Die Steinoberfläche ist ein Resultat der Natursteingewinnung sowie der Steinbearbeitung.
Wenn Kunst- oder Naturstein zur Verwendung als Baumaterial (Mauerstein, Natursteinplatte), Kunstobjekt oder Gebrauchsgegenstand bearbeitet wird, spricht man von Werkstein. Durch die Bearbeitung entsteht die Werksteinoberfläche.
mini|Quarzit Azul Macaubas, poliert mini|Spuren einer historischen Werkzeugbearbeitung mit deutlich erkennbaren Verwitterungserscheinungen (flächige Substanzverluste) Die Bearbeitung von Natursteinoberflächen erfolgt seit dem beginnenden 20. Jahrhundert in der Regel mit maschinellen Mitteln.Otto Herrmann: Steinbruch-Industrie und Steinbruch-Geologie. Borntraeger, Berlin 1916, S. 251 Bestimmte Oberflächenstrukturen werden jedoch weiterhin mit Handwerkzeugen hergestellt. Traditionelle Bearbeitungsweisen werden in der handwerklichen Ausbildung zum Steinmetz vermittelt und insbesondere in der Denkmalpflege angewandt.
Die optische Wirkung von Naturstein kann von der Oberflächenbearbeitung entscheidend beeinflusst werden. Durch den Einfluss auf die Lichtbrechung erscheinen texturelle, strukturelle und farbige Merkmale des Gesteins nach einer Politur oft deutlich intensiver und klarer. Mit Hilfe von Beschichtungen wie Stuckmarmor oder Fugenmalerei kann die optische Wirkung grundlegend verändert werden. Bei Kunststein lässt sich die Oberfläche durch Urformen gestalten, wie eine Schalhaut oder Strukturbeton.
Bei der Gestaltung steinsichtiger Oberflächen an Gebäuden, sowohl innen als auch außen, kommt es auf den visuellen Effekt sowie auf die Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen, Abnutzung und chemischen Reinigungsmitteln an. Bei steinernen Fußböden sind auch Rutschsicherheit und Reinigungskosten von Bedeutung.
Grobe Bearbeitungen Grobe Bearbeitungstechniken wie das Spitzen, Scharrieren und Beilen finden und fanden als historische Steinbearbeitungsmethoden in und außerhalb von Bauwerken Anwendung. Beflammte, sandgestrahlte oder gestockte Steinoberflächen entstanden in der Neuzeit. Diese Bearbeitungen werden in Außenbereichen der Gebäude eingesetzt, nur in Ausnahmefällen auch im Innenbereich. Geschliffene Böden aus Stein leisteten sich in der Vergangenheit nur wohlhabende Bauherren. In einfachen historischen Gebäuden finden sich häufig raue Steinoberflächen, welche die Reinigung erschweren.
Gebosst mini|Rustikamauerwerk mit groben Bossierhieben und Randschlag
Bossierte Steinoberflächen zeigen an ihrer Oberfläche wenige Hiebe des Bossiereisens, die daraus resultieren, dass früher in Steinbrüchen Rohsteine in ihrer äußeren Form mit einem sogenannten Bruchzoll (etwa 3 cm Überstand) gehauen wurden. Von den gespaltenen Steinflächen wurden die großen Überstände auch mit Bossierhammer (heute Vorschlaghammer) und Setzhammer abbossiert bzw. abgeschlagen. Der Begriff Bosse ist mittelhochdeutsch und bedeutet schlagen. Die Bossierhämmer gab es je nach Einsatzzweck in der Größe eines Fäustels bis zum Großhammer.Richard Thiele: Steinmetzarbeiten in der Architektur. Fachbuchverlag, Leipzig 1957, S. 21/22.
Bossen wurden oft mit einem Randschlag versehen, um das Steinformat hervorzuheben und die Fläche zusätzlich zu gliedern.
Geprellt und gesprengt Die in der DIN 18322 genannte Oberflächenbearbeitung geprellt zeigt eine Ansicht, die durch abgesprengte bzw. abgeschlagene Steinaußenkanten entsteht. Dabei wird das Sprengeisen an der Kante angesetzt und mit dem Fäustel auf das Werkzeug geschlagen. So werden Steinstücke abgeschlagen, die die Form einer Muschel haben. Diese Bearbeitung wird zumeist als gesprengt bezeichnet. Geprellt wird entweder in Vorbereitung einer weiteren manuellen Oberflächenbearbeitung oder, um etwa Mauersteine mit einer sehr unebenen Oberflächenstruktur zu versehen.
