Quadersteine sind präzise zugerichtete Natursteinblöcke, die seit Jahrhunderten im massiven Mauerwerksbau eingesetzt werden – von historischen Stadtmauern bis zu modernen Sichtmauerwerken. Sie verbinden hohe Formstabilität mit Langlebigkeit und erlauben klare Fugenbilder. In Gewinnung, Bearbeitung, Versetzen, Instandhaltung und selektivem Rückbau spielen kontrollierte Trenn- und Spaltverfahren eine zentrale Rolle. In diesem Zusammenhang werden in der Praxis häufig Stein- und Betonspaltgeräte, Steinspaltzylinder, Hydraulikaggregate sowie – bei Mischkonstruktionen mit Beton – Betonzangen eingesetzt, etwa in den Einsatzbereichen Natursteingewinnung, Felsabbruch und Tunnelbau, Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden sowie Sondereinsatz.
Definition: Was versteht man unter Quaderstein
Unter Quaderstein versteht man einen aus Naturwerkstein (z. B. Granit, Sandstein, Kalkstein, Quarzit) hergestellten Block mit weitgehend rechtwinklig zugerichteten Flächen und definierten Kanten. Im Mauerwerk werden Quader so verbaut, dass Lager- und Stoßfugen möglichst gleichmäßig ausfallen und Tragkräfte geordnet in den Baugrund abgeleitet werden. Je nach Grad der Bearbeitung unterscheidet man bossierte, gestockte, scharrierte oder sägeraue Sichtflächen. Quadersteine bilden die Grundlage für Quadermauerwerk (Ashlar Masonry), bei dem die Maßhaltigkeit der Steine, die Fugenqualität und der Verband (Läufer, Binder, Eckquader) die Dauerhaftigkeit und Optik bestimmen.
Herstellung und Eigenschaften von Quadersteinen
Quadersteine entstehen im Steinbruch durch Lösen des Rohblocks, anschließendes Spalten, Sägen und manuelle oder maschinelle Bearbeitung. Entscheidend sind Rohdichte, Druckfestigkeit, Wasseraufnahme und Frost-Tausalz-Beständigkeit des Gesteins. Für die Maßhaltigkeit sind Toleranzen in Länge, Höhe und Winkligkeit maßgeblich. Ein typischer Herstellungsweg kombiniert Bohrlochreihen mit kontrolliertem hydraulischen Spalten, um Rohblöcke entlang natürlicher Klüfte präzise zu lösen. Das reduziert Erschütterungen und schont den Bestand – ein Vorteil in sensiblen Umgebungen wie Denkmalbereichen oder im Tunnel- und Innenstadtnahen Felsabbruch.
Gewinnung und kontrolliertes Spalten im Steinbruch
Die Gewinnung von Quadersteinen erfordert ein planvolles Trennkonzept, das geologische Schichtungen und Klüfte nutzt. Hydraulisch arbeitende Stein- und Betonspaltgeräte und Steinspaltzylinder kommen in vorgebohrten Lochreihen zum Einsatz und erzeugen definierte Spaltkräfte. Gekoppelt mit leistungsfähigen Hydraulikaggregaten lassen sich Rohblöcke erschütterungsarm aus dem Verband lösen – eine Alternative zum Sprengen, die Lärm, Staub und Vibrationsrisiken reduziert.
