de normen NEN 2887, 2888 en 2889. Producten hebben bepaalde vorm en afmetingen met toleranties Ti, het uitzetten op de bouwplaats gaat ook gepaard met toleranties, genoemd Tu. Ook het plaatsen of stellen is onderhevig aan maatvoeringtoleranties, genoemd Ts.

De uiteindelijke plaatstolerantie Te is hiervan afhankelijk, en kan worden berekend als de wortel van de genoemde drie toleranties Ti, Tu en Ts in het kwadraat opgeteld. Hieruit kan de maximale toelaatbare maatafwijking voor ruimtematen en voegen  worden bepaald, dit conform de NEN 2886.

Dit geldt zowel voor de natuursteen onderdelen net zo goed als de bouwkundige achterconstructie, welke ook onderhevig is aan eigen toleranties.

Een oppervlaktebeoordelingscriteria voor geplaatste tegels is bijvoorbeeld bekend uit de STABU standaard technische bepalingen, behorend bij hoofdstuk 41 tegelwerk. Dit geld voor gewone tegels, met voegen van 3-5 mm.

Vanzelfsprekend kunnen de details van de onderdelen ook worden aangepast, teneinde de voegen en toleranties zo praktisch en fraai mogelijk te verwerken in het geheel.

Enkele gebruikelijke voegbreedtes bij natuursteen interieur toepassingen
toepassing		Gemiddelde voegbreedte		Tolerantie
Vloertegels ≤ 600 x 600		3 mm		+/- 1,5 mm
Vloertegels ≤ 800 x 800		4 mm		+/- 1,5 mm
Wandtegels ≤ 400 x 400		3 mm		+/- 1,0 mm
Traptreden en stootborden, ≤ 1200 mm lengte		4 mm		+/- 2,0 mm
Gevelplaten grootste lengte > 800 mm		8 mm		+/- 2,0 mm
Massieve stukken, dorpels		6 mm		+/- 2 mm

Hieronder volgt een opsomming van enkele technische eigenschappen, welke van belang kunnen zijn bij natuursteentoepassingen. Voor de bepaling van de materiaaleigenschappen staan verschillende normen ter beschikking. Bijgevoegd is een tabel met het gemiddelde van een aantal eigenschappen van natuursteensoorten, ingedeeld naar ontstaanswijze. De tabel is bedoeld als indicatie, door het grote aantal variëteiten kunnen de eigenschappen van een specifiek soort afwijken van de tabel. Specifieke materiaalgegevens kunnen vermeld staan op de productinformatiebladen van de leverancier.

Eigenschappen

De tabel geeft een gemiddelde van de eigenschappen van de belangrijkste subgroepen. Deze tabel is bedoeld als indicatie; door het grote aantal variëteiten kunnen de eigenschappen van een steensoort afwijken van de steengroep waartoe deze behoort.

Voor de bepaling van de materiaaleigenschappen staan verschillende natuursteennormen ter beschikking: NEN-EN 1925 /1926 /1936 /12370 / 12371/12372 /13161 /13296 / 13919 / NBN B 47.001, N1562, NEN 530 / 531 / 532.

Bepalingsmethoden van de eigenschappen

De meeste waarden in deze tabel zijn bepaald volgens Duitse testmethoden. In die gevallen zijn de betreffende DIN-nummers onderstaand genoemd.

• Vorstbestendigheid. Deze kan worden gemeten door een met water verzadigd monster te onderwerpen aan een vorst-dooicyclus (DIN 52104).
• Bestandheid tegen chemicaliën. De hier genoemde waarden zijn gebaseerd op praktijkervaringen en de gegevens uit het boek Gesteinskunde, van F. Müller.
• Duurzaamheid van de glans. Hiervoor is geen genormeerde proef. Wel kan gebruik worden gemaakt van proeven voor slijtweerstand (zie par. ???). De hier genoemde waarden zijn op basis van praktijkervaringen.
• Slijtweerstand [mm, ook wel uitgedrukt in mm3/mm2]. Het monster wordt bewerkt met een slijpschijf, bij een vastgesteld soort schijf, omwentelingssnelheid, etc. (DIN 52108). Deze zogenaamde Böhme-proef lijkt op de Amsler-proef die in Nederland wordt gebruikt, en op de Amsler-proef die in België wordt gebruikt.
• Buigtreksterkte [N/mm2]. Een monster wordt onderworpen aan een buigproef tot het bezwijkt (DIN 52112).
• Druksterkte [N/mm2]. Een monster wordt onderworpen aan een drukproef tot het bezwijkt.
• Thermische uitzettingscoëfficiënt alfa [mm/m.K]. Deze wordt gemeten door een proefstuk te verwarmen en de lengteverandering op te meten (DIN 53752).
• Elasticiteitsmodulus E [N/mm2]. Deze grootheid drukt uit in hoeverre een materiaal vervormt onder invloed van een belasting. Meting gebeurt door een monster te belasten, en daarbij de kracht en vervorming te meten.
• Volumieke massa [kg/m3]. Hier wordt bedoeld de “schijnbare volumieke massa”. Deze wordt berekend aan de hand van het gewicht van een proefstuk, met een bepaald volume. De poriën worden meegeteld bij de volumebepaling (schijnbaar volume) (DIN 52102).
• Wateropname [% van volume]. Deze wordt bepaald door het verschil in massa te meten tussen een droog en een met water verzadigd monster (DIN 52102).

