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Natursteinmauerwerk

Natursteinmauerwerk ist ein nur aus natürlichen Steinen bestehendes Mauerwerk, im Gegensatz zu Mauerwerk, das aus gefertigten, künstlichen Steinen wie zum Beispiel Ziegeln besteht. Natursteinmauern sind aufwendiger und teurer als Mauern aus Beton oder Backstein, dafür sehr langlebig und auch optisch hochwertig.

Es gibt mehrere Mauerwerksarten: Trocken- und Bruchsteinmauerwerk, regelmäßiges und unregelmäßiges Schichtenmauerwerk, Quader-, Blend- und Zyklopenmauerwerk. Sonderfälle sind der sogenannte Friesenwall und die Gabionen. Für den Bau von Mauerwerk gelten Regeln bezüglich der Sichtflächengestaltung, der Steintechnik und der allgemeinen Gestaltung der Maueransicht.
Bestehende Mauerwerke bedürfen einer Wartung, damit die Standsicherheit gewährleistet ist. Die Fundamente sind in diesem Zusammenhang von großer Bedeutung. Dass Mauerwerke wichtige Biotope in unseren Siedlungsgebieten für Flora und Fauna sind, ist wenig bekannt und verdient Beachtung.

Inhaltsverzeichnis

Abgrenzung

Wird Natursteinmauerwerk in Gänze Naturstein aufgebaut, handelt es sich um Massivmauerwerk; wird nur die als äußere, sichtbare Schale einer mehrschaligen Wand aus Naturstein ausgeführt, spricht man von Verblendmauerwerk bzw. Blendmauerwerk. Mauerwerke können sowohl aus natürlichen und aus künstlichen Steinen im Verbund besteht. In der Praxis wird dieses als Mischmauerwerk bezeichnet, nach der DIN 1053-1 wird eine mit Mörtel erstellte Mauer als Mischmauerwerk definiert.

Grundbegriffe

Beim Mauerwerk wird zwischen ein- und zweihäuptigem Mauerwerk unterschieden. Das bedeutet, dass die Mauer entweder eine (ein Haupt) Ansichtsseite oder zwei (Häupter) Ansichtsseiten hat.
Das Lager bezeichnet die horizontalen Ebenen eines Mauersteins (wie der Stein in der Mauer liegt). Die entsprechende horizontalen Fugen werden Lagerfugen genannt. Stoßen zwei Mauersteine senkrecht aneinander, nennt man diese Fuge Stoßfuge. Die Bezeichnung für die seitlichen Flächen (also linke und rechte Seite) der Mauersteine nennt man Köpfe. Die Schichthöhe definiert die Höhe von nebeneinander liegenden Mauersteinen in einer Reihe. In der Schichthöhe ist nur ein einmaliger Höhenwechsel, bzw. es sind keine Wechsel der Steinhöhen in einer Schicht je nach der Art des Natursteinmauerwerks, möglich. Als Dossierung oder Anlauf wird eine Mauerschräge genannt.

Historische Mauerwerke

Nuraghe als Trockenmauer aufgebaut
Griechischer Dioskurentempel aus Mauersteinen

Vorgeschichtliche Zeit

Das älteste bekannte, mit Kalk gemörtelte Mauerwerk befindet sich in Süd-Jordanien. Es wird auf zirka 6.000 v. Chr. datiert.
Die irischen Mauern sind ein bekanntes Beispiel für die ursprünglichste Form des Mauerbaus der Menschheit. Lesesteine, die auf den Feldern gesammelt und ohne Mörtel aufeinandergeschichtet sind, bilden eine Begrenzung von Weideflächen und sind Eigentumsmarkierungen. Teile der irischen Steinmauern werden auf ein Alter von über 5.000 Jahren geschätzt.

Die Ägypter in der Antike schufen vor 5.000 Jahren nicht nur feingliedrige Mauerwerke für Tempel, sondern riesige Pyramiden aus Naturstein. Über die Bearbeitungsmethoden und den Aufbau der Mauerwerke in der Ägyptischen Antike gibt es weitestgehend gesicherte Theorien. Über die Aufbautechnik der Pyramiden herrscht bis zum heutigen Tage keine letztendliche Klarheit.

