Was ist Speckstein?

Specksteine sind eine Gruppe von Natursteinen, die neben verschiedenen anderen Mineralen Talk als Hauptgemengteil enthalten. Jeder Specksteintyp besteht zu einem erheblichen Anteil aus Talk. Der Talkgehalt des finnischen als auch des brasilianischen Specksteins beispielsweise bewegt sich um die 50% und kann lokal auch bis auf 80-90% ansteigen, wo man dann von Steatit bzw. einfach reinem Talk spricht. Talk ist ein relativ häufig vorkommendes Mineral mit der Formel Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂. Es bildet sich durch Umwandlung älterer Minerale mithilfe von wässrigen Lösungen. Die Verformung der Gesteinsmassen während einer Gebirgsbildung ermöglicht das Eindringen dieser Lösungen und damit die Umwandlung der ursprünglichen Minerale zu Talk.

Alle Specksteine sind metamorphe Gesteine, welche bei relativ hohen Drücken und Temperaturen durch Umwandlung aus älteren Gesteinen entstanden sind. Diese Ausgangsgesteine stammen aus dem Erdmantel, wo der Anteil an Silizium wesentlich geringer ist als in den typischen Gesteinsarten der Erdkruste. Anstelle von Silizium enthalten diese Gesteine mehr Magnesium und Eisen. Dies bedingt u.a. auch das mit fast 3000 Kg pro m³ relativ hohe spezifische Gewicht von Speckstein. Welcher Specksteintyp vorliegt, hängt also sowohl von der Zusammensetzung des Ausgangsgesteins als auch der durchlaufenen Druck- und Temperaturbereiche ab.

Diese verschiedenen Gesteine werden trotz ihrer unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften zusammenfassend als Specksteine bezeichnet. Das einzige gemeinsame Merkmal aller Specksteinarten ist, dass sie einen hohen Anteil an Talk besitzen und deshalb relativ leicht bearbeitbar sind. Andere Eigenschaften, wie z.B. Hitzebeständigkeit und Wärmespeichervermögen, aber auch Farbe und Maserung hängen beispielsweise vom Magnesiumgehalt ab und können sehr stark variieren. Nicht alle als Speckstein bezeichneten Gesteine haben aber tatsächlich auch die Eigenschaften, welche gemeinhin „dem“ Speckstein zugeschrieben werden.

Dies gilt insbesondere auch für völlig andere Gesteine wie Serpentinite und Serpentinschiefer, die Speckstein in Farbe und Textur ähnlich sein können, aber wenig oder kein Talk und Magnesit bzw. Dolomit enthalten. Ohne diese Minerale sind thermale Eigenschaften wie z.B. Wärmespeicherkapazität und Wärmeleitfähigkeit natürlich völlig andere. Namensgebend für Serpentinite sind die Serpentinminerale, unter anderem Chrysotil, Lizardit und Antigorit, welche in Serpentiniten bis zu 90% ausmachen. Die dichten grünen Serpentinite aus dem Valmelanco in den italienischen Alpen bestehen beispielsweise zu 80-90 % aus Antigorit und führen fast kein Talk.

Technische Eigenschaften von Speckstein

Härte

1812 entwickelte der Geologe F. Mohs die nach ihm benannte Härte-Skala von Mineralien. Alle Specksteine zeichnen sich auf ihr durch eine geringe Härtezahl aus. Dies geht insbesondere auf den hohen Anteil an Talk zurück, welcher in der Härteskala nach Mohs die geringste Härte aller Minerale aufweist (H = 1). Daneben beeinflusst insbesondere das magnesium-reiche Karbonatmineral (also Magnesit und/oder Dolomit) die Härte des Specksteins. Sowohl Magnesit als auch Dolomit weisen auf der Mohs-Härteskala eine Härte um 4 auf. Marmor und Kalkstein bestehen üblicherweise aus Kalzit, welches eine etwas geringere Härtezahl von 3 aufweist. Granite dagegen bewegen sich auf der Härteskala zwischen 6 und 7, sind also deutlich härter.