Porositeit en vorstbestendigheid

De meeste natuursteensoorten zijn in meer of mindere mate poreus. Dat kan gevolgen hebben voor de vorstbestendigheid, maar dat hoeft niet altijd. Bij poreuze steen kan er gemakkelijk water in de poriën dringen. Als water geleidelijk afkoelt tot 4 graden boven 0^o C, neemt het volume af en kruipt het in de poreuze steen naar de poriën en holtes die nog niet met water gevuld zijn.

Wanneer water dan echt bevriest, neemt het weer in volume toe. Zolang het bevriezende water een uitweg kan vinden naar lege poriën gebeurt er niets. Kan dat echter niet, dan drukt het zwellende ijs de natuursteen kapot. Om deze reden hoeft materiaal met grote poriën (bijvoorbeeld Travertin, Basaltlava) niet direct vorstgevoelig te zijn. Ook is de mate van vorst niet belangrijk voor de schade, eerder de hoeveelheid wisselingen. In schijnbaar zeer dichte materialen zoals vele kalksteensoorten komen echter zeer kleine haarvaatjes voor, die water kunnen opzuigen. Zijn deze haarvaten eenmaal gevuld met water en treedt de vorst in, dan kunnen deze soorten stukvriezen.

Natuursteen bevat poriën die gevuld zijn met lucht. Deze poriën kunnen met elkaar in verbinding staan. Als deze poriën water bevatten en dat water bevriest neemt het een groter volume in en kan de steen stukvriezen als het water niet weg kan. Het al dan niet met elkaar in verbinding staan van de poriën (capillaire werking) is van grote invloed op de vorstbestendigheid van de natuursteensoort. Het is dus zeker niet zo dat poreuze soorten automatisch ook vorstbestendig zijn. In de natuursteenbranche is het een bekend gegeven dat bij sommige natuursteensoorten de dunne platen vorstbestendig zijn, maar dat zodra de platen tegen elkaar staan en een blok vormen, de platen stukvriezen.

Zuurbestendigheid

Zoals genoemd bij de indeling van de natuursteensoorten, zijn er globaal twee groepen. Gesteenten uit de calciumcarbonaatgroep zijn kalkhoudende gesteenten. En een zuur kan kalk oplossen. Dit is de reden dat de glanslaag van kalksteen en marmer door contact met een zuur wordt aangetast. Zuren hebben vrijwel geen invloed op gesteenten uit de siliciumgroep. Deze soorten bevatten namelijk geen kalk. Onze huidige regen valt in de categorie zeer zwakke zuren, voor buitentoepassingen moet hiermee rekening mee worden gehouden.

Hardheid

De hardheid varieert per steensoort. Dat komt vooral door de verschillende soorten mineralen waaruit natuursteen is opgebouwd, zoals kwarts, veldspaat, glimmer of calciet. De hardheid van de individuele mineralen kan in een getal worden uitgedrukt. De hardheidsschaal volgens Mohs wordt veel gebruikt. Mohs is een Duitse wetenschapper die de weerstand van een mineraal tegen bekrassen heeft onderzocht. Kalkstenen bestaan voornamelijk uit Calciet met hardheidswaarde 3 en granieten bestaan vooral uit veldspaten met waarde 6. Terwijl kwarts waarde 7 heeft. Hieruit blijkt dat zand (kwarts) onder de schoenzolen kalksteen eerder zullen krassen dan graniet. 

Slijtvastheid

Slijtvastheid is iets anders dan hardheid. De slijtvastheid geeft aan hoe een vloer eruitziet na en paar jaar gebruik. Natuursteen kan worden bekrast door een materiaal dat harder is dan de mineralen van de natuursteensoort zelf. De krassen zijn vooral zichtbaar op een gepolijst oppervlak, de polijstglans neemt dan af. Het is natuurlijk niet zo dat natuursteen in een half jaar tijd helemaal doorslijt. Zelfs de natuurstenen traptreden van de Amsterdamse grachtenpanden vertonen weliswaar slijtage, maar die zijn dan ook al honderden jaren in gebruik. De slijtvastheid kan worden gemeten met de Amsler proef, vanzelfsprekend slijt een poreuze kalksteen harder dan een graniet.

Buigtreksterkte

De buigtreksterkte geeft aan bij welke gelijkmatige- of puntbelasting natuursteen bij oplegging op twee steunpunten breekt. De buigtreksterkte van natuursteen is net als bij de meeste steenachtige materialen niet groot. Hiermee moet men rekening houden als natuursteen bij belasten maar gedeeltelijk wordt ondersteund, bijvoorbeeld bij aanrechtbladen of vrij- dragende traptreden. Ongewapend beton is wat de buigsterkte betreft vergelijkbaar met natuursteen, maar bij beton kan dat probleem worden ondervangen door een wapening met ijzer. Bij natuursteen kan ook een soort wapening worden aanbracht in de vorm van metalen strips of glasvezelwapening. Zelfs voorspanning is niet onmogelijk.

Druksterkte

De druksterkte geeft aan bij welke drukkracht natuursteen breekt. Deze druksterkte ligt tussen de 20 en 300 N/mm2. Eenvoudige beton heeft een druksterkte rond de 30 N/mm2. De druksterkte van natuursteen ligt bij de meeste soorten vrij hoog, waardoor ook in het verleden imposante gebouwen gemaakt konden worden.

