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Erschienen in:
Natural Stones in Architecture: Introduction Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

3. Physical and Mechanical Properties of Rocks

verfasst von : Siegfried Siegesmund, Helmut Dürrast

Erschienen in: Stone in Architecture

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

Since early antiquity, dimension stones have been used as building materials due to their natural beauty and availability, and the diversity of their applications has been increasing ever since. As any other building material, dimension stones today have to fulfill the physical and technical requirements demanded by architects. This chapter focuses on the physical and mechanical properties of dimension stones, while emphasizing that stones are an old, yet still modern, building material. Among the parameters discussed here are water absorption, thermal conductivity and expansion, hygric and hydric properties, strength, abrasion, the more modern aspect of breaking load at the dowel hole, and ultrasonic wave velocities. Extensive data sets and a variety of case studies reveal relationships between the physical properties and the internal fabric elements of the dimension stones, such as sedimentary layering, metamorphic foliation, pores, and microcracks. In addition, these fabric elements are often responsible for the weathering behavior of the dimension stones, which not only affects the heritage but also the safety of modern buildings. This is illustrated through laboratory experiments and case studies.

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Literatur
Aires-Barros L, Graca RC, Velez A (1975) Dry and wet laboratory tests and the thermal fatigue of rocks. Eng Geol 9:249–265
Archie GE (1952) Classification of carbonate reservoir rocks and petrophysical considerations. AAPG Bull 36:278–298
Arikan F, Ulusay R, Aydin N (2007) Characterization of weathered acidic volcanic rocks and a weathering classification based on a rating system. Bull Eng Geol Environ 66(4):415–430
ASTM C 880-89 (1989) Flexural strength of dimension stones. Beuth, Berlin
Babuska V, Cara M (1991) Seismic anisotropy in the earth. Kluwer Academic Press, Dordrecht
Battaglia S, Franzini M, Mango F (1993) High sensitivity apparatus for measuring linear thermal expansion: preliminary result on the respond of marbles. Nuovo Cimento C 16:453–461
Bauer SJ, Johnson B (1979) Effects of slow uniform heating on the physical properties of Westerly and Charocoal granites. Proceedings of 20th symposium on rock mechanics, Austin, pp 7–18
Bieniawski ZT (1967) Mechanism of the fracture of rocks. Pergamon Press, New York
Birch F (1960) The velocity and compressional waves in rocks to 10 kilobars. Part 1. J Geophys Res 65:1083–1102
Birch F (1961) The velocity and compressional waves in rocks to 10 kilobars. Part 2. J Geophys Res 66:2199–2224
Birch F, Clark H (1940) The thermal conductivities of rocks and its dependence upon temperature and composition. Part I. Am J Sci 238:529–558
Bland W, Rolls D (1998) Weathering. Arnold, London
Blasi P, Frisa Morandini A, Mancini R, et al (2000) Investigación experimental sobre los ensayos de flexión en los mármoles: confianza de los resultados y efecto escala. Roc Maquina–Dimension Stone Industry 36:20–25
Blöchl B, Kirchner D, Stadlbauer E (1998) Die hygrische Dehnung von Baumberger Kalksandstein–tonmineralogische und gesteinsphysikalische Aspekte. Arbeitshefte zur Denkmalpflege in Niedersachsen 15:46–53
