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Schleifen und Polieren von Gesteinen und Mineralen



Es gibt viele unscheinbare Gesteine und Mineralien, die erst durch den richtigen Schliff bzw. durch Polieren interessant werden.



Bild 1: polierte Achate


Steine schleifen

Vor allem Steine mit Verwitterungskrusten, Geoden und Drusen, Steine und Mineralien mit Bänderung oder Mustern können durch das Schleifen und Polieren optisch und qualitativ aufgewertet und beispielsweise für genauere Untersuchungen präpariert werden.


Durch die Bearbeitung der Mineral- oder Gesteinsoberfläche werden Farben intensiviert, die Gemengteile und deren Anordnungen (Gefüge) sowie Strukturen in Mineralien sichtbar.
Besonders geeignet für Schliffe und Polituren sind intrusive, magmatische Gesteine – z.B. Granit, Gabbro, Larvikit, Syenit – und kristalline, metamorphe Gesteine wie Marmor, Quarzit, Amphibolit und Gneis, bei denen das kristalline Gefüge durch das Schleifen und Polieren betont wird.
Mineralien, die sich der Struktur wegen für Schleif- und Politurarbeiten anbieten, sind u.a. Rhodochrosit, Jaspis, Malachit, Aragonit und Achat.


Bild 2: angeschliffener Aragonit, Andalusit, Rhodochrosit, Marmor (Hintergrund)


Materialien und Werkzeuge

Schleifen und Polieren sind in der Regel zwei aufeinander folgende Arbeitsschritte.

Mit dem Schleifen wird zunächst die Materialoberfläche geebnet bzw. geglättet. Da das Ergebnis von mattem Glanz ist, folgt schließlich die Politur. Hierbei werden kleinste Schrammen sowie Kratzer beseitigt und der Glanz verstärkt.

Zu beachten ist, dass nicht jedes Mineral oder Gestein zum Polieren geeignet ist. Kristalline Gesteine mit dichter Packung der Gemengteile, also z.B. kompakte Gesteine wie Granit, Gneis oder Marmor, liefern bspw. bessere Ergebnisse als porenreiche Gesteine wie Bims. Bestenfalls wird hierbei ein seidiger Glanz der Oberfläche erzielt und im schlimmsten Fall wird der Stein infolge der geringen Härte und des Porenreichtums zerstört.


Begonnen wird bei Schleifarbeiten stets mit grobkörnigen Schleifblättern, denen immer feiner werdende Schleifblätter folgen. Die Körnung gängiger Schleifblätter bzw. Schleifmittel beträgt 80, 220, 400, 500, 600, 800 und 1000.
Schleifarbeiten mit einer 80-er Körnung eignen sich für gröbste Arbeiten, im Gegensatz dazu werden für feinste Schliffe geringere Körnungen verwendet.
Mit der Größe der Körnung wird folglich die Stärke des Abriebs bestimmt.

  • Gröbste und gröbere Schleifblätter (80, 220) dienen dem Vorschleifen
  • mittlere Schleifblätter werden zum Feinschleifen (400, 500, 600) genutzt
  • feinere Schleifblätter (800, 1000) werden zum Feinschleifen und Polieren verwendet.
Den Wechsel während der Schleifarbeiten zum nächst feineren Schleifblatt bestimmt der zu bearbeitende Stein selber. Erfolgt durch die genutzte Körnung kein weiterer Materialabrieb, folgt der Wechsel zur kleineren Körnung.


Als Schleifmittel kommen sowohl natürliche als auch synthetisch hergestellte Partikel zum Einsatz. Die natürlichen Schleifmaterialien bestehen aus Mineralien mit einer Mohshärte ab 6, gängig sind für diesen Zweck vor allem Korund, Diamant oder Quarz, d.h. die pulverisierten Mineralien werden auf die Schleifspitze aufgebracht (z.B. diamantbesetzte Schleifköpfe oder Korund-Schleifsteine).
Dass Mineralien für das Schleifen eingesetzt werden, wird mit der Härte der genannten Mineralien begründet. Diamanten, Korund und Quarz sind harte Mineralien, die in der Lage sind, weichere Steine und Mineralien zu ritzen und zu bearbeiten. So ist Gips aufgrund der geringen Mohshärte nicht fähig, einen wesentlich härteren Rubin zu bearbeiten – andersherum schon.
Zu diesem Zweck werden häufig künstlich hergestellte Diamanten (sog. Industriediamanten) oder Korunde verwendet, oder solche Exemplare verwendet, deren Qualität zu gering für die Verwendung als Schmuckstein ist.