Die Achäer und Mykener schufen vor 4.000 Jahren mit polygonal behauenen Steinen beachtliche zweischalige Mauern aus Kalktuff- und Kalksteinquadern, sodass von einer eigenständigen Architektur gesprochen wird. Eine der bemerkenswertesten Leistungen der Mykene-Kultur ist das Löwentor, das etwa 1.250 v. Chr entstand. Es besteht aus vier einzelnen Megalithen einschließlich dem mehr als 12 Tonnen schweren Sturzstein mit dem Löwenornament.

Historische Bruchsteinmauern dienten ferner als Fundamente für Bauwerke oder als Gebäudemauern. Beispiele sind Beobachtungstürme, wie der Nuraghe auf Sizilien und Talayot auf den Balearen oder Broch in Schottland, die vor etwa 3.000 Jahren aufgebaut wurden.

Bei den Etruskern in Italien und Hethitern in der Türkei und bei weiteren Völkern im Mittelmeerraum oder auf der Osterinsel war das Polygonal- oder als Bruchsteinmauerwerk verbreitet.

Altertum

Im Antiken Griechenland finden wir etwa ab 800 v.  Chr. eine bemerkenswerte Mauertechnik. Die Natursteine wurden rechtwinkelig zugearbeitet, ohne Mörtel versetzt und mit Eisenankern und in Bleivergusstechnik befestigt. Bei nachrangigem Mauerwerk wurden kleinformatige Steine verwendet und diese mit einer dünnen Kalkschicht überzogen, um mit aufgemalten Fugen größere Marmorsteine vorzutäuschen.[1]
Die Römer in der Antike übernahmen die Technologie der Griechen und perfektionierten sie weiter, indem sie ein zweischaliges Mauerwerk mit in Mörtel versetzten Steinen hochzogen. Die Innenschale war mit Ziegelsplitt oder zertrümmerten Natursteine verfüllt und die Außenschalen mit Eisenankern in der Innenschale verankert. Sie wurde damit erheblich stabilisiert. Ferner kombinierten sie Ziegel- und Natursteinmauerwerk bei hohen Mauern, um die Steifigkeit des gesamten Mauerwerks zu verbessern. Darüber hinaus entwickelten sie in großer Vielfalt mit unterschiedlichen Steinformaten und Mauerwerksverbänden das sogenannte das römische Mauerwerk.[2]

Mittelalter

Europa

Qalat Yahmur, Syrien Schalenmauerwerk aus Kalksteinquadern, gefüllt mit Bruchsteinen/Mörtel, 13. Jh.

In der romanischen Zeit wurde sowohl Quadermauerwerk als auch Schalenmauerwerk verwendet. Man richtete sich nach dem zur Verfügung stehenden Material und den finanziellen Mitteln. Beim Bau von Klöstern und anderen Zweckbauten kommt es zur Ausführung von massivem Mauerwerk aus einzelnen Steinen.
Die Gotik verfeinerte die Technik des massiven Steinbauens mit feingegliederten Bausteinen mit reichhaltiger Profilierung. Die Profilierungen, die sogenannten Dienste, dienen zunächst Ableitung der statischen Kräfte des Bauwerks, in der Spätgotik werden sie teilweise auch um gestalterischen Element. Die tragenden Teile wurden entweder durch nichttragende Wände aus Naturstein verbunden oder als leuchtende Glasfenster ausgeführt. Natursteinmauerwerke werden teilweise verputzt und damit ist das Natursteinmauerwerk in der gotischen Zeit nicht mehr sichtbar. Die Natursteine der nichttragenden Natursteinmauern, sofern sie verputzt werden, werden ohne Sichtflächenbearbeitung verbaut.