Uitzetting

Elk materiaal krimpt of zet uit als het kouder of warmer wordt. Het ene materiaal reageert veel sterker op temperatuurwisselingen dan het andere. De lineaire uitzettingscoëfficiënt van een materiaal geeft aan hoeveel het per meter lengte uitzet bij een temperatuurswijziging van 1 graad Celsius. Dit getal ligt voor natuursteen tussen de 4 en de 9. Dit is minder dan grindbeton (12) of ijzer (11,7). Bij starre verbindingen moet met verschil in uitzetting rekening worden gehouden. Bij vloerverwarming dient een vloer daarom rondom vrij van de wanden te liggen.

Massa

Natuursteen is een zwaar bouwmateriaal. Het weegt tussen de 2,4 – 3,2 ton per m³ ( 1 ton = 1000 kg of 10 kN). Vooral bij gevelbekleding of vloeren moet met het eigen gewicht rekening worden gehouden. De meeste gevelplaten zijn 30 mm dik. Een gevelplaat van een vierkante meter graniet weegt dus al gauw 90 kg.

Uitbreekvastheid

Gevelplaten worden veelal met ankers bevestigd aan een gevel. Bij de traditionele verankering bevinden zich in twee zijkanten van de plaat ankerpennen. Deze ankerpennen kunnen “uit de plaat breken” als gevolg van krachten die de plaat te verduren krijgt. Deze krachten worden veroorzaakt door vooral het eigen gewicht en de winddruk en zuiging. We spreken dan over de “uitbreekvastheid” van natuursteen. Per natuursteensoort is de uitbreekvastheid verschillend.

Natuursteen moet daarom een minimale dikte hebben om te voorkomen dat de ankerpennen uitbreken, bij granieten is dat veelal 30 mm, bij kalkstenen veelal 40 mm. Bij ongebruikelijke plaatmaten en zwaarbelaste gevelbekleding in o.a. hoge gebouwen moet een berekening door een constructeur op basis van de beproevingsgegevens de vereiste dikte onderbouwen.

Natuursteen is een materiaal dat vaak moeilijk te bemonsteren is. Op basis van het internet of kleurenfoto's zijn al helemaal geen goede keuze’s te maken. Bij bemonstering zijn minstens drie stuks gewenst om de ondergrens, het gemiddelde en een bovengrens aan te geven in structuur- en kleurnuances. De monsters van de meest homogene natuursteensoort granieten kunnen zeer representatief zijn en dan nog kan blijken dat een plaat van 1 m2, of een complete gevel toch een ander beeld geeft vanwege een bepaalde structuurrichting of accentuerende aders.  Bij het tonen en gebruiken van monsters dient rekening gehouden te worden met de natuurlijke variëteit.

Bepaalde oppervlakte bewerkingen geven op verschillende steensoorten andere resultaten. Het bemonsteren van de juiste steensoort met de gewenste bewerking is daarom noodzakelijk. Ook zijn er typische steenkenmerken in het oppervlak zichtbaar, welke abusievelijk als gebrek worden aangemerkt.

(Haar-)scheurtjes

Deze komen in zeer veel steensoorten voor, en worden zelden veroorzaakt door een slechte kwaliteit. Haarscheurtjes komen in zeer veel stollingsgesteenten voor ten gevolge van de afkoeling van het vloeibare magma. Hierdoor worden er losse kristallen gevormd, welke tegen elkaar aangroeien en hierdoor haarscheurtjes tonen. Wel is het helaas zo, dat wegens de esthetische wensen van klanten deze haarscheurtjes soms worden weggewerkt door deze te vullen met coatings of epoxyharsen (resine). Een coating zorgt er dan weer voor dat het plaatmateriaal er veelal fantastisch uitziet, maar een onnatuurlijk oppervlak heeft gekregen met mogelijke gevolgen voor het onderhoud. Het is aan te bevelen deze kenmerken vooraf te tonen en hierover desnoods afspraken te maken.

Stylolieten zijn donkere zigzag vormige haarscheurtjes die in kalkstenen kunnen voorkomen. Ze zijn vooral zichtbaar op de zijden, loodrecht op de gelaagdheid. In het oppervlak vertonen ze vaak grillige cirkels, welke niet glad afgewerkt kunnen worden. Loopt zo’n lijn op de kanten door tot in het zichtvlak, dan is er vooral bij vochtbelaste (buiten)vloeren een grote kans op afschilfering aan het oppervlak. Loopt de styloliet niet in het zichtvlak, dan heeft deze geen invloed. Als de styloliet dwars door de plaat of tegel loopt, is dit een verzwakking van het materiaal. Bij veel voorkomende stylolieten in een materiaal wordt aan de achterzijde vaak een versterking van hars met glasvezels aangebracht. Hierdoor kunnen er grote tegels of platen zonder schade worden getransporteerd. (Crema Marfil)

Putjes in een gepolijst oppervlak komen wel eens voor. Wegens het slijpproces kunnen er mineraaldeeltjes loslaten uit het oppervlak, hetgeen een putje zal opleveren. Dit doet niets af van de kwaliteit van de gekozen natuursteen. In uitzonderlijk storende gevallen kunnen deze putjes met een transparante hars worden gevuld. Zichtbaar blijft het echter altijd. Ook doffere plekjes komen wel voor. Dit komt omdat niet alle mineralen tot dezelfde hoogglans geslepen kunnen worden, en zodoende doffere delen ontstaan. Dit is niet te verhelpen. 

