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Gips

»Gips« (chemische Bezeichnung »Calciumsulfat«) ist ein Naturbaustoff, der bereits in Ägypten zu Beginn des 3. Jahrtausends v. Chr. als Baustoff verwendet wurde, und zwar sowohl als Fugenmörtel zwischen den Steinquadern der Pyramiden als auch als Verputzmaterial. Offensichtlich geriet Gips in der römischen Antike in Vergessenheit, denn erst im 13. und 14. Jahrhundert tauchen Gipsmörtel auf der Basis von Stuckgips wieder auf. Erstaunlicherweise zeigten Untersuchungen an mittelalterlichen Gipsmörteln, dass diese eine hohe Druckfestigkeit bei geringer Wasseraufnahme haben.

Gips ist ein monoklin kristallisierendes Mineral, wasserhaltiger schwefelsauerer Kalk (CaSO4 + 2H2O); farblos oder weiß, durch Beimengungen grau, gelb, braun, schwarz oder rötlich, selten blau oder grün. Gips kommt in Form von Gipsspat (Marienglas) oder als Faser- oder Schaumgips vor. Die reinste körnig-kristalline in der Natur vorkommende Gipsform ist der Alabaster. Er und auch der dichte weiße, graue und rötliche kalksteinähnliche Gipsstein wurden als Bau- und Bildhauerstein verwendet, insbesondere auf Zypern und in Syrien, im Raum von Paris und im Harz.

Bedeutend ist die technische Verwendung von Gips als Gipsbinder, einem aus Gipsstein durch thermische Behandlung (Kochen, Brennen) vorwiegend zu Kalziumsulfat-Halbhydrat gewandelten und dann feingemahlenen nichthydraulischen Bindemittel. In Wasser eingestreut (nicht umgekehrt), lässt es sich zum so genannten Gipsbrei vermischen, der durch Wiederaufnahme des Kristallwassers und Verfilzen der Kristalle je nach der Gipsart mehr oder weniger rasch erhärtet, wobei er Wärme abgibt und sich ausdehnt (»treibt«, auch als »Gipstreiben« bezeichnet, bei Formgipsen ungefähr 1 %). Außer der Gipssorte bedingt die Einstreuungsmenge die Festigkeit, die Härte, die Porosität (durch Überschusswasser) und den Erstarrungsverlauf. In der Praxis gilt die normale Menge als erreicht, wenn aus der Wasserfläche überall Inseln des locker eingestreuten Gipses herausragen (bei Formgips etwa im Verhältnis von 58:42 Raumteilen Gips zu Wasser).

Wichtig für die Verarbeitung ist der Erstarrungsverlauf. Man unterscheidet die Gusszeitspanne, während der Gips reißfähig, die Streichzeitspanne, während der er streich- und modellierfähig ist, und die Abbindespanne, die von der ersten geringen bis zur endgültigen Festigkeit reicht. Die Gusszeit ist beendet, wenn die Spur eines Messerschnittes nicht mehr verfließt, die Streichzeit, wenn die Oberfläche sich nicht ohne leisen Widerstand eindrücken lässt. Durch Rühren während der Streichzeit (»totrühren«) oder Verformen während der Abbindezeit erstarrt der Gips nicht mehr oder unvollkommen. Zugesetzte Verzögerungsmittel (Leim, Alaun, Borax, Alkohol, Essig, Weißkalk u.a.) verlängern die Guss- und Streichzeitspanne und erhöhen zumeist die Härte und die Dichte. Ein schnelleres Abbinden wird durch die Zufuhr von Wärme oder die Zugabe von Ammoniak, Kochsalz oder Glaubersalz erzielt. Größere Porosität (z.B. für keramische Formen) kann man die Zugabe von Kieselsäure erreichen, der dadurch entstehenden Weichheit wirken Zusätze von Natriumsulfat, Magnesiumchlorid, Magnesiumkarbonat usw. entgegen.

Der Begriff „Gipsspat“ bezeichnet das Mineral und „Gipsstein“ das Gestein. Die Mohshärte von Gips liegt zwischen 1,5 und 2, das Raumgewicht bei ca. 2,2 bis 2,4 kg/dm³. Weitere Fundorte von Gips sind: Thüringen, Harz, Kärnten (Österreich), Schweiz, Italien, Frankreich und Chile.