Typischer Ablauf im Steinbruch
- Orientierung am Gesteinsgefüge und Festlegen der Blockgeometrie
- Bohren von Lochreihen entlang geplanter Trennflächen
- Einbringen von Spaltkeilen oder hydraulischen Zylindern
- Kontrolliertes Spalten mit schrittweisem Druckaufbau
- Sortieren und Zuschneiden der Rohblöcke zu Quaderformaten
Vorteile des hydraulischen Spaltens
- Geringe Erschütterungen und hohe Maßgenauigkeit an Trennflächen
- Reduzierte Rissbildung und bessere Ausbeute an verwertbaren Quadern
- Geeignet für Sondereinsätze in sensiblen Zonen (z. B. nahe Infrastruktur)
Gesteinsarten und technische Kennwerte
Für Quadersteine werden vor allem Sandstein, Kalk- und Muschelkalk, Granit, Basalt, Gneis und Quarzit verwendet. Die Auswahl richtet sich nach optischen Anforderungen, Tragverhalten und Umweltbedingungen. Kennwerte wie Druck- und Biegezugfestigkeit, Elastizitätsmodul, kapillare Wasseraufnahme und Frostbeständigkeit beeinflussen die Bemessung, Fugenwahl und Wartungsstrategie. In der Praxis werden Prüfwerte durch anerkannte Prüfverfahren ermittelt; relevante technische Regelwerke und Richtlinien sollten projektspezifisch berücksichtigt werden.
Formate, Toleranzen und Verbände
Quadersteine werden in abgestimmten Höhen (Schichthöhen) und Längen geliefert, um ein homogenes Fugenbild zu erreichen. Wichtige Begriffe sind Lagerfuge (horizontal), Stoßfuge (vertikal), Läufer (Längsstein), Binder (Quersteine) und Eckquader.
Planungsaspekte
- Schichthöhenabstimmung mit Fugenmörtel und Ausgleichslagen
- Verbandwahl: Läufer-Binder, Kreuzverband, unregelmäßiger Verband
- Toleranzen für Winkligkeit und Ebenheit der Lagerflächen
- Vorspringende Bossen und bearbeitete Sichtkanten für Gestaltung
Versetzen von Quadersteinen: Ausführung und Details
Das Versetzen erfolgt schichtweise auf tragfähigem, ebenem Lager. Saubere Lager- und Stoßfugen sichern die Lastabtragung und minimieren Zwängungen. Hebezeuge und geeignete Anschlagmittel gewährleisten die sichere Positionierung der massiven Steine.
Mörtel und Fugen
- Mörtelauswahl nach Steinart, Festigkeit und Salzbelastung (z. B. kalkhaltige Mörtel bei weichen Natursteinen, angepasste Systeme bei härteren Gesteinen)
- Vollfugige Lagerfugen, sorgfältige Stoßfugenausbildung
- Fugenbreiten und -tiefen auf Maßhaltigkeit und Optik abstimmen
Typische Ausführungsfehler vermeiden
- Hohllagen in Lagerfugen (vermindert Tragfähigkeit)
- Unverträgliche Mörtel (Schadenspotenzial durch Salz- und Feuchtehaushalt)
- Ungenügender Verbund an Ecken und Wandenden
Quaderstein im Bestand: Erhalt, Sanierung und Rückbau
Im Bestand trifft Quadermauerwerk häufig auf später ergänzte Betonbauteile. Bei Trenn- und Rückbauarbeiten ist ein selektives Vorgehen erforderlich, um Naturstein zu erhalten und Beton gezielt zu entfernen.
Selektives Abtragen von Beton
- Betonzangen eignen sich zum Zerkleinern von Betonvorsätzen, Fundamentergänzungen oder Aufbetonen, ohne den Quaderstein unnötig zu belasten.
- Kombischeren können Armierungen erfassen; Stahlscheren trennen Bewehrungsstahl und Einbauteile.
- Stein- und Betonspaltgeräte unterstützen das kontrollierte Trennen an Kontaktfugen, um Risse im Naturstein zu vermeiden.
Schonende Verfahren im Denkmalkontext
- Erschütterungsarme Methoden vorziehen, Staub und Wasserführung kontrollieren
- Probeachsen und Musterflächen anlegen, Dokumentation der Befunde
- Bauteilweise Demontage mit angepasster Werkzeugwahl und moderatem Druckaufbau
Felsabbruch, Tunnelbau und Natursteingewinnung
Wo Quadersteine unmittelbar aus Fels massig gewonnen werden, sind Erschütterungs- und Lärmgrenzen oft maßgeblich. Hydraulisches Spalten mit Steinspaltzylindern und Hydraulikaggregaten begrenzt Vibrationsspitzen und erlaubt präzises Lösen – vorteilhaft in Nähe sensibler Bauwerke, im Tunnelvortrieb und bei Sondereinsätzen unter räumlicher Enge. Das Verfahren schafft glatte Trennflächen, die sich zu verwertbaren Quaderformaten nachbearbeiten lassen.
