Naturstein

 
 
Faktablad
03 - 2020

Del 1: Tekniske egenskaper for gulv og terrasser

Utarbeidet av seniorforsker Arne Nesje på oppdrag fra Norsk Byggkeramikkforening.

For legging av naturstein benyttes teknikker ikke så ulike som anvendes for keramiske fliser. Men natursteiners egenskaper er forskjellig for keramikk, noe man må vite om ved valg av lim og fugemasser. I flere faktablad skal materialvalg, lim-og fugeteknikker og overflatebehandling belyses. Denne artikkelen belyser natursteintyper og hvordan deres egenskaper påvirker limvalg og limteknikker for bruk på gulv.

3
Figur 1: Naturstein har bruksområder både ute og inne, gulv og vegg. Foto: Minera Skifer AS

Bergarter

Naturstein importeres fra mange land. I Norge er det noe produksjon og bearbeiding både av skiferprodukter og råblokk. Det sistnevnte eksporteres og bearbeides mest i utlandet. Sammenlignet med fabrikkproduserte keramiske fliser som fabrikklages i de kvaliteter man ønsker, så utgjør naturstein større variasjoner i egenskaper. Tabell 1 viser de vanligste natursteinstypene som benyttes i Norge, da primært til gulv og fasader. Da egenskaper varierer mye kreves det inngående kunnskap både hos produsenter og forhandlere. Selv innenfor hver bergartsgruppe forkommer det betydelige forskjeller i egenskaper så kjennskap til både produsent, steinbrudd og bearbeidingsbedrift er viktig.

Bergartstype Bilder
Kvartsittskifer fra Alta
Granitt fra Iddefjorden
Marmor fra Fauske
Sandstein fra Brumunddal
Kalkstein fra Juraområdet i Tyskland
Kleberstein/ Serpentinitt fra Lilleberg

Begreper, overflater og farger

Naturstein blir ofte gitt salgsnavn etter bruddsted, bergart farge, overflater. Eksempel på navn på steintyper fra norske brudd kan ha navn som viser bruddsted (f.eks. Iddefjord-granitt, Oppdal-skifer) men også farge (f.eks. Blue Pearl, Arctic Green) Selve produksjonen forgår i to faser; uttak i steinbrudd og bearbeiding til ferdig produkt. Begge deler er ofte en kombinasjon av tradisjonelt håndverk og moderne bearbeidingsteknikker. Overflatene på steinen kan maskinelt slipes og bearbeides ut fra bruksområde og ønske om overflatestruktur. Produsentene kan levere bergarter med ulike overflater og som benevnes ut fra hvordan sluttoverflaten blir. Begreper som benyttes er polert, slipt/ finslipt, børstet, sagd, naturplan mm. Produktene kan da benevnes f.eks. Produsent/ brudd i naturplan. Overflaten og dens holdbarhet påvirkes av steinens sammensetning og overflatebearbeiding. Ferdig lagt flate påvirkes av klima, kjemisk og fysisk bruksbelastning, renholdsmetoder, slitasje, vedlikehold mm.

Figur 2: Eksempel på naturplan, rust. (Foto: NBKF)

Tekniske egenskaper

Naturstein har en rekke egenskaper som også påvirker valg av lim- og festemetode. De fleste av disse egenskapene er knyttet til bergartenes mineralogiske sammensetning. Produsentenes produktdatablader angir spesifikke verdier for tekniske egenskaper. De vanligste oppgitte egenskapene er vannopptak, egenvekt, frostbestandighet, sklisikkerhet, robusthet mot mekanisk og kjemisk påkjenning. Opplysninger av de viktigste egenskapene er nødvendig for å kunne velge produkter tilpasset ulike bruksområder.

Vannopptak

Fuktvandringsegenskapene i steinen (vannabsorbsjon, porøsitet og kapillaritet) viktig å kjenne. Vannopptak eller vannabsorbsjon beskriver den mengden vann som kan absorbere inn i steinens porer. Steiner fra ulike steinbrudd kan ha vidt forskjellig vannabsorbsjon. Vannabsorbsjon og porøsitet påvirker bl.a. steinens frostbestandighet eller risiko for fargeskjolder og utfellinger.
Tabell 2 angir vannabsorbsjonsområder i vektprosent for ulike natursteingrupper. En lite sugende flate eller en meget sugende kan begge gi redusert limvedheft hvis man ikke velger en tilpasset limtype og påføringsteknikk.