Gevulde poriën zijn bij enkele steensoorten gebruikelijk. Veelal worden er poriën met cementaire vulstoffen of harsen gevuld om praktische redenen, zoals een verbeterde reinigbaarheid (Travertin). Anderzijds komt dit voor bij zwakkere steensoorten, welke vaak ook al aan de achterzijde voorzien zijn van een versterking van hars en glasvezels. De complete steen is dan met hars behandeld. Zie ook het onderdeel haarscheurtjes.

Aders

(Glas-)aders zijn een goed voorbeeld van steeneigen kenmerken, welke onvermijdbaar zijn in sommige steensoorten. (Glas-)aders worden soms ook gezien als scheuren, terwijl ook deze zijn ontstaan tijdens de vorming van de steen, enkele miljoenen jaren geleden. Ze zijn soms doorzichtig (kwarts) of melkwit tot gekleurd (calciet). Het zijn geen zwakke plekken.

Kleur(mineraal)concentraties zijn een vaak voorkomend probleem in de beoordeling van eenmaal aangebrachte natuursteen. De meeste steensoorten bevatten bepaalde concentraties mineralen, die esthetisch slecht kunnen uitkomen maar die vooraf niet of nauwelijks selecteerbaar zijn. Deze kleurconcentraties zijn dan afwijkend van het overige steenoppervlak, maar zijn volledig versteend en zijn dus een kenmerk van de steensoort. Indien de klant niet is gewezen op het mogelijk aanwezig zijn van deze insluitingen, kan dit voor de klant zeer storend zijn. Maar hier zal een vakman rekening mee houden. Het is aan te bevelen deze kenmerken vooraf te tonen en hierover desnoods afspraken te maken voor selectie.

Fossielen kunnen evenals kleurconcentraties storend zijn in het homogeen geachte oppervlak. Ook kunnen afwijkende afmetingen, kleuren en structuren voor verrassingen zorgen. Fossielen zijn vooraf niet of nauwelijks selecteerbaar. Maar hier zal een vakman rekening mee trachten te houden. Het is aan te bevelen deze kenmerken vooraf te tonen en hierover desnoods afspraken te maken voor selectie.

Hiervoor zijn de volgende oorzaken aan te wijzen:

• A. Vochtopname in natuursteen.
• B. Chemische reactie in natuursteen.
• C. Contact met stoffen van buitenaf.
• D. Atmosferische invloeden.

A. Vlekken door vochtopname in het materiaal

Er kunnen vlekken ontstaan door een overmaat aan vocht. In de draagvloer, de dekvloer, kalkzandsteenwanden en het verharde speciebed zit bij nieuwbouw een grote hoeveelheid overtollig vocht. Ook de natuursteen kan overtollig vocht bevatten. In de groeve, tijdens transport, opslag of bij de bewerking kan er water zijn ingetrokken.

Natuursteen staat dit vocht af aan de lucht, onder meer door verdamping via het poreuze oppervlak en de voegen. De aanvoer van vocht uit de achter constructie gaat door totdat de natuursteen “droog” is.  Het vochttransport door de natuursteen is de eerste maanden na het aanbrengen normaal gesproken het grootst. Door vochttransport in de eerste maanden kan de vloer er donkerder uitzien. De vloer kan ook plaatselijk donkerder worden, waar de porositeit groter is en de steen dus meer vocht kan bevatten. Ook de poreuze voegen kunnen veel vocht bevatten, door vochtaanvoer van onderaf of bevochtiging van bovenaf. Dan worden ook de randen van de tegels vochtiger en daardoor donkerder. Met de afname van het vochttransport neemt ook deze verkleuring vanzelf af. Blijft de aanvoer van vocht in tact, dan kunnen ook de vochtvlekken blijven. Een vochtige vloer vervuilt in de regel eerder dan een droge.

In de loop van jaren neemt het vochttransport geleidelijk af, maar komt niet helemaal tot stilstand. Daarvoor zijn verschillende oorzaken aan te wijzen. Zo is de vochtigheid van de lucht niet constant. Maar er kan ook vocht in de constructie trekken, bijvoorbeeld uit een kruipruimte, uit de grond of door het gebruik en onderhoud.

Vocht is altijd in een constructie aanwezig, maar voorzorgsmaatregelen kunnen de kans op deze verschijnselen sterk verminderen: een doordachte planning, materiaalkeuze, opbouw en uitvoeringsmethodiek kunnen de hoeveelheid vocht sterk terugdingen.

B. Vlekken door een chemische reactie in natuursteen

Overtollig water dat afkomstig is uit een cementgebonden product, zoals het verharde speciebed, cementgebonden lijm, dekvloer of draagvloer, bevat alkalische stoffen. Hierdoor kunnen chemische reacties in de steen ontstaan. Hoe lichter de kleur van de steen, des te eerder worden de verkleuringen zichtbaar. 

De alkalische stoffen uit het cement in combinatie met vocht bevorderen de oxidatie (roesten) van voornamelijk metaalverbindingen, die van nature in steensoorten zitten. Ook kunnen deze alkalische stoffen een reactie aangaan met organische stoffen die van nature in de steen voorkomen. Deze stoffen komen uitsluitend voor in kalkstenen en marmers.