Außereuropäische Kulturen

Eine Leistung, die immer wieder Anlass zu Diskussionen bietet, ist das fugenlose Zyklopenmauerwerk der Inkas, das vor 500 Jahren entstand und zwischen dessen Fugen keine Messerklinge passt (siehe Abbildung). Der bekannteste Mauerstein zeigt zwölf Kanten in seiner Ansicht, an die sich weitere Steine passgenau anschließen.

Neuzeit

In der Renaissance finden wir historische Mauerwerksformen, die sich an den griechischen Baustil mit dem massiven Steinbau anlehnen. Die sichtbaren Steinoberflächen der Außenmaueren werden in einem neuen Formenkanon gestaltet, wie z. B.  Bossenwerk (auch Rustika genannt) oder als Diamantquader. In der Renaissance wird erstmals das Mischmauerwerk ausgeführt, dabei wird die Außenschale aus Naturstein und die nicht sichtbaren Mauerwerksteile aus Kostengründen im Backstein ausgeführt. Ferner wird teilweise die Außenschale mit Terrakottaplatten, Sgraffitoputz oder in bemaltem Putz ausgeführt.[3]
Im [[Barock]] wurde das massive Natursteinmauerwerk, bis auf wenige Ausnahme wie z. B.  die Frauenkirche Dresden, weitestgehend aufgegeben und nur noch die Lisenen und Pilaster, die Gesimse, die Fenster- und Türverdachungen wurden aus Naturstein angefertigt. Der Klassizismus erbrachte erneut die Hinwendung zur Antike und das Natursteinmauerwerk in massiver Form wurde vermehrt erstellt. Mitte des 19. Jahrhundert kommt die Skelettbauweise mit Stahlträgern auf und das Natursteinmauerwerk wird zum Verblender.
Mit der der Entwicklung der Industrialisierung wird Naturstein durch Kunststein ersetzt und im 20. Jahrhundert werden mit Natursteinplatten Fassaden verblendet. Das massive Natursteinmauerwerk für Bauwerke wird zur Geschichte. Der letzte massive Natursteinbau beginnt Ende des 20. Jahrhundert als Wiederaufbau der Frauenkirche Dresden.

Heutige Mauerwerke

Mauerwerksarten

Man unterscheidet Natursteinmauerwerk in Deutschland nach der geltenden DIN-Norm 1053-3:

Eine besondere Naturstein-Mauerwerksart ist der sogenannte [[Friesenwall]] aus Norddeutschland, der aus Findlingen (die Ober- und Rückseite des Friesenwalls ist teilweise von einer Grasschicht bedeckt) errichtet wird. Ferner gibt es das sog. Spaltfindlingsmauerwerk, das im Bundesland Brandenburg aus den in der Mitte gespaltenen Findlingen für Fundamentsockel von Wohnhäusern verbaut wurde und wird. Die neueste Entwicklung von Natursteinmauerwerk sind die Gabionen. Es handelt sich verzinkte Drahtkörbe, die mit Natursteinen befüllt sind. Sie stellen eine interessante Kostenalternative zu den traditionellen Natursteinmauerwerksarten dar.

Sichtflächen

Hauptartikel: → Bearbeitung von Natursteinoberflächen

Die Sichtflächen der Mauersteine, außer den Trockenmauerwerken, werden mit handwerklichen Techniken, je nachdem ob es sich um Weichgestein oder Hartgestein handelt, mit unterschiedlichen handwerklichen Techniken bearbeitet. Sichtbare Spuren von Bohrlöchern der Steinspaltwerkzeuge und Sägeflächen, die die Steinkreissägen verursachen, sind verpönt. Natursteinmauerwerke zeigen Werkzeugspuren von Spitzeisen, Zweispitz und Sprengeisen bzw. Bossiereisen. Historische Mauerwerke zeigen teilweise Randschläge, die mit dem Schlageisen hergestellt wurden und intensiv handwerklich bearbeitete Sichtflächen (siehe Abbildung Regelmäßiges Mauerwerk).