Tabell2: Typisk vannopptak i vekt-% for ulike steintyper (Kilde: Byggforskserien 571.105)
Tabell typisk vannopptak

Undersøker man overflaten i en naturstein f.eks. med mikroskop, ser man at den inneholder større og mindre åpne porer. Steinens evne til å suge vann, hvor mye og hvor hurtig den suger vann er altså en av de viktigste egenskapene som man må kjenne ved valg av lim og påføringsteknikk. Generelt kan sies at jo lavere vannopptak og porøsitet en naturstein har, dess bedre fungerer produktet til ulike bruksformål. I produsentens datablader finner man data på vannabsorbsjon oppgitt i vekt-%.
Nyttig å vite: Har man eksempelvis en sandstein med høyt vannopptak og mye porer vil den kunne suge raskt vannet ut av limet før sementen har fått startet herdingen. For å hindre dette må sterkt sugende steintyper benyttes en forbehandling (primer) for å dempe vannopptakt. En primer kan samtidig også redusere risikoen for fargeskjolder.

Egenvekt

Egenvekten til de mest brukte steinsortene for gulv kan variere fra 2400 kg/m 3 til over 3000 kg/ m 3. Det som påvirker egenvekten, er andelen tunge som jern- og manganholdige mineraler. De tunge bergartene kan ha noe bedre brukstekniske egenskaper som bruddstyrke, slitasjemotstand og fukt- og temperaturpåvirkninger samt frostbestandighet, men her betyr også strukturen i steinen mye..
Nyttig å vite: Leggeteknisk er ikke steinens egenvekt en viktig parameter. Noen tunge bergarter kan være mer hardfør overfor trykk og bøyestrekk en de lettere. På tynne formater brukt i områder med mye tung belastning kan bergarter med høy egenvekt og tett struktur betraktes å være mest solid overfor slag, støt og bøyestrekk. Men tunge bergarter i tykke formater veier mer, blir dyrere å transportere og håndtere noe som slår negativt ut i f.eks. et miljøregnskap.

Frostbestandighet

For utvendig bruk må det foreligge dokumentasjon på at steinen tåler det aktuelle klimaet. Utearealer kan også være utsatt for salter fra luft og vann i form av isfjerningskjemikalier eller den skal benyttes nær sjøvann. For slike bruksområder er dokumentasjon og frysetesting i saltvann en relevant testmetode.
Nyttig å vite: Utendørs skal brukes steinkvaliteter med nødvendig frostbestandighet, dokumentert etter NS-EN 12371 eller tilsvarende test. Brukt innvendig er frostmotstand ikke en relevant egenskap.

Sklisikkerhet

Det er et krav i både TEK 17 og i NS 3420 at innvendige gulv og beferdete utearealer skal ha overflater med nødvendig sklisikkerhet så det er trygt å ferdes. Skiferflater kan leveres med hogde, flammebearbeidete eller ha naturlige kløvplan. Slike flater er sklisikre for de fleste bruksområdene. Noen polerte og slipte natursteinsflater kan bli glatte spesielt når de er våte. Sklimotstandsegenskapene testes etter samme metoder som benyttes for keramiske fliser. Flaten får en R- klassifisering fra 9 – 13 hvor høyere tall gir bedre sklisikring. De kan også testes etter den såkalte pendelmetoden iht. NS-EN 14231 og oppgis som et friksjonstall. Ferdige gulv kan i felt testes med egnet feltmåleutstyr som måler friksjonskoeffisienten.

Figur 3: Ferdig lagte gulvflater kan etterkontrollers om steinen har nødvendig sklisikkerhet. (Foto: NBKF)

Nyttig å vite: Sklisikkerheten påvirkes av hvordan steinflaten blir overflatebehandlet etter den er ferdig lagt. Det finnes en rekke porefyllere og polishmidler som kan benyttes. Slik behandling påvirker både glattheten, risiko for flekk-og smussansamling og renholdsbehov. (Temaet om sklisikkerhetsklasser og bruksområder er tidligere omhandlet i flere NBKFs faktablader og i boka Alt om flislaging.)

Slitasjemotstand

Noen bruksområder krever overflater med høy slitasjemotstand, andre mindre. Overflatens evne til å motstå mekanisk slitasje kan testes etter NS-EN 14157, hvor oppgitt slitasjestyrke angis med bortslitt steinmengde. Steinoverflater kan deles inn i tre slitasjeklasser basert på bortslitt masse i mm 3. Jo lavere tall dess hardere overflate.