C. Vlekken door contact met stoffen van buitenaf

Deze vlekken ontstaan niet door onvoldoende kwaliteit van de gebruikte natuursteen of van de verwerking, maar door stoffen waarmee de natuursteen in contact komt. In het algemeen zijn deze het best zichtbaar op poreuze, lichtgekleurde natuurstenen met een gelijkmatig uiterlijk. Deze stoffen kunnen zowel van boven, van opzij als van onder met de natuursteen in aanraking komen.

Bij contact van boven valt te denken aan kit, wijn, olie, koffie, vet. Een ruwe oppervlaktebewerking heeft meestal een ongunstige invloed op het ontstaan van deze vlekken en verkleuringen. Bij contact van opzij valt te denken aan kit, pigment en onjuiste toeslagstoffen uit de verharde voegspecie. Bij contact van beneden af valt te denken aan organische stoffen en (ijzer)zouten afkomstig van vervuild zand dat is gebruikt in de specie, onjuiste toeslagstoffen of -lijm, geoxideerd metaal (roest) van wapening. Deze problemen zijn te voorkomen door een goede materiaalkeuze, detaillering en onderhoud.

D. Vlekken door atmosferische invloeden

Door atmosferische invloeden kan de kleur van het steenoppervlak veranderen. Binnen zijn deze veranderingen over het algemeen klein. Bij het toepassen van steen in de buitenlucht wordt de kleur meestal iets fletser door de invloed van UV licht. Bij kalkhoudende steensoorten wordt aanvullend kalk afgebroken door regenwater, hetgeen zich op het oppervlak afzet. Hierdoor wordt het oppervlak lichter van kleur,  deze verkleuring wordt patine genoemd. Groenige natuursteen zullen in veel gevallen “vergrijzen”. Sommige steensoorten bevatten ijzerdeeltjes die door oxidatie bruine verkleuringen kunnen veroorzaken. Het laatste kan zich ook voordoen bij waterbelaste binnenvloeren.

Uitbloeiingen en afschilferingen

In de draagvloer, dekvloer, specie of natuursteen kunnen in water oplosbare stoffen voorkomen, zoals (ijzer)zouten en kalk. Deze stoffen lossen op en worden door het vochttransport meegevoerd naar het vloeroppervlak, waar ze zich kunnen afzetten. Daardoor kan een vloer of wand er dof en soms stoffig uitzien. Iets soortgelijks kan gebeuren in reactie met strooizout. In beide gevallen wordt dit uitbloeiing genoemd. De vakman kan deze vlekken vaak verwijderen.

Maar de afzetting kan ook net onder het oppervlak plaatsvinden in de poriën, aders of stylolieten. Bij het aannemen van hun vaste vorm kunnen (ijzer)zouten in volume toenemen. Dit veroorzaakt grote krachten in de toplaag van de steen, met in het ongunstigste geval blazen in of zelfs afschilfering van het steenoppervlak tot gevolg. Deze problemen zijn te voorkomen door een goede materiaalkeuze en door het vochttransport zoveel mogelijk te beperken in buitentoepassingen.

Bij buitentoepassingen kan ook vorst afschilfering van het oppervlak veroorzaken, of zelfs onthechting van de tegel. Oorzaak is de volumetoename bij bevriezing van het water in of onder de steen. Deze problemen zijn te voorkomen door het gebruik van vorstbestendige materialen en een goede opbouw van de vloer- of wandconstructie.

Tenslotte kan er afschilfering ontstaan door de bewerking, de behandeling of het vervoer van natuursteen wat afgebroken randen en hoekjes, en beschadigingen in het zichtvlak kunnen veroorzaken. Ter reparatie zijn deze beschadigingen soms te herstellen met een op kleur gebracht vulmiddel. Een dergelijke reparatie moet wel duurzaam zijn. Het afschuinen van de zichtranden is hiervoor een preventieve oplossing.

Slijtvastheid van natuursteen

De slijtvastheid van een natuursteensoort wordt nogal eens verward met de in de praktijk gebruikte term “hardheid". Vaak wordt bedoeld de drukvastheid of de taaiheid van een soort bij steenhouwen. Slijtvastheid is de weerstand tegen afslijten, bijvoorbeeld bij het belopen van een vloer. Bij de verschillende soorten natuursteen worden andere waarden gevonden. Waar het echter in de praktijk om gaat is de polijstglans. Bij nagenoeg alle vloeren in woningen zullen bij normaal gebruik hooguit tienden van een millimeter afslijten door het belopen. Het afslijten van de gehele vloer is onwaarschijnlijk. Wat wel gebeurt, is dat de vloer in hoogglans wordt opgeleverd en dat die glans verdwijnt op plaatsen waar veel wordt gelopen zoals voor het aanrechtblad in de keuken, voor het bankstel in de kamer en in de gang voor de kapstok. Veelvuldig stofzuigen, of een goede inloopmat kan deze verschijnselen al verbeteren.

Sommige fabrikanten brengen coatings op de markt die dit zouden voorkomen. Sommige coatings zijn echter nog sneller “weggelopen” als de oorspronkelijke polijstglans. Nieuwe lagen maken de vloer meestal steeds lelijker en geven hem een “kunstmatig” aanzien, alsof het geen natuursteen meer is. 