Härtegrad	Referenzmineral
1	Talk
2	Gips
3	Kalzit
4	Fluorit
5	Apatit
6	Feldspat
7	Quarz
8	Topas
9	Korund
10	Diamant

Es ist diese teilweise geringste Härte, welche jeden Speckstein auszeichnet und ihm seine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit verleiht. Nur Speckstein lässt sich tatsächlich mit einfachsten Handwerkzeugen gut bearbeiten, weshalb er von Menschen bereits seit der Steinzeit zu verschiedensten Zwecken verwendet wird. Die ältesten norwegischen Artefakte aus Speckstein beispielsweise sind kleine Tier- und Vogelskulpturen aus der Steinzeit. Geringe Härte und gute Verarbeitbarkeit bedeuten aber nicht, dass Speckstein nicht auch als Baumaterial verwendet werden kann. Im Gegenteil, im frühen Mittelalter wurden sogar Kirchen ganz oder teilweise aus Speckstein errichtet. Als bestes Beispiel sei der Nidaros-Dom in Trondheim erwähnt, dessen Bau 1070 begann und heute als Nationalheiligtum Norwegens zählt. Dass diese Bauwerke seit mehr als 1000 Jahren den Wettern trotzen ist unter anderen Eigenschaften insbesondere auch der Dichte von Speckstein zu verdanken.

Dichte

Die geringe Härte verleitet dazu, die hohe Dichte von Speckstein zu übersehen. Das spezifische Gewicht von Speckstein beträgt rund 3000 kg pro Kubikmeter. Nur einige wenige eisenreiche Gesteine haben höhere Dichten. Normaler Granit bewegt sich um die 2600 kg/m³ und Sandstein hat mit etwa 2000 kg/m³ sogar noch weniger.

Die Dichte eines Gesteins geht in erster Linie auf die Dichte der einzelnen Minerale zurück. So haben die beiden im Speckstein überwiegenden Minerale Dichten von 3100 kg/m³ (Magnesit) und 2700 kg/m³ (Talk). Antigorit, aus dem die Serpentinite vom Valcomela überwiegend bestehen, und Quarz, der in allen normalen Hartgesteinen vorkommt, haben beispielsweise Dichten von etwa 2650 kg/m³.

Diese hohe Dichte der Mineralkomponenten ist auf die hohen Drücke und Temperaturen zurückzuführen, unter welchen sich Speckstein aus den älteren Vorgänger-Gesteinen entwickelt hat. Diese extremen Bildungsbedingungen haben dazu geführt, dass die Atome der einzelnen Minerale sich möglichst eng aneinander gebunden haben und gleichzeitig alle Hohlräume zwischen einzelnen Kristallen geschlossen wurden. Alle Specksteine zeichnen sich deshalb auch durch eine sehr geringe Porosität aus.

Porosität und Wasseraufnahme

Aus der hohen Dichte von Speckstein lässt sich also ableiten, dass Speckstein nicht sehr porös sein kann. Dies ist tatsächlich der Fall. Speckstein weist üblicherweise eine Porosität von weniger als 0,15% auf. Gesteinsporosität von über 6% wird als sehr hoch angesehen. Normaler Granit hat weniger als 1%, Speckstein weniger als 0,15% sichtbare Gesteinsporosität. Eine solch geringe Porosität bedeutet, dass das Gestein nur sehr wenige und dann sehr kleine Hohlräume enthält, in die Feuchtigkeit mitsamt chemischen Substanzen eindringen und die Festigkeit schwächen könnte. In Hohlräume eindringendes Wasser ist auch die Ursache für Frostanfälligkeit von vielen Natursteinen. Die hohe Dichte des Specksteins verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit und verleiht dem Gestein seine hohe Witterungsbeständigkeit und Resistenz gegen Chemikalien. Die Absorption von Wasser liegt bei unserem Speckstein bei unter 0,09%. Die mittlere Wasseraufnahme bei gewöhnlichen Natursteinen ist mit 0,4 bis 1% deutlich höher.