Figur 3: Laboratorieutstyr med roterende skive som benyttes for å dokumentetere slitasjenivå iht. NS-EN 14157.
Bilde 1: tekst
Slitasje-nivå iht NS-EN 14157 Anbefalte bruksområder
>30 mm3 Areal med lite trafikk
23-30 mm3 Areal med moderat trafikk som kontorarealer, boligblokker
< 23 mm3 Tungt belastede golv som kjøpesentre, flyplasser og offentlige og private publikumsbygg.

Nyttig å vite: I hardt belastede områder f.eks. harde, tunge hjul må slitasjemotstanden vurderes ved produktvalg. Granitt og noen skifer- og sandsteintyper er de mest hardføre mht. slitasjemotstand. Men her vil der være variasjoner fra brudd til brudd.

Robusthet mht. misfarging ved legging og bruk

Brukerne forventer gjerne at et natursteinsgolv ser uforandret ut selv etter mange års bruk. Flekker og misfarging er skjemmende på golv og kan medføre hyppig renhold og vedlikehold. Søl i form av kaffe, rødvin, fruktsafter, avrenning fra blomsterpotter mm kan trekke ned i overflaten og sette flekker som er vanskelig å fjerne. NT Build 514 er en testmetode som kan brukes for å teste og karakterisere flekkmotstandsevnen.
Merknad: For arealer med risiko for mye væskesøl som kan danne flekker og varig misfarging bør man velge bergarter med tett struktur så flytende væsker og smuss ikke kan trenge ned i porene. Porøse steinoverflater kan også porefylles og impregneres for å redusere misfargingsrisikoen. Overflatebehandling må brukes med forsiktighet hvis flaten endrer preg, farge og glans.

polert gulv
Figur 4: Et polert gulv får en annen glans enn en ubehandlet flate. (Foto: NBKF)

Naturgitte fargeendringer i overflaten.

Steinoverflater kan fra naturens side ha betydelig fargespill, noe som gir steinen dets særpreg. I overflaten kan også skje en fargeendring over tid. Et eksempel er lys marmor eller kalkstein som inneholder jernoksider. Utsatt for fukt og luft vil slike partikler oksidere, og partier kan bli gule eller grå. Porøse bergarter blir også synlig mørkere når de er våte. Avhengig av vanntilgangen vil da nedfuktede partier synes forskjellig fra de som er tørre.
Nyttig å vite: Det må skilles mellom naturgitte fargeendringer i overflaten og misfarging grunnet ytre påvirkninger ved legging og bruk. På en overflater som fra naturen har mye fargespill vil fargeendringer over tid neppe synes.

Steintype med fargespill
Figur 5. Steintype med mye fargespill hvor nye fargeendringer ikke vil skille seg ut.

På ensfargede overflater kan fargeendringer fra ytre påvirkninger f.eks. limflaten skape et problem. Ved tynne, lyse bergarter kan rillemønsteret fra limet bli synlig gjennom overflaten. Leverandøren kan oppgi hvilke naturgitte endringer som kan forkomme ut fra erfaringer for ulike steinkvaliteter.

limriller gjennom stein
Figur 6: Fargeendring oppstår fordi leggeteknikken og limvalget har gitt synlige limriller gjennom steinen.

Motstandsevne mot kjemisk nedbrytning

Kalkholdige, bergarter som f.eks. porøs marmor er følsomme i surt miljø. Kjemikalier som rengjøringsmidler, kalkfjerningsmidler, midler for fjerning av lim- og fugeslør kan påvirke overflaten som kan endre farge og struktur. Også søl fra urin, mat og drikke kan sette spor. Saltpåkjenning i form av sjøvann, veisalting, snøfjerning kan gå i kjemisk reaksjon med mineraler i steinen og danne sprengende krystaller.

Nyttig å vite: De fleste bergarter har høy motstandsevne mot kjemikalier. Få enkelte marmortyper, kalkstein og sandstein har noen begrensninger i surt miljø. Leverandørene kan oppgi kjemisk robusthet ut fra tester eller erfaringer for ulike steinkvaliteter.