Het is veel beter om, de opdrachtgever die in dit verband zeer kritisch lijkt te zijn, te adviseren om voor de minst slijt gevoelige natuursteensoorten te kiezen zoals de granieten (D.1.0) of niet voor polijstglans te kiezen maar voor de gezoete uitvoering. Ook is het mogelijk om de vloer om de paar jaar op te laten knappen zoals dat bijvoorbeeld ook met de betere parketsoorten gebeurd. Zeker als de vloer goed vlak is gelegd leidt dat meestal tot betere resultaten.

Dit is natuurlijk ook en in het bijzonder van toepassing bij trappen. Technisch gesproken zijn vele natuursteensoorten geschikt voor deze toepassing, maar zelfs bij verschillende granieten blijkt dat de gekleurde mineralen (de veldspaten) op den duur hun glans verliezen. Alleen het mineraal kwarts blijft dan meestal wel de glans behouden. De zwarte en donkere magmagesteenten, zoals Belfast Black (D.4.0) en Impala (D.4.0) bevatten weinig tot geen kwarts en daardoor blijkt dat de polijstglans bij de loopvlakken sneller is verdwenen.

Tussen verschillende natuurstenen kunnen behalve het natuurlijke uiterlijk, ook de eigenschappen of  de afwerking anders zijn. Waardoor de geschiktheid voor een bepaalde toepassingen (oftewel “de kwaliteit”) sterk uiteen kan lopen. Voor natuursteen bestaan geen algemene kwaliteitsaanduidingen, daarvoor is de diversiteit te groot aan steensoorten, afmetingen, oppervlaktebewerkingen en toepassingen. Enkele aandachtspunten kunnen wel worden genoemd.

Kwaliteit van het uiterlijk

Vaak wordt natuursteen uit een groeve op uiterlijk geselecteerd (bijvoorbeeld op regelmaat en kleur) en in klassen of variëteiten ingedeeld. De visuele klassen worden met verschillende handelsnamen aangeduid, of worden met één handelsnaam aangeduid voorzien van een toevoeging (A en B klasse, 1e en 2e keuze en dergelijke). Deze indeling in klassen gebeurt visueel en is daardoor subjectief. De klasse met een hogere waardering wordt “mooier” gevonden, omdat bijvoorbeeld het patroon, de adering of de kleur gelijkmatiger zijn. Maar de natuurstenen uit verschillende klassen, verschillen vaak onderling niet of nauwelijks in materiaal eigenschappen.

Kwaliteit van de eigenschappen

De eigenschappen van verschillende natuurstenen kunnen onderling sterk verschillen. Afhankelijk van de toepassing kan het verschil wel of niet relevant zijn. De eigenschappen zijn voor een deel te bepalen door beproeving volgens een vastgelegde methode (NEN/EN), bijvoorbeeld de bestandheid tegen vorst. Maar ervaring met een bepaalde steen bij een bepaalde toepassing is minstens zo belangrijk, bijvoorbeeld de duurzaamheid van de glans.

Kwaliteit van de afwerking

De afwerking van verschillende natuurstenen kan in kwaliteitsniveau verschillen. Denk dan aan de maatvastheid, de uniforme oppervlakteafwerking of een regelmatige randafwerking. In Europa is een begin gemaakt met het opstellen van normen, waar veel leveranciers naar verwijzen. 

Dit zijn uitsluitend specificaties (eisen) aan niet verwerkte producten:

• NEN-EN 12057Modulaire tegels
• NEN-EN 12058Bewerkte eindproducten, platen voor vloeren en trappen
• NEN-EN 12059Bewerkte eindproducten en grote massieve blokken

Kwaliteit en prijs

De soms grote prijsverschillen tussen vergelijkbare natuurstenen worden door vele factoren bepaald, waaronder de genoemde verschillen in kwaliteiten . Er zijn echter ook factoren welke geen relatie hebben met de gebruikskwaliteit. Denk aan verschillen in de bereikbaarheid van de groeve en hoeveelheid geschikte steenlagen, de loonkosten in het land van herkomst, het percentage bruikbare steen, de transportafstand, de hardheid van de steen, vraag en aanbod op de wereldmarkt, enzovoorts. Daarnaast zijn er ook factoren die wel met de kwaliteit te maken hebben (zie bovenstaande paragraaf). Dergelijke kwaliteitsverschillen alleen al kunnen verantwoordelijk zijn voor vele tientallen procenten prijsverschil.

Naast het ontstaan van een steen en de porositeit is de minerale opbouw van een steensoort voor de bepaling van de technische eigenschappen zeer belangrijk. Voor een goede beoordeling van gesteenten is enige kennis van de steenmineralen daarom wel vereist. 

Er zijn ca. 3500 verschillende mineralen bekent, slechts 10 mineralen vormen bijna 95% van alle gesteenten. De twee bekendste zijn wel de Silicaten en de Carbonaten . De silicaten zijn verbindingen opgebouwd met het element Silicium zoals kwarts (SiO2), kaliveldspaten (waaronder orthoklazen), plagioklazen, pyroxenen en glimmers. Bekende Carbonaten zijn Calciet (CaCo3) maar ook Dolomiet (CaMg[CO3]2). In aflopende volgorde komen vervolgens Zuurstof (O) en hydroxiden, dit zijn uit zuurstof + waterstof (OH) opgebouwde verbindingen, en Sulfides (met zwavel S opgebouwde verbinding).