Brakel J, Modry S, Svata M (1981) Mercury porosimetry: state of the art. Powder Tech 29:1–12
Brosch FJ, Schachner K, Bluemel M et al (2000) Preliminary investigation results on fabrics and related mechanical properties of an anisotropic gneiss. J Struct Geol 22:1773–1787
Brunauer S, Emmett PH, Teller E (1938) Adsorption of gases in multimolecular layers. J Am Chem Soc 60(2):309–319
Bucher WH (1956) Role of gravity in orogenesis. Bull Geol Soc Am 67:1295–1318
Buntebarth G (1982) Density and seismic velocity in relation to mineralogical constitution based on an ionic model for minerals. Earth Planet Sci Lett 57:358–366
Buntebarth G (1991) Thermal properties of KTB-Oberpfalz VB core samples at elevated temperature and pressure. Sci Drill 2:73–80
Buntebarth G (1992) Variation of thermal conductivity with structure of rocks. In: Buntebarth G (ed) Thermal properties of crustal materials. Sitzungsberichte der 22. Sitzung FKPE-Arbeitsgruppe and 92th Seminar of Dr WH Heraeus and E Heraeus-Stiftung
Buntebarth G, Rueff P (1987) Laboratory thermal conductivity applied to crustal conditions. Rev Brasil Geofisica 5:103–109
Cammerer JS (1954) Das Verhalten der wichtigsten Baustoffe gegenüber flüssigen und dampfförmigen Wasser. Tonind Ztg 78:199–204
Ceryan S, Tudes S, Ceryan N (2008) Influence of weathering on the engineering properties of Harsit granitic rocks (NE Turkey). Bull Eng Geo Environ 67:97–104
Chitsazian A (1985) Beziehung zwischen Mineralbestand, Gefüge und technologischen Eigenschaften der Niedersächsischen ‘Wealden’-Sandsteine (Unterkreide). Mitt Geol Institut Univ Hannover, Hannover
Choquette PW, Pray LC (1970) Geologic nomenclature and classification of porosity in sedimentary carbonates. Am Assoc Petrol Geol Bull 54:207–250
Christensen NI (1968) Chemical changes associated with upper mantle structure. Tectonophysics 6:331–342
Christensen NI (1979) Compressional wave velocities in rocks at high temperatures and pressures, critical thermal gradient, and crustal low-velocity zones. J Geophys Res 84:6849–6857
Clauser C, Huenges E (1995) Thermal conductivity of rocks and minerals. In: Ahrens TJ (ed) Rock physics and phase relations—a handbook of physical constants. AGU Ref Shelf. Vol 3. American Geophysical Union, Washington
Clemens K, Grimm W-D, Poschlod K (1990) Zur Kennzeichnung des Korngefüges und des Porenraumes der Naturwerksteine. In: Grimm W-D (ed) Bildatlas wichtiger Denkmalgesteine der Bundesrepublik Deutschland. Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, Munich
Crosson RS, Lin JW (1971) Voigt and Reuss predictions of anisotropic elasticity of olivine. J Geophys Res 76:570–578
David Ch (2006) Buntsandsteine-Bausandsteine, Marburger Bausandsteine unter der Lupe. Marburger Geowissenschaften 3:1–129
De Quervain F (1967) Technische Gesteinskunde. Lehrbücher und Monographien aus dem Gebiete der exakten Wissenschaften. Mineralogisch-geotechnische Reihe, Bd 1. Birkhäuser, Basel
DIN 52 105 (1988) Prüfung von Naturstein. Druckversuch.—2 S. Beuth, Berlin
DIN 66131 (1993) Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Feststoffen durch Gasadsorption nach Brunauer, Emmett und Teller (BET). Beuth, Berlin
DIN EN 1097–6 (2005) Tests for mechanical and physical properties of aggregates—part 6: determination of particle density and water absorption. German version EN 1097–6 European Committee for Standardization. Beuth, Berlin
DIN EN 12372 (1999) Natural stone test methods—determination of flexural strength under concentrated load. German version EN 12372 European Committee for Standardization. Beuth, Berlin