Steintechnik

Die Mauersteine, die gegen das Lager eingebaut werden, neigen zu schalenförmigen Abplatzungen. Denn alle Natursteine haben ein sog. Lager, das je nach Gestein unterschiedlich fest ausgeprägt ist. Am stärksten gelagert und verwitterungsgefährdet sind die Ablagerungsgesteine in Natursteinmauern. Diese Gesteine, die oberflächennah als Lesesteine am häufigsten in Deutschland zu finden sind, werden zumeist verbaut. Ein Lager ist eine Schichtung, in die Wasser eindringen kann. Bei Frost erzeugt das gefrierende Wasser eine Volumenvergrößerung um bis zu 9%, die Folge sind Drücke, die den Naturstein oberflächennah schalenförmig abspalten können.

Ein Aufbau von aufgemörtelten Mauerwerken mit Lesesteinen kann zu Ausblühungen von Salzen führen, da diese Steinen Säuren, wie z. B. Huminsäuren, enthalten können. Natursteine aus Steinbrüchen führen normalerweise keine Salze. Beim Aufbau der Natursteinmauern, die aufgemörtel werden, wird entweder Baukalk oder Trasszement verwendet. Ein Mauerwerk aus Naturstein kann im Zuge des Aufbaus verfugt werden. Bei einem späteren Ausfugen, nach dem Aushärten des Versetzmörtels, kann der speziell angemischte Fugmörtel weicher eingestellt werden. Dadurch wird erreicht, dass bei Verwitterungsprozessen, die Fugen verschleißen und nicht die Mauersteine. Fugen sind von Zeit zu Zeit zu überprüfen und Fehlstellen zu ergänzen.

Mauerwerksabdeckungen schützen gegen eindringendes Wasser und behindern Ausblühungen. Abdeckungen verhindern des Weiteren Pflanzenbewuchs, denn Pflanzenwurzeln erzeugen Sprengdruck und kann Mauerwerk schädigen.

Gestaltungsregeln

Die Oberflächen von Natursteinmauern sind entweder naturbelassen oder sie werden mit Handwerkzeugen bearbeitet. Die größten Mauersteine werden aus statischen und optischen Gründen am Fuß und an den Ecken der Mauern verbaut. Kreuzfugen werden beim Aufmaueren vermieden. Dies gilt ebenso für drei Fugen, die senkrecht an einen Mauerstein stoßen. Die Mauersteinlänge ist begrenzt, sie sollte maximal das 4 bis 5-fache der Mauersteinhöhe betragen. Überlange Steine sind besonders im Trockenmauerwerk bruchgefährdet. Naturstein hat exzellente Druckfestigkeitswerte und schlechte Biegezugwerte. Mauersteine, die hochkant eingebaut werden, nennt man „Aufsteller“. Gleiches gilt für quadratische Formate der Mauerwerke. Sie sind verpönt.
Die DIN 18332 für Naturstein schreibt vor, dass Mörtelfugen in Mauerwerken möglichst gleichbreit angelegt werden und maximal 1 cm breit sein sollen. Die Fugen beim aufgemörtelten Bruchsteinmauerwerk dürfen eine Breite von mehr als 3 cm nicht überschreiten. Beim Vorhandensein von zu breiten Fugen wird vom Verbandeln gesprochen.

Haltbarkeit und Wartung

Im antiken Rom gab es bereits Haltbarkeitswerte für Baumaterialien. Naturstein war mit einer Haltbarkeit von 45 Jahren bei den Römer vermerkt; die Haltbarkeit betrug also 3 Generationen. Wir kennen jedoch Mauerwerke, die Jahrtausende überstanden haben. Das irische Trockenmauerwerk soll teilweise bis zu 5.000 Jahre alt sein, der Bau der chinesischen Mauer begann etwa 200 v. u. Z.und ein Großteil dieser Mauer entstand vor 500 bis 700 Jahren.