Schadensbilder und Instandsetzung
Typische Schadensmechanismen an Quadersteinen sind Abplatzungen an Kanten, Risse infolge Zwängungen, Salzbelastungen, Feuchtehinterläufigkeit und Auswitterung weicher Gesteine. Instandsetzungen kombinieren Steinersatz (Anstückungen), Fugeninstandsetzung, Reprofilierungen und – falls erforderlich – Entlastungen durch gezieltes Trennen angrenzender Betonbauteile.
Vorgehensprinzipien
- Ursachenanalyse (Feuchtepfade, Salze, statische Zwänge)
- Materialverträgliche Mörtel und Steinergänzungen wählen
- Selektiver Einsatz von Trennwerkzeugen, um Substanz zu schützen
Arbeitsschutz, Umweltaspekte und Genehmigungen
Beim Abbau, Versetzen und Rückbau sind Staub, Lärm und Erschütterungen zu minimieren. Wasserführung beim Schneiden oder Spalten, Absaugung und Abschirmungen tragen dazu bei. Je nach Projekt können Anzeige- oder Genehmigungspflichten bestehen; Vorgaben zu Natur- und Denkmalschutz, Abfalltrennung und Gewässerschutz sind einzuhalten. Hinweise sind generell zu verstehen und ersetzen keine Prüfung des Einzelfalls.
Qualitätssicherung und Dokumentation
Eine lückenlose Dokumentation umfasst Gesteinsherkunft, Prüfwerte, Maßprotokolle, Fugen- und Verbandpläne sowie Nachweise über die eingesetzten Trenn- und Spaltverfahren. Bei Mischkonstruktionen aus Quaderstein und Beton ist die Trennstrategie festzuhalten – insbesondere, wenn Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräte in sensiblen Bereichen verwendet wurden.
Praxisleitfaden: Von der Planung bis zur Ausführung
- Materialwahl und Bemusterung (Gesteinsart, Oberflächenbearbeitung, Schichthöhen)
- Trenn- und Gewinnungskonzept mit hydraulischem Spalten festlegen
- Logistik planen (Hebepunkte, Lagerflächen, Schutz vor Verschmutzung)
- Versetzdetails definieren (Mörtel, Fugen, Verband, Eckausbildung)
- Selektive Rückbaustrategie für angrenzende Betonbauteile erarbeiten
- Arbeitsschutz-, Umwelt- und Genehmigungsanforderungen integrieren
- Kontinuierliche Qualitätskontrolle und Protokollierung
Quaderstein und Beton: Schnittstellen sicher gestalten
Treffen Quadermauerwerk und Betonbauteile aufeinander, entstehen häufig Materialübergänge mit unterschiedlichen Steifigkeiten und Feuchtehaushalten. Um Zwängungen und Rissbildung zu vermeiden, sind definierte Fugen, Gleitlager oder Entkopplungen vorzusehen. Bei nachträglicher Trennung haben sich Betonzangen zum Abtragen von Aufbetonen und Stein- und Betonspaltgeräte zum präzisen Lösen an Kontaktfugen bewährt.
Nachhaltigkeit und Wiederverwendung
Quadersteine sind langlebig und vielfach wiederverwendbar. Selektiver Rückbau, sortenreine Trennung und das schadenarme Zerkleinern von Anhaftungen aus Beton unterstützen die Kreislaufführung. Hydraulisches Spalten und gezieltes Zerkleinern mit angepassten Werkzeugen reduzieren Bruchverluste und erhalten die Wertigkeit der Steine.