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2023-09-19T17:28:24Z

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Die [[Geologie]] unterteilt [[Gestein]]e nach ihrer Festigkeit in '''Lockergesteine''' und '''Festgesteine'''. Die [[Ingenieurgeologie|Ingenieur-]] und Baugrundgeologie kennt zudem noch '''Halbfestgesteine'''. Im konkreten Fall geschieht die Beurteilung und Feststellung der entsprechenden bautechnischen [[Bodenklasse]] (1–7) durch Sachverständige, die in der [[Bodenmechanik]] bewandert sind. Die technische Disziplin, welche sich primär mit dem Verhalten von Festgesteinsmassen beschäftigt, ist die [[Felsmechanik]].

== Lockergestein ==
[[Datei:Many pebbles.jpg|mini|Kies]]
[[Datei:Schuettwinkelrp.jpg|mini|Schüttkegel aus grobem Sand]]
[[Datei:Clay-ss-2005.jpg|mini|Ton]]

Lockergestein (Bodenklassen 1–5) ist ein nicht verfestigtes [[Haufwerk]], dessen Gemengteile keinen festen Zusammenhalt, also wenig Kornbindung haben. Die Zwischenräume sind mit [[Luft]] oder [[Wasser]] gefüllt. Es hat eine sehr geringe [[Scherfestigkeit]], und bei [[Böschung]]en oder [[Haufwerk|Schüttungen]] lässt sich seine Stabilität relativ gut mit dem [[Reibungswinkel]] beschreiben. Lockergesteine lassen sich darüber hinaus in ''[[Nichtbindiger Boden|nicht bindig]]'' (Kornbindung nur durch Reibung), ''[[Bindiger Boden|bindig]]'' (Teilchenhaftung vorwiegend durch [[Kohäsion (Bodenmechanik)|Kohäsion]] etwa durch [[Tonmineral]]e) und ''[[Organische Chemie|organisch]]'' (Zusammenhalt durch [[Verfilzung]] organischer [[Faser]]n) einteilen.

Nach der Definition von Maidl (siehe [[#Literatur|Literatur]]) ist ''Lockergestein'' ein Gemenge ohne mineralische Bindung. Es kann eine Mischung von [[Mineral]]ien, Gesteinsbruchstücken und organischem Material sein oder ausschließlich aus einer dieser Komponenten bestehen. Ein Zerlegen der mineralischen Anteile nach [[Korngröße]]n ist möglich. Ein weiteres Merkmal ist die überwiegende Punktberührung der Teilkörper. Lockergestein besteht grundsätzlich aus mehreren [[Phase (Materie)|Phasen]] oder [[Aggregatzustand|Aggregatzuständen]] (fest-flüssig, fest-gasförmig oder fest-flüssig-gasförmig).

Die wichtigsten Arten von Lockergestein sind – vom Groben zum Feinen:
* [[Bergsturz]]-Material, [[Schutt]]halden oder [[Störzone]]n
* [[Schotter]], [[Geröll]] und [[Kies]]
* verschiedene Arten von [[Moräne]]n und [[Sackung]]en
* [[Sand]], [[Schluff]] (Silt) und [[Lehm]]
* [[vulkanische Asche]]
* [[Ton (Bodenart)|Ton]] (kann teilweise schon stärker [[Kompaktion|kompaktiert]] sein.)
In manchen Lockergesteinen können, wie etwa bei älteren Sand- oder [[Schotterbank|Schotterbänken]], die Gesteinskörner geringfügig miteinander [[Kitt|verkittet]] sein, so lange dies noch keine die [[Festigkeit]] prägende Eigenschaft ist.

Aus ''lockerem Gestein'' bestehen auch manche [[Himmelskörper]], insbesondere sonnenferne [[Asteroiden]] und die meisten [[Kometenkern]]e. Bei ersteren entspricht die Konsistenz etwa einem nur wenig verfestigten Konglomerat. Kometenkerne sind hingegen ein Gemisch aus dem [[Eis]] verschiedener gefrorener Gase, sogenanntem „[[Sternenstaub (Astronomie)|Sternenstaub]]“ und Gesteinsanteilen aus [[Meteorit]]-artigem Material.

== Festgestein ==
[[Datei:Nagelfluh.jpg|mini|Konglomerat]]
[[Datei:Staffa basalt columns 14655.JPG|mini|Basalt]]
Festgesteine (Bodenklassen 6–7), die Alltagssprache nennt sie „Stein“, „[[Naturstein]]“ oder „[[Fels]]“, sind mechanisch widerstandsfähige Gesteine, deren Struktur und Verformbarkeit der von [[Festkörper]]n entspricht. Bei Erhöhung von Druck/Temperatur oder durch [[Bergwasser]] werden die Zwischenräume (Poren) in Lockergesteinen verkleinert und mit Abscheidungen wie [[Calciumcarbonat|Kalzit]] und [[Kieselsäure]], [[Tonminerale]]n und [[Eisenoxide]]n aufgefüllt ([[Zementation (Geologie)|zementiert]]), so dass aus einem lockeren Material wie etwa kalkhaltigem Sand, sandigem Kies, Kalkschlamm oder Ton Festgesteine wie [[Kalksandstein (Geologie)|Kalksandstein]], [[Konglomerat (Gestein)|Konglomerat]] und [[Brekzie]], [[Kalksinter]], [[Kalkstein]] oder [[Tonschiefer]] entstehen kann. Dieser Prozess ist als [[Diagenese]] in der [[Petrologie|Gesteinskunde]] beschrieben und besteht aus Kompaktion (Verpressung) und [[Zementation]] (Bindemittelzufuhr).