Das am häufigsten verwendete Schleifmaterial ist Silicium-Carbid, auch bekannt als Moissanit. Moissanit ist mit einer Mohshärte von 9,5 nach dem Diamant das zweithärteste Mineral der Erde. Begründet wird die Verwendung von künstlich hergestelltem oder natürlichem Silicium-Carbid als Schleif- und Poliermittel mit der Hitzebeständigkeit des Elements. Stein- und Mineralbearbeitungen gehen mit der Entstehung von sehr hohen Temperaturen einher, denen Moissanit bis zu 1.600°C widersteht. Korund ist bis 2.000 °C hitzebeständig; Diamanten nur bis 800 °C.


Die Verwendung von Schleifmitteln kann manuell oder maschinell betrieben werden. Entweder sind Schleifbänder oder Schleifblätter mit entsprechenden Schleifmitteln beschichtet oder werden als gebrauchsfertiges Pulver geliefert. In diesem Falle wird auch vom Schliff mit losem Korn gesprochen, dem das gebundene Korn auf Schleifpapier oder –bändern gegenübersteht.


Weitere Unterschiede bestehen in der Anwendung. Während das Pulver zunächst mit Wasser zu einer Schleifpaste angerührt wird, wird beim maschinenbetriebenen Schliff das passende Schleifband oder –blatt an einer dafür geeigneten Maschine befestigt. Vorsicht ist bei der Verwendung des Wassers für die Paste geboten. Vorzugsweise wird destilliertes Wasser genommen. Das deionisierte Wasser verhindert eventuelle Salzablagerungen oder dadurch bedingte, mögliche Farbänderungen. Ist die Paste angerührt, wird diese auf eine Unterlage übertragen, die mit kreisenden Bewegungen über das Bearbeitungsobjekt geführt wird. Erfolgt kein weiterer Abrieb ist zur nächstkleineren Schleifgröße zu wechseln. Um Schrammen auf den Oberflächen zu unterbunden, wird empfohlen, vor jedem Austausch den Stein oder das Mineral gründlich mit Wasser abzuspülen, um staubige Reste wegzuwaschen.


Auch beim Maschinenschliff wird Wasser eingesetzt. Die Flüssigkeit tröpfelt während der Arbeiten kontinuierlich auf den Stein. So wird der Stein oder das Mineral gleichzeitig abgekühlt, der Abtrieb fortgespült und der Schliff erscheint glatter. Ein weiterer Vorteil des maschinellen Schleifens und Polierens sind dank rotierender Schleifscheiben die schnelleren Bearbeitungsergebnisse.

Bild 3: Trommelsteine


Trommelsteine

Eine Sonderform polierter Steine sind Trommelsteine.
Das Prinzip der Glanzgewinnung und Formgebung lässt sich mit Ostseekieseln vergleichen.

Durch die Bewegung im Meerwasser wird die Masse von Gesteinen, feinsten Quarzkörnern und Wasser stetig aneinander gerieben. Folglich werden Kanten gerundet, Oberflächen geglättet und der Stein gewinnt an Glanz.

Trommelsteine wie sie im Handel angeboten werden, werden durch zwei verschiedene Geräte erzeugt: Trommelmaschinen und Spiratoren.
Der Unterschied beider Maschinen liegt in der Konstruktion und Schnelligkeit der Bearbeitung. Trommelmaschinen sind tonnenartige Behältnisse, während Spiratoren bauchigen Gefäßen gleichen.

Um Steine und Mineralien zu trommeln, werden diese mit Schleifpulver und Wasser über mehrere Stunden in Bewegung gehalten.
Schnellere Ergebnisse bringen dabei Spiratoren hervor. Die Trommelsteine reiben durch die mechanisch betriebene Bewegung dauerhaft aneinander und werden individuell geglättet und durch den entstehenden Materialabrieb mitunter in der Form beeinflusst.



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Siehe auch:
- Der Schliff von Edelsteinen
- Steine gravieren
- Sandstrahlmittel Olivinsand


Quellen:
www.kristallin.de
www.jgr.apolda.eu

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Letzte Aktualisierung: 23. Oktober 2019




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