Fugen

Die entscheidende Rolle hinsichtlich der Haltbarkeit der Mauern spielt die Qualität mineralischer Fugen, diese sollen verschleißen und nicht der Stein. Die anerkannten Regeln der Technik für Mauerwerke lauten: Grundsätzlich sollte die Fuge weicher als der Mauerstein sein. Optimale Mischungsverhältnisse von Bindemittel (Kalk, Trasszement) zu Zuschlagstoff (Fugsand) für Fugen sind 1:4 bis 1:5.
Das Nachbessern der Fugen gilt als Wartungsaufgabe für die Besitzer. Die mineralische Fuge soll im Normalfall bei der Anfertigung eine leichte Hohlkehle bilden (beim Bruchsteinmauerwerk können Schattenfugen gebildet werden). Dies wird durch den Einsatz eines Gartenschlauchs erreicht, mit dem über die neu angefertigte Fuge gezogen wird. Nach dem Einsatz des Gartenschlauchs wird die glatte Fuge wieder aufgeraut, denn sonst erfährt die Fuge eine Bindemittelanreicherung an der Oberfläche. Zusätzliche und unerwünschte Oberflächenhärte der Fuge kann neben Rissen zu unerwünschten Abplatzungen der Steinkanten führen. Vorhandene Fugen sind alle 5 bis 10 Jahre zu überprüfen und defekte Fugen sind zu erneuern.

Steinauswahl

Hartgesteine haben erheblich längere Haltbarkeiten als die Weichgesteine. Hartgesteine sind normalerweise teurer als die Weichgesteine, Hartgesteine sind aufwändiger zu bearbeiten. Dennoch ist der Unterschied hinsichtlich der Haltbarkeit marginal, da die Weichgesteine lediglich oberflächennah verwittern und das spielt bei den rauen Oberflächen eine zu vernachlässigende Rolle. Für das Versetzen von Mauern mit Mörtel je m² muss man mit etwa 6 bis 8 Stunden Aufwand rechnen. Die Versetzkosten sind der größten Posten hinsichtlich einer Kostenplanung der Mauerwerke. Bruchsteine sind relativ preisgünstig, Lesesteine kosten personellen Sucheinsatz. Das aufwendigste und teuerste Mauerwerk ist das Quadermauerwerk. Für Gartenmauern wird häufig auf regional verfügbare Steinsorten zurückgegriffen. Bei Trockenmauern spielen entstehende Verwitterungsprobleme der Mauersteine eine völlig nachgeordnete Rolle. Für Mauerwerke sind im Prinzip alle Gesteine geeignet, denn die Mauersteine haben die längste Haltbarkeit der am Mauerwerk beteiligten Komponenten wie Fundament und Mörtel.

Liegt eine gemauerte Natursteinmauer unmittelbar an einem Gehweg, sollte auf das Salzstreuen bei Schnee und Eis völlig verzichtet werden, da sich Salzlaugen bilden, die in die Fugen und in die Poren der Steine eindringen können. Die Salzbildung zieht beim Austrocknen eine Volumenvergrößerung nach sich, die die Fugen und die Weichgesteine angreifen kann. Es sollte, um dies zu vermeiden, nur mit Granulaten bei Rutschgefährdungen an Mauerwerken gestreut werden. In den Mauerfugen und an den Mauerfüßen aufkommende Gehölze sollten schon als Jungpflanzen entfernt werden, da ihre Wurzeln und Stämme die Mauern sprengen können.

Fundamentregeln

Allenfalls ein Trockenmauerwerk, z.B. als Gartenmauer, kann ohne größere Fachkenntnis hergestellt werden. Alle anderen oben genannten Mauerwerksarten können normalerweise nur von ausgebildeten Fachleuten hergestellt werden.
Bis zu 1,20 m Höhe brauchen Trockenmauern kein Fundament, sondern der Boden kann festgerammt werden. Das Höhen- zum Seitenverhältnis beträgt 3:1, das heißt, dass eine Trockenmauer von 120 cm Höhe an ihrem Fuß mindestens 40 cm breit zu sein hat. Von 1,20 m bis 1,50 m Mauerhöhe benötigt eine Trockenmauer ein 30 bis 40 cm tiefes Fundament aus Kies oder Schotter. Das Fundament sollte links und rechts ca. je 10 cm breiter als die Mauer sein. Über 1,50 m Höhe sind statische Berechnungen erforderlich, die die Geländebeschaffenheit und die Bodenverhältnisse berücksichtigen.