Zu den Festgesteinen zählen neben den [[Sedimentgestein]]en (Ablagerungsgesteine, oft diagenetisch verfestigte Lockergesteine) auch die übrigen beiden Gesteinsklassen [[Magmatit]]e (Erstarrungsgesteine: [[Plutonite]], [[Vulkanit]]e, [[Ganggestein]]e) und [[Metamorphit]]e (Umwandlungsgesteine: z. B. [[Gneis]]e). Sie werden im Bauwesen als Naturwerksteine bezeichnet.

Ist die Druckfestigkeit von Festgesteinen größer als etwa 100 N/mm² (1.000 kg/cm²), übersteigt die entsprechende Bodenklasse den Wert von 6. Die [[Härte]] und die Scherfestigkeit dieser Gesteine hängen von der inneren Struktur ab, unter anderem von der Korngröße, [[Kluft (Geologie)|Klüftung]] und [[Schieferung]]. Gemessen an der mittleren Druckfestigkeit übersteigt [[Sandstein]] mit 200-3.000 kg/cm² teilweise diese Grenze, seltener hingegen Kalkstein und Dolomit (300-1.800), während [[Granit]]e und Gneise bis etwa 2.500 kg/cm² reichen. Das mechanisch widerstandsfähigste Gestein, das sich in der oberen [[Erdkruste]] findet, ist feinkörniger [[Basalt]] (bis über 5.000 kg/cm²).

== Halbfestgestein ==
[[Datei:Kreide 1.jpg|mini|Kreide]]
Halbfestgesteine (Bodenklasse 6) liegen zwischen Locker- und Festgestein. Sie haben [[Druckfestigkeit]]en unter 80 [[Newton (Einheit)|N]]/mm² (800 kg/cm²). Zur Sprengung solcher Gesteine wird eine [[Sprengstoff]]menge von etwa 150–200 g/m³ benötigt. Die typischen mechanischen Eigenschaften eines Halbfestgesteins können einerseits auf fortgeschrittene [[Diagenese]] eines Lockergesteins, anderseits auf fortgeschrittene [[Verwitterung]], relativ starke [[Klüftung]] oder die speziellen Materialeigenschaften (Mineralbestand) eines Festgesteins zurückzuführen sein.

Beispiele für Halbfestgesteine sind schwach bis mittelgradig diagenetische Tonsteine (z. B. „[[Ölschiefer]]“), [[Kreide (Gestein)|Kreide]], [[Kalkmergel]], manche [[Gips]]e, [[Kalktuff]]e, [[Travertin]]e und vulkanische [[Tuff]]e. Stark [[Verwitterung|verwitterte]] [[Marmor]]e oder [[Dolomit (Gestein)|Dolomite]] können ebenfalls hierzu gehören.

== Literatur ==
* Hans Murawski, Wilhelm Meyer: ''Geologisches Wörterbuch.'' 11., überarbeitete und erweiterte Auflage. Elsevier, Spektrum Akademischer Verlag, München 2004, ISBN 3-8274-1445-8.
* Bernhard Maidl: ''Handbuch des Tunnel- und Stollenbaus.'' 3., vollständig überarbeitete und ergänzte Auflage. Verlag Glückauf, Essen 2004;
** Band 1: ''Konstruktionen und Verfahren.'' ISBN 3-7739-1331-1;
** Band 2: ''Grundlagen und Zusatzleistungen für Planung und Ausführung.'' ISBN 3-7739-1332-X.

== Weblinks ==
* [http://www.baumaschine.de/Portal/Fachskripte/Kunze/p21/chapter.html Bodenphysikalische Grundlagen der Baumaschinentechnik]
* [http://www.revosax.sachsen.de/Details.do?sid=483945776131&jlink=anl1 Geotechnische Sicherheit, Rutschungsgefährdung]

[[Kategorie:Gestein|!]]
[[Kategorie:Baustoffkunde]]
[[Kategorie:Naturwerksteine]]
[[Kategorie:Bodenmechanik]]
[[Kategorie:Geotechnik]]
[[Kategorie:Grundbau]]
[[Kategorie:Sedimentation]]

Locker-, Halbfest- und Festgestein - Versionsgeschichte

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