Waarom heel zachte steen soms zo moeilijk te bewerken is en één stap in hardheid zoveel uitmaakt.

In deze blog: wat is belangrijk bij het beoordelen van de geschiktheid van een steensoort voor een beeld. Daarbij leggen we uit wat hardheid, taaiheid en structuur van de steen voor invloed hebben op het beeldhouwen.

Hardheid van steen: hoe wordt die gemeten? Over Mohs hardheid en absolute hardheid.


De hardheid volgens Mohs is het best bekend. Daarbij gaat het om een vergelijkende schaal: is een mineraal is harder als een ander mineraal.
Of beter gezegd: met welk mineraal kan ik een kras maken op een te onderzoeken mineraal.

Mohs Test: durch kratzen bestimmen welches Mineral härter ist.

Daarvoor heeft Mohs 10 bekende mineralen genomen:

1: Talkschist
2: Steenzout (*)
3: Calciet
4: Fluoriet
5: Apatiet
6: Veldspaat
7: Kwarts
8: Topaas
9: Korund
10: Diamant.

(*) De oorspronkelijke tekst van Mohs noemt gips. Hij merkt daarbij op dat daarvan vele soorten bestaan met verschillende hardheden. Als alternatief noemt hij steenzout.

Voorbeeld van het bepalen van de hardheid van een onbekende steen:

Als calciet op de onbekende steen een kras maakt, maar steenzout niet:
dan zijn er nog 2 mogelijkhheden:
– als de onbekende steen calciet ook krast heeft de onbekende steen heet de steen hardheid 3,
– anders heeft de steen hardheid 2,5.

De schaal van Mohs is echter niet lineair. Dat betekent dat een steen met Mohs hardheit 4 niet 2x zo hard is als een steen met Mohs hardheid 2. Voor een beeldhouwer is het echter belangrijk om te weten hoeveel kracht je nodig hebt om een steen de bewerken. Daar heb je een absolute (lineaire) schaal voor nodig. B.v. de druksterkte van de steen (in Pascal). In de praktijk wordt vaak een klerometer gewerkt. Deze meet hoeveel kracht nodig is om met een diamant een kras op een proefsteen te maken.

Hieronder een vergelijk tussen Mohs hardheid en absolute (lineaire) hardheid.

Mohs Hardheid MineraalAbsolute Hardheid
1Talkschist1
2Steenzout*)3
3Calciet9
4Fluoriet21
5Apatiet48
6Veldspaat72
7Kwarts100
8Topaas200
9Korund400
10Diamant1600

Merk op dat het boven Mohs hardheid 3 heel snel bergop gaat. Voor een steen met hardheid 5 is bijna 50x zoveel kracht nodig om een kras te maken als in speksteen.
Daarom gebruiken we voor hardere steen ook andere gereedschappen als voor zachte steen.

Mohs definieert de hardheid van mineralen, wat zegt dat over gesteente?

De Mohs schaal leent zich uitstekend om in het veld een onbekend mineraal te identificeren. Daarvoor is die ook bedoeld. Gesteenten zijn echter doorgaans een mix van ven verschillende mineralen. Bijvoorbeeld uit samengeklonterde korrels van één mineraal.

Korrelige gesteenten

Voorbeeld kalksteen.

Bij kalksteen worden korrels calciet gebonden door b.v. klei of silica. Dan is niet (alleen) de hardheid van calciet bepalend maar ook hoe goed de “lijm” tussen de korrels is.

De meeste kalksteensoorten bestaan voor 80% tot 99% uit calciet. Calciet heef Mohs hardheid 3, maar…
– Sommige kalksteensoorten kan ik met mijn vingernagel bekrassen. Voorbeeld: mergel. Een vingernagel heeft Mohs hardheid 2.
– Andere kalksteensoorten kun je alleen met een stalen kraspen (hardheid 7) krassen.

Merk op dat gesteenten dus harder kunnen zijn dan het mineraal dat het hoofdbestanddeel ervan uitmaakt.

Sommige gesteenten harden nog na als ze na miljoenen jaren uit de berg worden gedolven.

Dat komt bij veel kalksteen- en marmersoorten voor. De verschillen tussen vers gedolven en jaren aan de lucht kunnen groot zijn.
Aan de andere kant kan marmer ook juist zachter worden door verwering. Er is dus geen vaste hardheid aan te geven van b.v. Carrara-marmer.

