Kleines Material-ABC: Wichtiges über Sand, Kies und Kiesel

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Kleines Material-ABC: Wichtiges über Sand, Kies und Kiesel

Sand, Kies und Kiesel: die unverzichtbaren mineralischen Rohstoffe

Sand, Kies und Kiesel sind Rohstoffe, ohne die der vergleichsweise hohe Lebensstandard in Industrienationen überhaupt nicht möglich wäre. Diese Mineralien werden tagtäglich verbraucht, oft auch, ohne dass man sich dessen bewusst ist. Nicht umsonst ist in Deutschland der Pro-Kopf-Verbrauch von Sand, Kies und Kiesel höher als von jedem anderen bewusst konsumierten Naturrohstoff. Die Einsatzmöglichkeiten der mineralischen Rohstoffe Sand, Kies und Kiesel sind enorm groß und vielfältig. In diesem Materialratgeber erfahren Sie, was Sand, Kies und Kiesel sind und unter welchen Handelsbezeichnungen sie für unterschiedliche Einsatzbereiche im Handel vermarktet werden. Zudem erhalten Sie auch einige Beispiele von Produkten, die ohne diese immens wichtigen Rohstoffe gar nicht existieren würden.

Was Sand ist und woraus er besteht

Als Ergebnis von chemischer und mechanischer Verwitterung ist Sand ein lockeres, loses Sediment mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Farbe. Einfacher gesagt ist Sand zerriebenes Gestein, denn jede Gesteinsart zerbröckelt im Laufe der Zeit durch Wind und Wetter. Dabei lösen sich mineralische Teile, die durch Wind und Wasser immer weiter aneinander gerieben werden und feiner und glatter werden. Diese bilden dann durch Bewegung in einem Flussbett oder an einem Meeresstrand Schichten, deren feinste Teilchen nach oben geraten. Diese werden als Sand bezeichnet. Die Farbe von Sand wird im Wesentlichen von seinem Hauptausgangsgestein oder Entstehungsmineral bestimmt. Generell kann dabei aus jeder Gesteinsart und jedem Mineral Sand entstehen.

Verschiedene Sandarten

In der Regel sind Natursande Mischsande mit einem farbgebenden Hauptgestein. Sand, wie man ihn überwiegend aus dem Alltag kennt, besteht hauptsächlich aus Quarz. Deshalb wird diese Sandart auch Quarzsand genannt. Dieser ist überwiegend von weißgräulicher, gelblicher bis beiger Farbe, da er seinen Ursprung meist in hellen Quarzgesteinen wie zum Beispiel Quarzit, Granit, Gneis oder Rhyolith hat. Strahlend weißer Sand, wie man ihn an vielen Südseestränden vorfindet, besteht oft aus Muschel- oder Korallenbruch, dessen Hauptbestandteil weißer Kalk ist. Dunkelgraue bis schwarze Sande basieren auf Vulkangestein.

Die Definition von Sand

Jedoch werden nicht alle fein zerkleinerten Lockersedimente als Sand definiert. Nach EU-Norm EN ISO 14688 dürfen nur lose Sedimente, deren Korndurchmesser zwischen 0,063 und 2,00 Millimetern betragen, als Sand bezeichnet werden. Des Weiteren unterscheidet man je nach Korndurchmesser zwischen Feinsand mit einer Korngröße von 0,063 bis 0,2 Millimetern, Mittelsand mit einer Korngröße von 0,2 bis 0,63 Millimetern und Grobsand mit einer Korngröße von 0,63 bis 2,00 Millimetern, wobei es keine Rolle spielt, ob der Sand rau, glatt, eckig oder rund ist. Körner von Grobsand liegen größenmäßig so etwa zwischen Gries und Streichholzköpfen. Ebenfalls sind bei Mittelsand die einzelnen Körner noch deutlich erkennbar, wohingegen Feinsand eine eher mehlige Eigenschaft hat, dessen Körnung aber noch zwischen den Fingern spürbar ist.

Die Verwendung von Sand

Nach statistischen Berechnungen verbraucht jeder Bundesbürger täglich etwas knapp unter 20 Kilogramm Sand. Somit hat ein Bundesbürger bis zu seinem 70sten Geburtstag einen Bedarf von rund 480 Tonnen an Sand und Kies. An erster Stelle wird der Rohstoff Sand im Hoch- und Tiefbau verarbeitet. Doch tagtäglich werden auch Konsum- und Gebrauchsgüter benutzt, die ohne Sand gar nicht existieren würden.