De invloed van mineralen op de steeneigenschappen:

A. Kristalrooster

Mineralen in gekristalliseerde toestand zijn atomen en moleculen geordend in een driedimensionaal kristalrooster. In een rooster zijn de onderlinge afstanden precies vastgelegd, er zijn zes verschillende kristalvormen te onderscheiden. De vorm van de mineralen zijn afhankelijk van het kristalrooster waarbij ze horen, maar ze zijn in steen zelden volkomen ontwikkeld. Lange kristalvormen zorgen voor een richtingsoriëntatie in natuursteen, waardoor de splijtbaarheid afhankelijk is van de richting. Dit is duidelijk bij de gelaagde glimmers, maar ook bij Carbonaten. De splijtbaarheid van mineralen hebben weer invloed op de verwerkbaarheid van steen. Als voorbeeld gneizen en leisteen.

B. Glans

De glans van mineralen wordt veroorzaakt door lichtbreking aan het oppervlak van kristallen. Hierdoor spiegelen de gepolijste calciet kristallen in marmer veel meer dan graniet dat soms voor 30% uit veel minder glimmende kwartsmineralen bestaat.

C. Dichtheid

De mineralen dichtheid is van belang bij de dichtheid van de steen, maar omdat de poreusiteit binnen een steen een rol speelt, is de dichtheid van een mineraal geen bruikbaar criterium voor een steen.

D. Verkleuringen

Het ontstaan van verkleuringen in natuursteen is goed mogelijk, maar er is met veel steensoorten lange ervaring opgedaan waardoor het risico bij de bekende soorten vrijwel nul is. Anders ligt het bij de toename van steeds meer onbekende (Aziatische) materialen op de markt. Deze materialen worden lang niet allemaal vooraf getest op alle mogelijke schadeveroorzakende stoffen.

Enerzijds kunnen onbeduidende mineralen omgezet worden tot sterk verkleurende verweringsproducten, dit treedt meestal op door ijzerverbindingen. De meeste gesteente bevatten ijzerhoudende mineralen, zowel ijzer- Oxiden, -Hydroxide, -Sulfiden als -carbonaten. Door het alkalische cementwater (PH >12) kunnen ijzermineralen worden opgelost en op ander plekken als roestplekken worden afgezet. Bij ijzersulfide ontstaat dan naast ijzer ook zwavelzuur, dat met Calcium of Natrium mineralen kan reageren tot gipsen, met een groter mineraalvolume, waardoor de steen uit elkaar wordt gedrukt. Zo zijn er talloze chemische omzettingen mogelijk met hun eigen schadebeelden.

Anderzijds kunnen door omzetting ook gekleurde mineralen verbleken of ontkleuren. Dit speelt vooral bij veldspaten en plagioklazen.

E. Chemische bestendigheid

Ook de chemische bestendigheid wordt door de aanwezige mineralen bepaald. De poreusiteit bepaald slechts hoe diep schadelijke stoffen in de steen kunnen dringen. Het gedrag van mineralen tegenover zuren en logen is zeer verschillend, afhankelijk van de concentratie en het type. Wat betreft de verwering van een steen is per mineraal bekend hoe deze verweerd en op welke termijn. Afhankelijk van de steen samenstelling kan dus een indicatie van de verwering worden gegeven. Helaas zijn niet alle schademechanismen met het blote oog herkenbaar, en kan slechts onderzoek met een polarisatie microscoop uitsluitsel geven.

Er zijn diverse normen waarbij de petrografische samenstelling van een steen wordt verlangd. Ook hieruit blijkt dat dit deze kennis dus van groot belang is. Er zijn echter geen normen voor aantasting- en verweringsrisico’s . Zeker niet in combinatie met nieuwe stenen en nieuwe mortels, lijmen, kit- en voegmiddelen en onderhoud- en beschermingsproducten. De kennis en ervaring van de vakman blijven hierbij dus van groot belang.

F. De hardheid van mineralen

De hardheid van de mineralen kan in een getal worden uitgedrukt. De hardheidsschaal van Mohs wordt veel gebruikt. Mohs was een Duitse wetenschapper die de weerstand van een mineraal tegen bekrassen heeft onderzocht. Hij gaf een aantal bekende steensoorten een nummer, en zette deze in volgorde van hardheid, te beginnen met de zachtste steen en het laagste nummer. Elke genoemde steensoort kan uitsluitend door zichzelf, of hogere nummers worden bekrast. Dat leverde de volgende gegevens op:

MohsNr.		Mineraal		te bekrassen met		absolute hardheid
1		Talk		een loden kogeltje		1
2		Gips		een vingernagel		3
3		Calciet		een koperen munt		9
4		Fluoriet		een spijker		21
5		Apatiet		een stuk glas		48
6		Veldspaat		een zakmes		72
7		Kwarts		een stalen vijl		100
8		Topaas		een widia pen		200
9		Korund		electrokorund		400
10		Diamant		carborundum		1500

De cijfers op deze schaal van 1 tot en met 10 staan onderling niet in gelijke verhouding tot elkaar. Het is dus niet zo dat veldspaat 6 x zo hard is als talk. Integendeel, het verschil in hardheid tussen talk en gips is veel kleiner dan het verschil tussen korund en diamant. Zie hiervoor de schaal met de absolute hardheid.