Neem dus altijd een proef hoe hard een steen is, voordat u koopt.

Steensoorten met sterk verschillende mineralen.

Lepardstone enthält Mineralien von sehr verschiedene Härte.
Lepardstone

Sommige gesteentes zijn opgebouwd uit mineralen met duidelijk verschillende hardheden.

Voorbeeld: Lepardstone 

De lichtgroene lagen in deze steen zijn duidelijk zachter dan de dunne donkergrijze. Dan kun je eigenlijk niet meer van de hardheid van de steen spreken. We komen dar hierna op terug.

Hoe moeilijk het bewerken van een steen is hangt niet allen van de hardheid maar ook van andere factoren af.

Zoals: splijtgedrag, taaiheid, gelaagdheid.

Wat betekent “taai” bij steen?

We gebruiken “taai” als tegenhanger van bros, snel splijtend. In een taaie steen kun je je beitel een heel eind in de steen (vast-)slaan voor de steen breekt. Bijvoorbeeld witte albast is een taaiere steensoort als seleniet.
Dat heeft invloed op de bewerking:

  • Taaie gesteenten breken niet zo snel, maar je hebt meer kracht nodig bij het werken met het spitsijzer. Dat komt doordat een spitsijzer gemaakt is om steen uit te breken.
  • Brosse gesteenten breken sneller uit. Dat kan een voordeel zijn als de steen een gelijkmatige kristalstructuur heeft, zoals bij Carrara marmer. Dan kun je snel en gecontroleerd veel steen verwijderen met een spitsijzer.

Gesteenten met kristalstructuur.

Stene met een duidelijk kristalstructuur breken voornamelijk over de kristalgrenzen uit. Bij b.v. Seleniet, wat naaldvormige kristallen heeft kan dat betekenen dat je erg moet oppassen niet tegen de kristalstructuur in te werken (vergelijkbaar met het bewerken van hout).

Stenen met haarscheuren.

Andere steensoorten hebben van nature haarscheurtjes of -scheuren. Bijvoorbeeld sommige speksteensoorten en Lepardstone.
Opmerking: Vele steensoorten zijn in de loop van hun ontstaan gebroken. Sommige ontlenen ook hun naam daaraan: beccie. Vaak zijn deze scheuren later weer opgevuld met ander materiaal. De scheur is dan “gelijmd” met een andere steensoort.
Als er echt een haarscheur in de steen zit is dit niet noodzakelijk een bezwaar om de teen toch te bewerken. Als de haarscheur gaat werken (dat kun je zien doordat de scheur een duidelijker donkere lijn in de steen wordt) of al open staat kun je de steen heel goed lijmen met dun-vloeibare secondelijm of -epoxy.

Stenen met een laagstructuur.

Weer andere stenen zijn uit laagjes opgebouwd. Deze breken gewoonlijk over die lagen gemakkelijk uit. Dan is het oppassen hoe je de steen bewerkt. Altijd met de draad meewerken. Zie plaatje

Steen met laagstructuur

Andere structuren.

"Noir de Mazy" bricht muschelförmig aus
Noir de Mazy

Sommige steensoorten breken zó uit, dat je beitel weinig grip krijgt op de steen.

Voorbeeld: Noir de Mazy:

Noir de Mazy breekt “schelpvormig” uit. Er breken tamelijk vlakke stukken uit de oppervlakte zo dat er geen plekken ontstaan waar je beitel houvast heeft. Deze steensoort is niet erg hard, maar door zijn gedrag toch moelijker te bewerken. .

Conclusie:

Hoe moeilijk een steen te bewerken is is ook lastig in te schatten. Dat hangt af van hardheid van de mineralen erin, van de structuur van de steen en soms zelfs van de tijd dat hij boven de grond is.

Doe een proefje om te kijken hoe de steen te bewerken is.

Als je een steensoort koopt die je niet kent: neem altijd een proefje (met rasp of hamer en beitel). Serieuze handelaren staan dat altijd toe.

Maar pas op: bij z’n proefje komt er altijd wel wat van de steen af. Je denkt dan: dat zal wel lukken. Maar dat is bedrieglijk. Kijk goed hoeveel er met hoeveel kracht van de steen afgaat.