Normen

Natursteinmauern als Biotope

Heute zählen alte, bewachsene Natursteinmauern zu den wertvollsten Biotopen innerhalb der Siedlungsbereiche: Zum einen beherbergen die alten Mauern konkurrenzschwache Spezialisten, deren primäre Lebensräume - Felsspalten - von Natur aus sehr selten sind, zum anderen sind ihre Lebensgemeinschaften über Jahrhunderte „gereift“, was den langsam wachsenden Mauerritzenpflanzen, ebenso Tierarten mit engem Aktions- und Ausbreitungsradius, entgegen kommt. Als Faustregel gilt, dass erst 100-500 Jahre alte Mauern optimal entwickelte Mauerfugen-Gesellschaften tragen.[4] Alte mit Kalkmörtel verfugte Natursteinmauern gelten in vielen Bundesländern, z. B. in Nordrhein-Westfalen, ebenso wie in Lehm gesetzte oder in Trockenbauweise errichtete Mauern einschließlich ihrer übererdeten Mauerkronen als stark gefährdeter Biotoptyp.[5] Aus Gründen des Arten- und Biotopschutzes sollten alte Natursteinmauern erhalten bzw. vorsichtig ausgebessert werden. Dabei ist am besten abschnittweise über mehrere Jahre vorzugehen und Kalk- statt Zementmörtel zu verwenden. Keinesfalls sollten Erdauflagen von Mauerköpfen entfernt werden. Um den Sanierungsbedarf der Mauern zu reduzieren, sind in den Fugen aufkommende Gehölze schon als Jungpflanzen zu entfernen, da ihre Wurzeln und Stämme, bedingt durch das Sekundäre Dickenwachstum, im Unterschied zu krautigen Pflanzen die Mauern sprengen können.[6]

Charakteristische Pflanzen der Mauerfugen sind in Mitteleuropa vor allem die Mauerraute (Asplenium ruta-muraria) an voll besonnten Partien, Braunstieliger Streifenfarn (Asplenium trichomanes) an halbsonnigen und schattigen Abschnitten und Zerbrechlicher Blasenfarn (Cystopteris fragilis) an vollschattigen, feuchtkühlen Stellen. Auch einige verwilderte Zierpflanzen, die mittlerweile als eingebürgert gelten, leben an alten Mauern, beispielsweise das lila blühende Mauer-Zimbelkraut (Cymbalaria muralis) oder Gelber Lerchensporn (Corydalis lutea). Wo sich auf Mauerköpfen Feinerde sammelt, siedeln Trockenheit resistente Pflanzen wie Fetthenne- und Steinbrech- Arten (Sedum- und Saxifraga-Arten).
Zur charakteristischen Fauna der vermörtelten Natursteinmauern gehören besonders Gehäuseschnecken sowie solitär lebende Hautflügler, wie Ameisen, Bienen und Wespen. In Trockenmauern wäremebegünstigter Gebiete, etwa den Weinbergmauern im Mittelrhein- und Moseltal, leben Reptilien wie Mauereidechse und Schlingnatter.

Bekannte Natursteinmauern

Bilder von Natursteinmauern

Weitere Themen

Literatur

Einzelnachweise

  1. Josef Maier: Handbuch, S. 18. siehe Lit.
  2. Josef Maier: Handbuch, S. 19f. siehe Lit.
  3. Josef Maier: Handbuch, S. 33, siehe Lit.
  4. Dietmar Brandes: Asplenietea-Gesellschaften, S. 73-93, siehe Lit.
  5. Georg Verbücheln, Gerd Schulte & Rotraud Wolff-Straub: Rote Liste, S. 37-56, siehe Lit.
  6. Frauke Brinkel & Roswitha Kirsch-Stracke: Alte Natursteinmauern im Südsauerland, S. 195-208, siehe Lit.
 Commons: Mauerwerk – Bilder, Videos und Audiodateien