Gips ist ein Baustoff, der in Form sehr unterschiedlicher Produkte für den Innenausbau eingesetzt wird. Jeder kennt Gipskartonplatten (z.B. »Rigips-Platten«) oder die Verwendung von Gips zum schnellen Ausbessern von Löchern und kleinen Schäden beim Renovieren. Auch andere Einsatzbereiche von Gips, wie der Gipsverband bei Knochenbrüchen oder die vielfachen Möglichkeiten, Gips beim Basteln zu verwenden (Masken, Skulpturen) sind geläufig. All jenen, die an Umweltthemen interessiert sind, dürfte zudem bekannt sein, dass Gips als Produkt zur Rauchgasentschwefelung gehört.

Zu den Bildern:

Am nördlichen Ende der Chihuahua Wüste in New Mexico (USA) liegt ein von Bergen gesäumtes Tal, bekannt als das Tularosa Basin, im weiten Umkreis flankiert von Gebirgen und Hochlandflächen. Die Felsformationen dieser Berge, der Sacramentos im Osten und San Andreas im Westen, beide mit einer Höhe von über 2500 Metern, enthalten massive Lagen an Gips. Aus dem Herz dieses Tals erhebt sich eines der großen Naturwunder dieser Welt, der glitzernde weiße Sand von New Mexico. Über Jahrtausende haben die Erosionskräfte Gipskristalle dort herausgebrochen, zu Tal geschwemmt und abgesetzt. In diesen niederen Lagen mit aridem (trockenem) Klima jedoch wehen beständig warme, südwestliche Winde, die den zu kleinen Kristallen verwitterten Gips wie Sandkörner forttragen können. Kleinste Bodenunebenheiten vermögen bereits den luftigen Transport zu verwirbeln und dünenartige Aufwallungen zu bilden. Hat dieser Prozess erst begonnen, so wachsen echte Dünen, die hier Reihen und Gruppen bilden und bis zu 15 m hoch sein können. Schließlich füllen sie das ganze Gelände mit gleißendweißen Ansammlungen von Hügeln unterschiedlichster Lage und Form aus und werden von wechselnden Winden stetig verändert. Große, wellenähnliche Dünen aus Gipssand haben 275 Quadratmeilen (=712 km²) Wüste unter sich begraben und das größte Gipsdünenfeld der Welt geschaffen. Die leuchtend weißen Dünen verändern sich ständig: sie wachsen, werden größer, stürzen wieder in sich zusammen - sie sind immer in Bewegung. Langsam, aber beharrlich, angetrieben von starken Südwestwinden, begräbt der Sand alles unter sich, was sich auf seinem Weg befindet. Das White Sands National Monument schützt und bewahrt den größten Teil dieses Gipsdünenfeldes und mit ihm die Pflanzen und Tiere, die sich erfolgreich an diese raue und such ständig verändernde Umgebung angepasst haben.

Der Gips, aus dem White Sands besteht, lag auf dem Grund eines flachen Meeres, das dieses Gebiet vor 250 Millionen Jahren bedeckte. Schließlich wurde der Gips zu Stein, angereichert mit Meeresablagerungen. Vor 70 Millionen Jahren, als die Rocky Mountains sich formten, wurde dieser Stein zu einer gigantischen Kuppel aufgeworfen. Vor 10 Millionen Jahren begann die Mitte dieser Kuppel einzustürzen und bildete das Tularosa Basin. Die verbliebenen Ränder der ursprünglichen Kuppelformation bilden nun die Bergketten der San Andres und Sacramento Mountains, die das Talbecken umschließen.

Den gewöhnlichen Gips, eine Art von Kalziumsulfat (CaSO4, 2H2O) trifft man selten in Form von Sand an, da er wasserlöslich ist. Regen und Schnee haben aus dem Stein der umliegenden Berge Gips gelöst und in das Tularosa Basin befördert. Normalerweise würde der gelöste Gips von Flüssen in das Meer getragen. Aber es gibt im Tularosa Basin keinen Fluss, der das Wasser ableitet. Das Wasser und mit ihm der Gips und andere gelöste Sedimente, ist innerhalb des Tals gefangen. Durch diese locker liegenden, reinweißen Dünen zu fahren, sie lustvoll und am besten barfüßig zu durchstreifen, ist ein besonderes und unvergleichliches Erlebnis. Nirgends auf der Welt gibt es ein zweites solches Naturwunder.

siehe auch:
- Alabaster
- Alaungips
- Beton
- Bindemittel
- Ettringit
- Kalk
- Marmor
- Mörtel
- Nagelfluh
- Opus Caementitium
- Zement