Hitzebeständigkeit

Als Hitzebeständigkeit wird die Widerstandsfähigkeit eines Gesteins gegen hohe Temperaturen bezeichnet. Je höher der Schmelzpunkt einer Substanz, desto hitzebeständiger ist diese in der Regel. Talk wandelt sich bei Temperaturen über 800°C in zwei andere Minerale (Cristobalit und Enstatit) um. Quarz schmilzt bei 1713°C. Der Schmelzpunkt von Magnesit jedoch, Hauptbestandteil von vielen Specksteinen, liegt bei außergewöhnlichen 2165°C. Zum Vergleich, Glasschmelzen liegen etwa zwischen 1300 und 1700°C. Es ist also insbesondere dem hohen Anteil an Magnesit bzw. Dolomit zu verdanken, dass Speckstein auch höchste Temperaturen im Ofen aushält.

Asbest-Problematik

Ein oft erwähntes Problem im Zusammenhang mit Specksteinen ist die Frage nach Asbest und durch Asbest verursachte Gesundheitsrisiken.

Als Asbest bezeichnet man verschiedene Minerale, sofern diese als Fasern vorliegen. Diese Minerale haben, wenn sie als Fasern vorliegen, teilweise herausragende chemische, thermische und mechanische Materialeigenschaften, weshalb sie in der Vergangenheit bevorzugt zu Pappen, Zementen und Geweben verwendet wurden. Die Anzahl an auf Asbest basierenden Produkten stieg bis in die 80er Jahre auf über 3000. Nach Erkennung der Gesundheitsgefahren durch die Einatmung von Asbestfasern wurde Asbest 2005 innerhalb der EU verboten. Hintergrund ist hier, dass Fasern mit der Atmung in die Lunge gelangen, sich dort festsetzen und vom Körper nicht ausgeschieden werden können und dann krebserregend sein können.

Mineralogisch ist die Gruppe der Asbeste in zwei Hauptgruppen unterteilt:

Serpentin (Chrysotil, Amesit, Greenalit, Antigorit)
Amphibol (Krokydolith, Amosit, Anthophyllit, Tremolit, Aktinolit)

Diese Minerale gehören in die Gruppen der Schicht- und Bandsilikate und kommen in ihrer „normalen“ kristallografischen Ausbildung in vielen Gesteinen weltweit vor, ohne als Asbest klassifiziert zu werden. Wo sie aber als Fasern vorliegen, werden sie als Asbest bezeichnet

Um zu bestimmen, ob ein Gestein Asbest enthält, genügt es also nicht, nur die Minerale an sich zu bestimmen. Entscheidend ist die kristallographische Ausbildung dieser Minerale. Dazu verwendet man die Rasterelektonen-Mikroskopie REM. Nur wenn in dieser Untersuchung Fasern nachgewiesen werden, spricht man von Asbest. Liegen die gleichen Minerale in gedrungener, massiger oder plattiger Form vor, liegt kein Asbest vor.

Unsere Specksteine werden daher seit Jahren regelmäßig von amtlich anerkannten Prüfstellen im In- und Ausland rasterelektronenmikroskopisch untersucht und die nicht-faserige Ausbildung der Minerale bestätigt.

Im Ergebnis beispielsweise des jüngsten Prüfberichts KP 143/15 vom 27.08.2015 durch Prof. Dr. Klein der Amtlichen Materialprüfstelle der Hochschule Koblenz steht:

„Die Gesteinsprobe der Firma ThermoStone, Weißenstadt, besteht gemäß der Mineralphasenanalyse hauptsächlich aus den Mineralphasen Talk/Speckstein, Dolomit, Tremolit und Clinochlor. Mittels REM-Analyse wurden ausschließlich plättchenförmige Minerale identifiziert. Fasern sind prinzipiell nicht ersichtlich, sodass gefolgert werden kann, dass sich kein Asbest im Gestein der vorliegenden Probe befindet.“ (Amtliche Materialprüfstelle Hochschule Koblenz, Prüfbericht KP 143/15 vom 27.08.2015)

Die von uns verarbeiteten Speckstein sind also nachgewiesenermaßen frei von Asbest Sie können völlig unbedenklich zur Kaminofenverkleidung und in anderen Anwendungen als Naturstein verwendet werden.