DIN EN 13161 (2008) Natural stone test methods—determination of flexural strength under constant moment. German version EN 13161, European Committee for Standardization. Beuth, Berlin
DIN EN 13364 (2002) Natural stone test methods—determination of the breaking load at dowel hole. German version EN 13364 European Committee for Standardization. Beuth, Berlin
DIN EN 1926 (1999) Natural stone test methods—determination of uniaxial compressive strength. German version EN 1926 European Committee for Standardization. Beuth, Berlin
DIN EN 12572 (2009) Hygrothermal performance of building materials and products—determination of water vapour transmission properties. German version EN 12572, European Committee for Standardization. Beuth, Berlin
Doveton JH (1987) Log analysis of petrofacies and lithofacies. GFZ Logging Course, Geoforschungszentrum Potsdam, Potsdam
Dubinin MM (1979) Micropore structures of charcoal adsorbents. 1. A general characterization of micro- and supermicropores in the fissure model. Proc Acad Sci USSR 8:1691–1696
Dürrast H, Jahns E, Tischer A et al (2001) Vorzugsorientierungen der Mikrorissbildung im triaxialen Verformungsexperiment am Beispiel des Piesberger Sandsteins. Z dtsch geol Ges 152:611–620
Dürrast H, Rasolofosaon PNJ, Siegesmund S (2002) P-wave velocity and permeability distribution of sandstones from a fractured tight gas reservoir. Geophysics 67:241–253
Dürrast H, Siegesmund S (1999) Correlation between rock physics and physical properties of carbonate reservoir rocks. Int J Earth Sci 88:392–408
Dürrast H, Siegesmund S, Prasad M (1999) Schadensanalyse von Natursteinen mittels Ultraschalldiagnostik: Möglichkeiten und Grenzen. Z dtsch geol. Ges 150(2):359–374
Fitzner B (1970) Die Prüfung der Frostbeständigkeit von Naturbausteinen. Geol Mitt 10:205–296
Fitzner B (1988) Untersuchung der Zusammenhänge zwischen dem Hohlraumgefüge von Natursteinen und physikalischen Verwitterungsvorgängen. Mitt Ing Geol Hydrogeol 29:1–217
Fitzner B, Basten D (1994) Gesteinsporosität—Klassifizierung, meßtechnische Erfassung und Bewertung ihrer Verwitterungsrelevanz—Jahresberichte aus dem Forschungsprogramm “Steinzerfall-Steinkonservierung” 1992, Förderprojekt des Bundesministers für Forschung und Technologie. Verlag Ernst & Sohn, Berlin
Fitzner B, Heinrichs K (1992) Verwitterungszustand und Materialeigenschaften der Kalksteine des Naumburger Doms—Jahresberichte aus dem Forschungsprogramm “Steinzerfall-Steinkonservierung” 1990, Förderprojekt des Bundesministers für Forschung und Technologie. Verlag Ernst & Sohn, Berlin
Fitzner B, Kownatzki R (1991) Porositätseigenschaften und Verwitterungsverhalten von sedimentären Naturwerksteinen. Bauphysik 13(4):111–119
Fitzner B, Snethlage R (1983) Modellvorstellungen zum Kristallisations- und Hydratationsdruck von Salzen im Porenraum von Sandsteinen. Sitzungsbericht des Arbeitskreises ‘Naturwissenschaftliche Forschung an Kunstgütern aus Stein’, Erlangen
Franklin JA, Dusseault MB (1989) Rock engineering. McGraw Hill Publ, New York
Franzen C, Mirwald PW (2004) Moisture content of natural stones: static and dynamic equilibrium with atmospheric humidity. Environ Geol 46:391–401
Fredrich JT, Wong TF (1986) Micromechanics of thermally induced cracking in three crustal rocks. J Geophys Res 91(B12):12743–12764
Garrecht H (1992) Porenstrukturmodelle für den Feuchtehaushalt von Baustoffen mit und ohne Salzbefrachtung und rechnerische Anwendung auf Mauerwerk. Dissertation, Schriftenreihe des Instituts für Massivbau und Baustofftechnologie, Karlsruhe