Standarder og dokumentasjon

For natursteinstyper hvor det foreligger europeisk harmonisert standarder skal dokumenteres iht. EU- byggevareregulativ. Eksempelvis for skifer benyttes NS-EN 12057. Produktet skal ha CE-merke og de viktigste egenskapene oppgis i produktets ytelseserklæring (DOP). Foruten ytelsesærklæringen som er kortfattet har produsentene ofte datablader som inneholder mer utdypende teknisk dokumentasjon samt legge- og bruksinformasjon. De tekniske egenskapene på ulike bergarter kan variere mye fra brudd til brudd. Dokumentasjon fra leverandør er derfor viktig for å velge egnet produkt. Produktdatabladene for steintyper inneholder vanligvis informasjon om:

  • Vannopptak
  • Bergarttype (petrografi)
  • Egenvekt (densitet)
  • Trykk- og bøyestrekkverdier
  • Slitasjemotstand
  • Sklisikkerhet
  • Frostmotstand

Når steinen er ferdig lagt og overlevert byggherren skal det medfølge drift- og vedlikehold instrukser (DV- info) f.eks. renhold- og vedlikeholdsmetoder som sikrer korrekt og nødvendig behandling av produktene iht. leverandørens anbefaling.
Nyttig å vite: Ytelseserklæring og tekniske datablader samles og arkiveres i dag i byggeprosjekter ofte i byggevaredatabaser som NOBB eller Cobuilder. Det er her viktig av både norske produsenter og bedrifter som importerer naturstein kjenner godt de produkter de leverer til markedet og har nødvendig dokumentasjon for bruk under ulike bruksbetingelser.

Miljøegenskaper og miljøregnskap

I tillegg til tekniske dokumentasjon etterspør markedet nå også miljødokumentasjon. Hyppigst benyttet i Norge er LCA deklarering fra " vugge -til- port" for form av EPD (Environmental Product Declaration). EPD-Norge har utviklet produktkategoriregler (PCR) deklarering av natursteins miljøprofil. Reglene oppsummeres på en enhetlig og sammenlignbar måte miljøbelastninger fra uttak i brudd til produktet forlater fabrikken. Her inngår bl.a transportlengde og type, klimagassutslipp (CO2) i de ulike produksjons- og transportfasene. Deklareringen kan også omfatte bruks- og sluttfasen. Klimagassutslippene får i fremtiden trolig større betydning ved valg av produkter, f.eks. " kortreiste produkter" kan bli valgt ut fra sitt klimaavtrykk da transport av tunge produkter utgjør en betydelig andel av utslippene.

EPD-
                            deklarering
Figur 7: En del norske steintyper har EPD- deklarering som viser miljøprofilen i fra brudd til avhending.

NS3420 for beskrivelse av natursteinsarbeider

For utførelse av natursteinsarbeider i bygg benyttes ofte NS 3420 kapittel N for å beskrive konstruksjonsoppbyggingen, krav til materialer og festeteknikker. På innvendige golv og vegger benytter standarden nesten samme tekst og kode for naturstein som for konstruksjoner med keramiske fliser. For utendørs bruk som kantbelegg og gatearealer benyttes NS 3420 kap. K:2008 som omhandler anleggegartnerarbeider. Disse bruksområdene behandles ikke i denne artikkelen.
NS3420 er lite presis for beskrivelse av legge- og setteteknikker for naturstein. Den uttrykker generelt at " limet og forbehandlingen skal være tilpasset sugeevnen for underlag og fliser " Som vist i tabell 2 har steinens vannopptak og porøsitet mye å si for valg av limtype. Ikke bare vannopptak i stein, men også underlagets sugegenskaper vil påvirke limresultatet. Mange sementbaserte underlag kan ha mye grove porer som suger raskt ut vannet av limet.
Nyttig å vite: For å belyse riktig limteknikk vil neste faktablad omhandle egnete lim- og fugematerialer. Del 3 vil omhandler fuging og sluttbehandling av overflater

Literatur:

  • NS 3420 Kap. N Beskrivelsestekster for bygg, anlegg og installasjoner Del N: Mur og flisarbeider
  • NS-EN 12440 Naturstein- kriterier og betegnelse
  • NS-EN 12057
  • NS-EN 12440 Naturstein – Kriterier for betegnelse beskriver egenskaper til ulike naturstein.
  • Byggforskserien 571.105 Naturstein – egenskaper og bruksformål
  • Byggforskserien 571.106 Naturstein – krav og anbefalinger til ulike bruksformål
  • Naturstein Innomhus Sveriges Stenindustriforbund
  • Produktdatablader fra Minera og Oppdalsten.
  • CPR for naturstein utgitt av EPD-Norge

Foto: NBKFs bildearkiv,
Bilder i tabell 1 er utlånt fra NGU s bildearkiv

Informasjon

Her finner du de nyeste artiklene vi legger ut.

Er du på utkikk etter eldre artikler, kan du finne i menyen nedenfor