Gespitzt mini|Gespitzte Steinoberfläche aus Sandstein mini|hochkant|Punktgespitzte Oberfläche aus Beuchaer Granitporphyr, Muster ca. 25 cm × 15 cm
Mit dem Zweispitz oder dem vom Fäustel angetriebenen Spitzeisen wird eine raue Steinoberfläche egalisiert. Je nach Anzahl, Verteilung und Tiefe der Hiebe auf der Steinoberfläche wird zwischen grob und fein gespitzt unterschieden. Spitzen ist ein handwerklicher Bearbeitungsvorgang, in aller Regel als Vorbereitung für einen nachfolgenden Werkzeugeinsatz, wie des Zahneisens, einer Fläche oder eines Stockhammers. Diese Werkzeuge hinterlassen sichtbare Vertiefungen in der Oberfläche, sogenannte Spitzhiebe. Nach der Anordnung der Spitzhiebe wird zwischen bahnen- und punktgespitzt unterschieden.
Gekrönelt Mit dem Krönel wird die vom Steinmetzen zuvor grob gespitzte Oberfläche weiter eingeebnet. Der Krönel führt in einer Reihe angeordnete 10 bis zu 15 spitze Stahlstifte, die in einem Metallgriff (sog. Flasche) mit einem Keil befestigt sind. Dieses Werkzeug, das erstmals in der Zeit der Renaissance verwendet wurde, hinterlässt kleine hohlkehlenförmige Vertiefungen in der Steinoberfläche. Der handwerkliche Vorteil des Krönelns von Sandsteinen liegt in der minimierten Prellwirkung (Zertrümmerung) der Bindungsmatrix der Sandkörner, wie sie beispielsweise beim Einsatz eines Stockhammers entstehen würde. Dadurch kann es bei geprellten Sandsteinoberflächen zu einem schalenförmigen Abwittern der Oberflächen kommen. Heute kann eine gekrönelte Steinoberfläche die Endbearbeitung sein; sie kann aber auch weiter bearbeitet und entweder geschliffen oder scharriert werden.
Gezahnt Mit dem Zahneisen wird die gespitzte Oberfläche für weitere manuelle Arbeitsschritte, wie Beilen oder Scharrieren, vorbereitet. Das Zahneisen wird ausschließlich auf Weichgesteinen (z. B. Marmore, Kalk- und Sandsteine) eingesetzt und mit einem Knüpfel angetrieben. Die Zähne des Zahneisens hinterlassen je nach Material und Aufwand Vertiefungen mit einer Länge im Zentimeter- und einer Tiefe im Millimeterbereich. Der Vorteil des Zahneiseneinsatzes liegt vor allem darin, dass das sogenannte Bauern, das Entstehen von unerwünschten Vertiefungen bzw. Löchern in der Steinoberfläche, bei korrekter Werkzeughaltung weitestgehend vermieden wird. Das Zahneisen ist ein historisches Steinbearbeitungswerkzeug, das schon die antiken Steinbildhauer in Griechenland verwendeten. Erst in der Zeit der Gotik wurde es wieder verwendet.
Gebeilt mini|Gebeilte Steinoberfläche aus Obernkirchener Sandstein, Muster ca. 25 cm × 15 cm Mit einem Steinbeil werden nebeneinander angeordnete Hiebe auf Steinoberflächen ausgeführt. Die Schneidenbreite eines Beils beträgt ca. vier Zentimeter; die Hiebe hinterlassen Einkerbungen bzw. Rillen im Stein (siehe Abbildung). Das Steinbeil, das in der Arbeitsschneide ein eingelötetes Hartmetallstück besitzt, wird heute vornehmlich zur Oberflächenbearbeitung von Grabsteinen verwendet und erfolgreich auf allen Weichgesteinen, wie Marmoren, Sand- und Kalksteinen eingesetzt.
Gebeilte Oberflächen werden häufig mit scharrierten Oberflächen verwechselt. Der Unterschied ist daran zu erkennen, dass scharrierte Flächen keine dreiecksförmig vertieften Kerben, sondern Hohlkehlen bzw. Rillen aufweisen.
Geflächt Das heute verwendete Steinbeil stammt aus der Romanik. Es dient zum Einebnen rauer Werksteine und wird daher Fläche genannt. Die Fläche hat eine Arbeitsbreite von etwa zehn bis zwölf Zentimetern. Sie wird heutzutage noch verschiedentlich bei der Bearbeitung von Kalk- und Sandwerksteinen eingesetzt. In der Gotik wurde die Schneidenbreite der Fläche auf bis zu drei Zentimeter reduziert. Damit wurden virtuos komplizierte Profilformen der gotischen Bauwerke „herausgebeilt“. Karl Friederich nennt dieses Werkzeug in seinem Buch über die Steinbearbeitung Pille und die entsprechende Oberfläche Pillung.Karl Friederich: Die Steinbearbeitung in ihrer Entwicklung vom 11. bis zum 18. Jahrhundert. Filser, Augsburg 1932, S. 66.