Gebrande H (1982) Elasticity and inelasticity. In: Augenheister G (ed) Landolt-Börnstein, Band 1, Physikalische Eigenschaften der Gesteine. Springer, Berlin
Glover PW, Baud P, Darot M et al (1995) Alpha/beta phase transition in quartz monitored using acoustic emissions. Geophys J Int 120:775–782
Goudie AS (1974) Further experimental investigations of rock weathering by salt and other mechanical processes. Z Geomorph 21:1–12
Greger O (1930) Druckfestigkeit und Bergfrische beim Granit. Straßenbau 21:99–102
Gregg SJ, Sing KSW (1982) Adsorption, surface area and porosity. Academic, London
Grelk B, Goltermann P, Schouenborg B et al (2004) The laboratory testing of potential bowing and expansion of marble. In: Prikryl R (ed) Dimension stone 2004. Taylor & Francis Group, London
Griesser UJ, Dillenz J (2002) Neuartiges, vollautomatisches Feuchtesorptionsprüfgerüt mit hohem Probendurchsatz. Conf Proc 9. Feuchtetag, Weimar
Griggs DT (1936) The factor of fatigue in rocks exfoliation. J Geol 44:781–796
Grimm W-D (1990) Bildatlas wichtiger Denkmalgesteine in Deutschland. Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, München
Grimm W-D (1999) Beobachtungen und Überlegungen zur Verformung von Marmorobjekten durch Gefügeauflockerung. Z dtsch geol Ges 150:195–236
Grüneisen E (1926) Zustand des festen Körpers. In: Geiger H, Scheel K (eds) Handbuch der Physik. Vol. 10, Thermische Eigenschaften der Stoffe. Springer, Berlin
Hajpal LM, Török A (2004) Mineralogical and colour changes of quartz sandstones by heat. Environ Geol 46:311–322
Han D-H, Nur A, Morgan D (1986) Effects of porosity and clay content on wave velocities in sandstones. Geophysics 51:2093–2107
Hawkins AB, McConnell BJ (1992) Sensitivity of sandstone strength and deformability to changes in moisture content. Quart J Eng Geol 25:115–130
Heinrichs K (2005) Diagnose der verwitterungsschäden an den Felsmonumenten der antiken Stadt Petra (Jordanien). Aachener Geowiss Beiträge 41:1–144
Hirschwald J (1912) Die Prüfung der natürlichen Bausteine auf ihre Verwitterungsbeständigkeit. Verlag W Ernst & Sohn, Berlin
Hockmann A, Kessler DW (1950) Thermal and moisture expansion studies of some domestic granites. US Bur Stand J Res 44:395–410
Hoffmann A, Siegesmund S (2007) Investigation of dimension stones in Thailand: an approach to a methodology for the assessment of stone deposits. Z dtsch Ges Geowiss 158/3:375–416
Holm A (2001) Ermittlung der Genauigkeit von instationären hygrothermischen Bauteilberechnungen mittels eines stochastischen Konzepts. Diss Uni Stuttgart
Horai K, Baldridge WS (1972) Thermal conductivity of nineteen igneous rocks, I: application of the needle probe method to the measurement of the thermal conductivity of rock. Phys Earth Planet Inter 5:151–156
Horai K, Simmons G (1969) Thermal conductivity of rock forming minerals. Earth Planet Sci Lett 6:259–268
Horai K, Susaki J (1989) The effect of pressure on the thermal conductivity of silicate rocks up to 12 kbar. Phys Earth Planet Int 55:292–305
Hörenbaum W (2005). Verwitterungsmechanismen und Dauerhaftigkeit von Sandsteinsichtmauerwerk. Schriftenreihe des Instituts für Massivbau und Baustofftechnologie, TH Karlsruhe, Karlsruhe
Howarth DF, Rowlands JC (1987) Quantitative assessment of rock texture and correlation with drillability and strength properties. Rock Mech Rock Eng 20:57–85