Deze schaal kan echter niet worden gebruikt om de gesteente hardheid mee aan te geven. In een steen zitten tenslotte meestal meerdere mineralen van verschillende hardheden (waardoor de polijstglans ook niet egaal is). Ook beïnvloeden en de mineralen in een steen weliswaar de steenhardheid, maar hierbij spelen ook de onderlinge vergroeiing van de mineraalkorrels en het bindmiddel bij kalkstenen en uitvloeiingsgesteenten.

G. Slijtvastheid

Slijtvastheid is iets anders dan hardheid. Veel mensen die bij een vloer vragen: “Is de steen hard?” willen eigenlijk weten of de natuursteen slijtvast is en hoe de vloer eruitziet na en paar jaar gebruik. Natuursteen kan worden bekrast door een materiaal dat harder is dan de mineralen van de natuursteensoort zelf. Marmer bijvoorbeeld, bestaat uit het mineraal calciet met een hardheid van 3 op de schaal van Mohs. Zand heeft een hardheid van 7 op deze schaal. Zand kan marmer dus bekrassen, maar ook een hardstalen plaat en parket. De krassen zijn vooral zichtbaar op een gepolijst oppervlak, de polijstglans neemt dan af. Het is daarom eigenlijk alleen zinvol te kiezen voor een hoge polijstglans bij slijtvaste natuursteensoorten zoals granietof voor toepassingen waarbij de kans op bekrassen minder groot is, zoals een vensterbank of wandbekleding bijvoorbeeld.

H. Kleuren

De kleuren van mineralen geven nauwelijks herkenningsmogelijkheden, omdat er maar weinig mineralen in pure vorm aanwezig zijn in steen. Door menging met andere mineralen treden soms grote kleurverschillen op. De eigen kleur wordt veroorzaakt door absorptie en reflectie van licht in het kristalrooster. Hierdoor is ook verschil zichtbaar tussen natuursteen in zon- of kunstlicht.

Veelal ontstaan verkleuringen door kleurende bestanddelen als ijzer (Fe2+ verkleurt groen, en Fe3+ rood), door fijne mineraaldeeltjes (pigmenten) in het kristalrooster en door het kleurenverloop bij de vormingen van mineralen. Bij de oxidatie van Magnetiet vormt zich bijvoorbeeld het mineraal Limoniet (FeO2H), dat zorgt voor bijna alle bruin- en geelverkleuringen in steen, zoals bijvoorbeeld in Juparana. De kleur van een steen kan veroorzaakt worden door één mineraal (blauwe Sodaliet in Azul Bahia), of door een samenspel van mineralen, dit is bij granieten in het algemeen het geval.

Verlichting

De invloed van licht is bekend, maar juist bij natuursteen leidt dit nogal eens tot misverstanden en daarom kunnen monsters het beste in het volle daglicht getoond worden. Maar zelfs dit blijft afhankelijk van het weer. De verschillende mineralen hebben ieder een eigen lichtreflectie en dat is van invloed op wat men als hoofdkleur waarneemt. Een monster met lichtroze veldspaten in de showroom, kan er als gevelplaat buiten toegepast lichtbruin uit zien. De lichtkleur is ook bij toepassingen die uitsluitend binnen worden gebruikt van invloed (bijvoorbeeld door de verschillen in lichtkleur tussen daglicht, gloeilampen en TL-verlichting op een aanrechtblad) Bij hetzelfde materiaal ontstaat dan toch een ander kleurbeeld.

Onderzoek naar mineralen

De gesteente opbouw bepaalt de steen eigenschappen. Stenen kunnen uit één mineraal of uit enkele mineralen bestaan. Door verschillende mengverhoudingen van mineralen, ontstaan verschillende steensoorten. Marmers bestaan uit één mineraal, namelijk calciet, terwijl granieten vooral zijn opgebouwd uit meerdere mineralen kwarts, veldspaten en glimmers. Met het blote oog zijn deze samenstellingen veelal niet te zien, en kan een steen uniform qua samenstelling lijken.

Bij grofkorrelige gesteenten lukt het meestal wel om met de loep de meeste mineralen te herkennen. Wanneer we met fijnkorrelige gesteenten te maken krijgen is een microscoop echter onontbeerlijk. Het is dan wel nodig eerst zogenaamde slijpplaatjes van het gesteente te maken. Hiertoe wordt een dun plakje steen van circa 2x4 cm met de gepolijste kant op een preparaatglaasje vastgeplakt. Dit plakje wordt nu bijna helemaal weggeslepen tot er nog maar een uiterst dun velletje gesteente (0,03 mm dik!) op het glaasje is achtergebleven. Veel mineralen zijn dan doorzichtig en gereed voor inspectie onder de microscoop. Het resultaat is dat met behulp van het slijpplaatje de exacte mineraalinhoud en de textuurkenmerken vastgesteld kunnen worden. Hieruit kunnen de ware identiteit van de steen en zijn vermoedelijke eigenschappen bepaald worden.

De gesteente samenstelling kan ook worden bepaald met behulp van Röntgenfluorescentiespectrometrie (XRF) . Bij bestraling met röntgen zendt ieder element karakteristieke golflengtes uit. Zo kunnen vrijwel alle chemische elementen in een monster of object worden vastgesteld. Op basis van de aanwezige elementen kan dan aanvullend worden verondersteld of vastgesteld welke steensoort aanwezig is.