Sand im Baugewerbe: Straßen, Wege und Gebäude

Rund 90 Prozent des in Deutschland gewonnenen Sandes wird im Baugewerbe verwendet. Vor allem kommt der Baustoff Sand im Hoch- und Tiefbau, im Spiel- und Sportplatzbau sowie im Garten und Landschaftsbau zum Einsatz. Sand, der in der Bauwirtschaft verarbeitet wird, bezeichnet man als Bausand. Seine Anwendungsgebiete sind sehr breit gefächert.
So findet man Bausand zum Beispiel als Zuschlag von Beton, der zu etwa 80 Prozent aus Sand und Kies besteht, und von Mörtel wie Mauer-, Fugen-, Putz- und Estrichmörtel. Ebenso ist er in unzähligen vorproduzierten Baufertigteilen wie in Mauersteinen, Sandsteinen, Dachsteinen, Waschbetonplatten, Pflastersteinen, Gehwegplatten, Kanalrohren usw. eingearbeitet. Im Straßenbau benutzt man Sand beispielsweise zur Herstellung von Asphalt und für Trag- und Frostschutzschichten. Außerdem wird Sand bei Gebäudesanierungen zum Sandstrahlen verwendet. Im Winter wird er auch zum Streuen von eisglatten Wegen und Straßen benutzt. Damit natürliches Sandgemenge aus einer Lagerstätte als Bausand überhaupt brauchbar wird, wird es durch Waschen und Sieben aufbereitet. Beim Sieben wird der Sand in verschiedenen Korngrößenklassen eingeteilt. Je nach spezifischem Bedarf kommen dann verschiedene Körnungen und Qualitäten zum Einsatz.

Gemäß DIN-Normen werden dabei für manche bestimmte Verwendungszwecke erhöhte Anforderungen gestellt, die durch die öffentliche Verwaltung überwacht werden. Zu diesen Anforderungen gehören zum Beispiel der Anteil an quellfähigen Bestandteilen organischen Ursprungs, die Widerstandsfähigkeit gegen Frost und Taumittel und vieles mehr.

Einteilung nach Qualitäts- und bautechnischen Kriterien

Qualitätskriterien, nach denen Sand eingeteilt wird, sind: Feucht oder trocken, frostempfindlich oder frostunempfindlich, nicht abfärbend oder färbend, körnig, bindig, rieselnd oder verdichtend sowie wasserundurchlässig oder filternd und sickerfähig. Auch nach bautechnischen Kriterien wird Bausand in verschiedene Sandarten eingeteilt. So unterscheidet man nach Abbau des Sands zwischen Gruben- oder Wandsand. Je nach Kornform wird in gebrochenen Sand oder Rundsand und je nach Korngröße in Fein-, Mittel- oder Grobsand eingeteilt. Gemäß Aufbereitungsart spricht man von gewaschenen und gesiebten Sandsorten. Darüber hinaus differenziert man nach Sand Klassifizierung gemäß DIN-Norm zwischen Sand F1 und Sand DIN. Je nach Anwendungszweck spricht man von Mauersand, Putzsand, Estrichsand, Sandkastensand etc. Die Produktbezeichnung „Gewaschener Sand 2/0“ bedeutet somit, dass es sich um gewaschenen Sand mit Korngrößen zwischen 0 bis 2 Millimetern handelt.

Ohne Sand gäbe es viele industrielle Produkte gar nicht

Die wichtigsten Sande für den industriellen Einsatz sind Quarzsande. Diese bestehen zu mindestens 85 Prozent aus dem Mineral Quarz, sprich Siliziumdioxid (SiO2), das durch Wasserabspaltung aus Kieselsäure entsteht und mit einer Mohshärte von 7 zu den härtesten Naturmaterialien gehört. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften ist Quarz für zahlreiche industrielle Produkte unverzichtbar. Quarz hat gute chemische Beständigkeit, eine hohe mechanische Eigenfestigkeit und eine gute elektrische Eigenschaft. Quarzsand, der industriell verwendet wird, wird auch als Industriesand oder Spezialsand bezeichnet.
Für den Otto Normalverbraucher ist Quarzsand wahrscheinlich als Rohstoff für Glas am bekanntesten. Aber er befindet sich ferner in vielen Gebrauchs- und Konsumgütern des täglichen Lebens, in denen man ihn auf den ersten Anblick vielleicht gar nicht vermutet. So ist er als sogenannter Kieselgur als Füllstoff in zum Beispiel Zahnpasta, Papier, Arzneimitteln, Scheuermitteln, Gummi, Anstrich- und Poliermittel, Uhren usw. enthalten. Häufig wird Quarzsand auch als Filtersand zur Reinigung von Trinkwasser verwendet, so beispielsweise auch in der Getränkeindustrie, um eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen. In der Keramikindustrie ist Quarzsand Rohstoff für die Produktion von Boden- und Wandfliesen, Sanitärporzellan und anderem Steingut und Steinzeug. Weiterhin findet er auch Verwendung als Lokomotivstreusand, als Heimtier- und Zoobedarf und auch in der Produktion von Hightechprodukten, wie beispielsweise Computerchips und Solarzellen. Ohne Quarzsand gäbe es keine Mikrochips, die heutzutage Bestandteil fast jedes elektronischen Geräts sind. Doch Quarzsand ist auch in Displays, Lautsprechern, Mikrofonen und IC-Gehäusen von Geräten wie Handys enthalten.
Die Aufzählung von Produkten und Produktkomponenten, in denen Quarzsand enthalten ist, könnte fast unendlich fortgeführt werden. Daraus lässt sich auch erahnen, warum der Pro-Kopf-Verbrauch an Sand so hoch ist. Demzufolge ist auch in der Überzahl der Industrieerzeugnisse und Konsumprodukte auf irgendeine Verarbeitungsart Sand enthalten.