Ide JM (1937) The velocity of sound in rocks and glasses as a function of temperature. J Geol 45:689–716
Illiev IG (1967) An attempt to estimate the degree of weathering of intrusive rocks from their physica-mechanical properties. Proceedings of 1st international congress of the International Society of Rock Mechanics, Lisbon. Vol 1, pp 109–114
Jiménez González I, Scherer GW (2004) Effect of swelling inhibitors on the swelling and stress relaxation of clay bearing stones. Environ Geol 46:364–377
Katzschman L, Aselmeyer G, Auras M (2006) Natursteinkataster Thüringen. IFS-Bericht 23:1–196
Kern H, Siegesmund S (1989) A test of the relationship between seismic velocity and heat production for crustal rocks. Earth Planet Sci Lett 92:89–94
Kettenacker L (1930) Über die Feuchtigkeit in Mauern. Ges Ing 53:721–728
Kießl K (1983) Kapillarer und dampfförmiger Feuchtetransport in mehrschichtigen Bauteilen. Diss, Univ Essen
Kim D-C, Manghnani MH, Schlanger SO (1985) The role of diagenesis in the development of physical properties of deep-sea carbonate sediments. Marine Geol 69:69–91
Klima K, Kluhanek O (1968) Quantitative correlation between preferred orientation of grains and elastic anisotropy of marble. IEEE Geisci Electron GE- 6:139
Klopfer H (1974) Wassertransport durch Diffusion in Feststoffen. Bauverlag, Wiesbaden
Klopfer H (1985) Feuchte. In: Lutz P, Jenisch R, Klopfer H et al (eds) Lehrbuch der Bauphysik. Teubner, Stuttgart
Koch A, Siegesmund S (2001) Gesteinstechnische Eigenschaften ausgewählter Bausandsteine. Z dtsch geol Ges 152:681–700
Koch A, Siegesmund S (2004) The combined effect of moisture and temperature on the anomalous behavior of marbles. Environ Geol 46(3-4):350–363
Koch A, Siegesmund S (2005) Gesteinstechnische Eigenschaften von Sandsteinen. Naturstein 5:84–91
Koch R, Sobott R (2005) Porosität in Karbonatgesteinen—Genese, Morphologie und Einfluss auf Verwitterung und Konservierungsmaßnahmen. Z dtsch geol Ges 156:33–50
Kocher M (2005) Quelldruckmessungen und thermische Druckmessungen an ausgewählten Sandsteinen. PhD thesis, LMU München
Kodikara J, Barbour SL, Fredlund DG (1999) Changes in clay structure and behavior due to wetting and drying. In: 8th Australian-New Zealand conference on geomechanics, Australian Geomechanics, Hobart
Köhler W (1991) Untersuchungen zu Verwitterungsvorgängen an Carrara-Marmor in Potsdam- Sanssouci. Berichte zu Forschung und Praxis der Denkmalpflege in Deutschland. Steinschäden-Steinkonservierung 2:50–53
Köhler W (2009) Riss- und Verwitterungsanalytik mit zerstörungsfreien Verfahren. In: Venzmer H (ed) EU-Sanierungskalender 2009. Beuth, Berlin
Krantz RL (1983) Microcracks in rocks: a review. Tectonophysics 100(1-3):449–480
Kraus K (1985) Experimente zur immissionsbedingten Verwitterung der Naturbausteine des Kölner Doms im Vergleich zu deren Verhalten am Bauwerk. University of Cologne
Krus M (1995) Feuchtetransport- und Speicherkoeffizienten poröser mineralischer Baustoffe. Theoretische Grundlagen und neue Messtechniken. Diss Univ Stuttgart
Künzel H (1994) Verfahren zur ein- und zweidimensionalen Berechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports in Bauteilen mit einfachen Kennwerten. Diss Univ Stuttgart
Künzel HM, Krus M (1995) Beurteilung des Feuchteverhaltens von Natursteinfassaden durch Kombination von rechnerischen und esperimentellen Untersuchungsmethoden. Intern Z Bauinstandsetzen 1:5–20
Kürzl H (1988) Exploratory data analysis: recent advances for the interpretation of geochemical data. J Geochem Explor 30:309–322