Scharriert mini|Scharrierte Steinoberfläche aus Sandstein mini|Maschinenscharrierte Steinoberfläche aus Obernkirchener Sandstein, Muster ca. 25 cm × 15 cm
Mit Scharriereisen, die wie breite Meißel aussehen, werden Werksteine von Steinmetzen endbearbeitet. Alle vorhergehenden Arbeitsabläufe, wie das Spitzen und Zahnen, müssen beendet sein. Die Scharriereisen haben unterschiedliche Schneidenbreiten und werden von Fachleuten als Viertel- oder Halbeisen bezeichnet. Ab einer Breite von etwa acht Zentimetern wird vom Scharriereisen gesprochen. Das Scharrieren erfordert eine perfekte Werkzeugführung, die eine lange Übung voraussetzt. Die Hiebe werden parallel angesetzt und müssen mit nahezu identischem Kraftaufwand unter Zuhilfenahme eines Knüpfels geschlagen werden. Die Steinmetzen tragen zum Erreichen der Parallelität vorher Hilfslinien auf den Stein auf. Scharrierte Oberflächen gibt es in zwei Ausführungen, rechtwinkelig in Linien und das sogenannte bunte Scharrieren. Scharrierhiebe im 60°-Winkel zur Außenkante nennt man gotisch. Beim bunten Scharrieren werden die parallelen Hiebe quadratisch entsprechend der Schneidenbreite eingesetzt. Durch Richtungswechsel in den Quadraten entsteht ein schachbrettartiges Muster. Neuerdings wurden von Steinindustriebetrieben maschinell hergestellte scharrierte Oberflächen angeboten. Das Ergebnis dieser Maschinenarbeit ist allerdings optisch unbefriedigend.
Scharrierhiebe können nur optimal ausgeführt werden, wenn die Steinfläche vorher handwerklich bearbeitet wurde und so ein rauer Materialüberhang im Millimeterbereich auf der Fläche abgearbeitet werden kann. Die Steinmetzen sagen dazu: „Wir brauchen zum Scharrieren Steinmaterial vor dem Eisen.“ Bei durch Steinkreissägen hergestellten Oberflächen können die Scharrierhiebe nicht entsprechend ausgeführt werden, weil der raue Materialüberhang fehlt. Steinmetzen sprechen in diesem Fall beim Scharrieren vom „Aufstelzen“ oder „Stelzen“.
Das Scharriereisen wurde Mitte des 15. Jahrhunderts in Deutschland eingeführt. Es war damals nur fünf Zentimeter breit. Erst im Barock und Rokoko wurden bis zu 16 cm breite Scharriereisen eingesetzt. Die Scharrierhiebe sind in einigem Abstand nicht mehr zu bemerken. Es entsteht der Eindruck glatter Flächen. Von nahem ist zu erkennen, dass das Scharriereisen Hohlkehlen in der Steinoberfläche erzeugt. In der Zeit des Barocks erfanden die Steinmetzen Scharrierhiebe, die bis daumengroße segmentbogenförmige Kehlen bzw. Nuten hinterließen. Dabei wurden mehrere Hiebe in spezieller Werkzeughaltung ausgeführt. Sie werden heute als Hamburger Bauhieb bezeichnet. Scharrierte Backsteinoberflächen sind ein Kennzeichen früher romanischer Backsteinarchitektur in Holstein, in der Umgebung von Lübeck und an der Mittelweser.Bild: Scharrierung auf Backstein
Frei vom Hieb Frei vom Hieb bedeutet, dass die Werkzeugspuren im Weichgestein richtungslos verlaufen und kaum mehr als Hiebe zu erkennen sind. Nach den vorbereitenden manuellen Steinarbeiten, wie z. B. dem Zahnen, wird eine weitestgehend plane Fläche hergestellt, indem das Scharriereisen mit planem Schneidenanschliff zum Glätten von Steinüberständen und zur Beseitigung vorheriger Bearbeitungsspuren eingesetzt wird. Die Steinoberfläche kann mit Ebenheitstoleranzen von unter einem Millimeter hergestellt werden, indem sie laufend mit einem Richtscheit kontrolliert wird.
Eine Steinoberfläche, die frei vom Hieb ist, kann anschließend optimal scharriert werden.
Gestockt mini|hochkant|Gestockte Steinoberfläche aus Beuchaer Granitporphyr, Muster ca. 25 cm × 15 cm
Stocken von Steinoberflächen war ursprünglich eine klassische handwerkliche Flächenbearbeitung für Hartgesteine (z. B. Granite, Syenite, Granodiorite), die in manuellen Arbeitsabläufen vom Groben zum Feinen vor dem Schleifen und Polieren mit Steinschleifmaschinen in Form gebracht wurden. Dabei werden mit einem Stockhammer, dessen Arbeitsfläche wie die eines Küchen-Fleischklopfers mit pyramidenförmigen Zähnen aussieht, unterschiedlich raue Steinoberflächen erzeugt. Unterschiede in der Rauheit werden durch die Größe der Zähne und damit dem Abstand der Zahnreihen zueinander bestimmt: Grobgestockt: Zahngrößen 10 bis 12 mm Mittelgestockt: Zahngrößen 6 bis 7 mm