Kies und Kiesel und was man darunter versteht

Zuerst einmal versteht man unter einem Kiesel einen einzelnen Kieselstein und unter Kies eine Ansammlung von vielen kleinen runden Kieseln beziehungsweise Kieselsteinen. Die Bezeichnung Kies stammt vom mittelhochdeutschen Wort „kis“, das grobkörniger, steiniger Sand bedeutet.
Kieselsteine entstehen auf die gleiche Art und Weise aus denselben Gesteinen wie Sand und sind ein Vorprodukt in der Entstehungsgeschichte von Sand. Ansammlungen von größeren meist runden Steinen nennt man Geröll oder Geschiebe und von scharfkantigen und unrunden Lockersedimenten Schutt, Schotter oder Splitt. Geo- und bautechnisch gesehen ist Kies entsprechend der Industrienormen DIN 18196 und DIN EN ISO 14668-1 ausschließlich über die Korngröße definiert. Nach Korngröße differenziert man zwischen Grobkies (20,0 bis 63,0 Millimeter Durchmesser), Mittelkies (6,3 bis 20 Millimeter Durchmesser) und Feinkies (2,0 bis 6,3 Millimeter). Im technischen Sinne kann Kies unterschiedliche Kornformen aufweisen, die sich natürlich gebildet haben oder künstlich zum Beispiel in Brechanlagen produziert worden sind. Zur Unterscheidung von Kiessorten kommen verschiedene Kriterien infrage. Flusskies wie Rheinkies, Weserkies, Isarkies usw. wird nachdem Flussbett, aus dem er herkommt, benannt. Ferner unterscheidet man zwischen Kies mit feinen, tonigen Nullanteilen und Waschkies, auch Rollkies oder Leerkies bezeichnet, der keine bindigen Feinanteile aufweist. Am populärsten sind neben Kieselsteinen aus Quarz, Sandsteine, Feuersteine und Quarzit.

Kies und Kiesel im Baugewerbe

Genauso wie für Sand ist der wichtigste Abnehmer von Kies die Bauwirtschaft. Kies, der im Bau verwendet wird, findet man zunächst einmal unter dem Namen Baukies. Die Unterscheidungskriterien von unterschiedlichen Baukiessorten sind im Prinzip analog zu denen von Sand zu sehen. So wird zum Beispiel Betonkies in Form von Leichtkies, Brechkies oder Kiessplittmischung als Zuschlagstoff für die Betonproduktion eingesetzt. Meist werden hierzu gewaschene oder trocken gesiebte Körnungen verarbeitet, die je nach Einsatz ein Größtkorn nicht überschreiten dürfen. Gemäß DIN EN 12620 werden Betonkiese überwacht. Im Straßenbau müssen sie auch bei feuchtem Wetter einbaubar sein. Auch Estrichkies wird überwacht. Als spezieller, gegen Frost widerstandsfähiger Kies wird grobkörniger Frostschutzkies für die Frostschutzschicht von Straßen, Wegen und Häusern benutzt. Filterkies ist für sickerfähige Untergründe bei Zisternen, Brunnen und im Gebäudebau geeignet. Leerkies beziehungsweise Rollkies kommt zum Aufkiesen von Ein- und Ausfahrten sowie Wegen infrage. Kies wird zudem zusammen mit Sand in Gemischen verwendet.

Wozu Kies und Kiesel sonst noch dienen

Weil Kies für Pflanzen keine wichtigen Nährstoffe hat und Wasser durch ihn gut durchsickert, wird er nur spärlich bewachsen. Aufgrund dieser Eigenschaften wird er als sogenannter Drainagekies oft für die Drainage von feuchtem Untergrund benutzt. Für dekorative Zwecke sind Kieselsteine und Zierkies vor allem in der Gartengestaltung beliebt. So finden sie beispielsweise in künstlerisch angelegten Steinbeeten, Wasserspielen ihren dekorativen Platz.

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