Landolt-Börnstein (1982) New series, group V(1a): geophysics. Springer, Berlin
Langheinrich G (1983). Wärmeleitfähigkeiten anisotroper Gesteine. Geol Rdsch 72:541–588
Lentschig E (1971) Qualitätspässe für Werksteine. Techn Inf Zuschlagstoffe und Natursteine 3:13–19 and 4:27–32
LGA (1988) Richtlinie zur Bestimmung der Ausbruchslast am Ankerdornloch in Fassasenplatten aus Naturwerkstein. 1987 ed. with corr. Landesgewerbeanstalt Bavaria, Zweigstelle Würzburg, Würzburg
Lu C, Jackson I (1998) Seismic-frequency laboratory measurements of shear mode viscoelasticity in crustal rocks: II thermally stressed quartzite and granite. Pure Appl Geophys 153(2–4):441–473
Lucia FJ (1983) Petrophysical parameters estimated from visual description of carbonate rocks: a field classification of carbonate pore space. J Petrol Tech 35:626–637
Lucia FJ (1995) Rock fabric/petrophysical classification of carbonate pore space for reservoir characterization. Am Assoc Petrol Geol Bull 79:1275–1300
Lucia FJ (1999) Carbonate reservoir characterization. Springer, Berlin
Lukas R (1990) Die Naturwerksteine Baden-Württembergs und ihre Wetterbeständigkeit sowie Verwitterungsprofile ausgewählter Carbonatgesteine. Diss Univ Munich
Madsen FT (1976) Quelldruckmessungen an Tongesteinen und Berechnung des Quelldrucks nach der DLVO-Theorie. Mitt Institutes für Grundbau und Bodenmechanik, ETH Zürich 108:1–65
Madsen FT, Nüesch R (1990) Langzeitquellverhalten von Tongesteinen und tonigen Sulfatgesteinen. Mitt Institutes für Grundbau und Bodenmechanik, ETH Zürich 140:1–51
Meng B (1993) Charakterisierung der Porenstruktur im Hinblick auf die Interpretation von Feuchtetransportvorgängen. Aachener Beitr Bauforsch 3:1–71
Messmer JH (1965) The thermal conductivity of porous media. IV Sandstones. The effect of temperature and saturation. Proceedings of 5th conference on thermal conductivity. Vol 1, pp 1–29
Metz F (1992) Zur Charakterisierung von Porenraum und ausgewählten Gebrauchseigenschaften verschiedener Natursteine. Hochschul Sammlung Naturwiss Mineral 2:1–164
Mirwald P (1997) Physikalische Eigenschaften der Gesteine. In: Berufsbildungswerk des Steinmetz- und Bildhauerhandwerks e.V. (ed) Ebner, Ulm
Monicard RP (1980) Properties of Reservoir Rocks: Core Analysis. Edition Technip, Paris
Morales M (2011) Dimensional stones of Uruguay. PhD thesis, University of Goettingen
Morales M, Oyhantcabal P, Stein K-J, Siegesmund S (2010) Black dimensional stones: geology, technical properties and deposit characterization of the dolerites from Uruguay. Environ Earth Sci. doi:10.​1007/​s12665-010-0827-5
Morales Demarco M, Jahns E, Ruedrich J et al (2007) The impact on partial water saturation in rock strength: an experimental study on sandstone. Z dtsch Ges Geowiss 158:869–882
Mosch S, Siegesmund S (2007) Statistische Bewertung gesteintechnischer Kenndaten von Natursteinen. Z dtsch Ges Geowiss 158(4):821–868
Mügge O (1898) Über Translationen und verwandte Erscheinungen in Kristallen. Neues Jahrbuch Miner Geol Palaeont 1:71–158
Müller F (2001) Gesteinskunde. Ebner, Ulm
Nafe JE, Drake CL (1963) Physical properties of marine sediments. In: Hill MN (ed) The earth beneath the sea: history. Wiley-Interscience, New York
Niesel K, Schimmelwitz P (1982) Zur quantitativen Kennzeichnung des Verwitterunsgverhaltens von Naturwerksteinen anhand ihrer gefügemerkmale. Bundesamt für Materialprüfung Forsch- Ber 86:1–100
Nur A, Simmons G (1969) The effect of saturation on velocity in low porosity rocks. Earth Planet Sci Lett 7:183–193
O’Connell RJ, Budiansky B (1974) Seismic velocities in dry and saturated cracked solids. J Geophys Res 79(35):5412–5426
Ollier C (1984) Weathering. Longman, New York
Ondrasina J, Kirchner D, Siegesmund S (2002) Frost/Thaw cycles and their influence on marble deterioration: a long-term experiment. Geol Soc Spec Publ 205:8–17
Peck L, Barton CC, Gordon RB (1985) Microstructure and resistance of a rock to tensile fracture. J Geophys Res B 90:11533–11546
Peel RF (1974) Insolation weathering: some measurements of diurnal temperature changes in exposed rocks in the Tibesti Region, Central Sahara. Z Geomorph 21:19–28
Peschel A (1974) Zur Ermittlung und Bewertung von Festigkeitseigenschaften bei Natursteinen. Z Angew Geol 20:118–128
Peschel A (1977) Natursteine. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig
Peschel A (1983) Natursteine. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig
Picot P, Johan Z (1977) Atlas of ore minerals. Bureau de Recherches Geologiques et Minieres, Orleans
Popp T (1994) Der Einfluß von Gesteinsmatrix, Mikrorißgefügen und intergranularen Fluiden auf die elastischen Wellengeschwindigkeiten und die elektrische Leitfähigkeit krustenrelevanter Gesteine unter PT-Bedingungen. Diss Univ Kiel
Poschlod K (1990) Das Wasser im Porenraum kristalliner Naturwerksteine. Münchener Geowiss Abh B 7, Verlag Dr. Friedrich Pfeil, Munich
Pribnow D, Williams CF, Burkhardt H (1993) Well log-derived estimates of thermal conductivity in crystalline rocks penetrated by the 4-km deep KTB Vorbohrung. Geophys Res Lett 20(12):1155–1158
Primavori P (1999) Planet stone. Giorgio Zusi Editore S.A.S, Verona
Pros Z, Babuška V (1967) A method for investigating the elastic anisotropy on spherical rock samples. Z Geophys 33:289–291
R Development Core Team (2005) R: a language and environment for statistical computing, R Foundation for Statistical Computing, Vienna. http://​www.​R-project.​org. Accessed 20 July 2010
Rasolofosaon P, Rabbel W, Siegesmund S et al (2000) Characterization of crack distribution: fabric analysis versus ultrasonic inversion. Geophys J Int 141:413–424
Richter D, Simmons G (1974) Thermal expansion behavior of igneous rocks. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 11:403–411
Robertson EC, Peck DL (1974) Thermal conductivity of vesicular basalt from Hawaii. J Geophys Res 79:4875–4888
Rohowski H (2001) Druckfestigkeit und Ausbruchlast neu geregelt. Naturstein 3:88–92
Rösler HJ (1991) Lehrbuch der Mineralogie. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig
Roth ES (1955) Temperature and water content as factors in desert weathering. J Geol 73:454–468
Rudnick RL, Fountain DM (1995) Nature and composition of the continental crust: a lower crustal perspective. Rev Geophys 33:267–309
Ruedrich J (2003) Gefügekontrollierte Verwitterung natürlicher und konservierter Marmore. Diss Univ Göttingen
Ruedrich J, Bartelsen T, Dohrmann R, Siegesmund S (2010a) Building sandstone integrity affected by the process of hygric expansion. Environ Earth Sci. doi:10.​1007/​s12665-010-0767-0
Ruedrich J, Kirchner D, Siegesmund S (2010b) Physical weathering of building stones induced by freeze thaw action: a laboratory long-term study. Environ Earth Sci. doi:10.​1007/​s12665-010-0826-6
Ruedrich J, Rothert E, Fitzner B et al (2005a) Schadensanalyse an Gebäuden aus Kalksteinen auf Malta. In: Siegesmund S, Snethlage R, Auras M (eds) Stein-Zerfall und Konservierung. Edition Leipzig, Leipzig
Ruedrich J, Seidel M, Kirchner D et al (2005b) Salzverwitterung, hygrische und thermische Dehnung als auslösende Schadensquantitäten. Z dtsch geol Ges 156(1):59–74
Ruedrich J, Seidel M, Rothert E et al (2007) Length change behaviour of sandstones induced by salt crystallisation. In: Prikryl R, Smith BJ (eds) Building stone decay: from diagnosis to conservation. Geol Soc London Spec Pub, London
Ruedrich J, Siegesmund S (2006) Fabric dependence of length change behaviour induced by ice crystallization in the pore space of natural building stones. In: Fort A, Alvarez de Buergo M, Gomez-Heras M et al (eds) Heritage, weathering and conservation. Taylor & Francis Group, London
Ruedrich J, Siegesmund S (2007) Salt-induced weathering: an experimental approach. Environ Geol 52:225–249
Ruedrich J, Weiss T, Siegesmund S (2001) Deterioration characteristics of marbles from the Marmorpalais Potsdam (Germany): a compilation. Z dtsch geol Ges 152:637–664
Rybach J, Buntebarth G (1982) Relationship between the petrophysical properties density, seismic velocity, heat production and mineralogical constitution. Earth Planet Sci Lett 57:367–376
Sage JD (1988) Thermal microfracturing of marble. In: Marinos PG, Koukis GC (eds) Engineering geology of ancient works, monuments and historical sites. Balkema, Rotterdam
Schild M, Siegesmund S, Vollbrecht A et al (2001) Characterization of granite matrix porosity and pore-space geometry by in situ and laboratory measurements. Geophys J Int 146:111–125
Schlanger SO, Douglas RG (1974) The pelagic ooze-chalk-limestone transition and its implication for marine stratigraphy. Spec Pub Int Assoc Sediment 1:117–148
Schön J (1983) Petrophysik. Akademie, Berlin
Schön J (1996). Physical properties of rocks. Handbook of geophysical exploration. Vol 18. Pergamon, Oxford, New York
Schuh H (1987) Physikalische Eigenschaften von Sandsteinen und ihren verwitterten Oberflächen. Münchner Geowiss Abh (B), Verlag Dr. Friedrich Pfeil, Munich
Sebastian E, Cultrone G, Benavente D et al (2008) Swelling damage in clay-rich sandstones used in the church of San Mateo in Tarifa (Spain). J Cult Heritage 9:66–76
Segall P, Pollard DD (1980) Mechanics of discontinuous faults. J Geophys Res 85:4337–4350
Shushakova V, Fuller ER Jr, Siegesmund S (2010) Influence of shape fabric and crystal texture on marble degradation phenomena: simulations. Environ Earth Sci. doi:10.​1007/​s12665-010-0744-7
Siegesmund S (1994) Modelling of the thermal conductivity observed in paragneisses of the KTB pilot hole. Sci Drill 4:207–213
Siegesmund S (1996) The significance of rock fabrics for the geophysical interpretation of geophysical anisotropies. Geotekt Forsch 85:1–123
Siegesmund S, Dahms M (1994) Fabric-controlled anisotropy of elastic, magnetic and thermal properties. In: Bunge HJ, Siegesmund S, Skrotzki W et al (eds) Textures of geological materials. DGM Informationsgesellschaft, Oberursel
Siegesmund S, Grimm W-D, Dürrast H et al (2010) Limestones in Germany used as building stones: an overview. In: Smith B, Gomez-Heras M, Viles H et al (eds) Limestone in the built environment: present day challenges to preserve the past. Geol Soc Spec Pub London, London
Siegesmund S, Kruhl J, Lüschen E (1996) Petrophysical and seismic features of the exposed lower continental crust in Calabria (Italy): field observation versus modelling. Geotekt Forschungen 85:125–163
Siegesmund S, St Mosch, Scheffzük Ch et al (2008a) The bowing potential of granitic rocks: rock fabrics, thermal properties and residual strain. Environ Geol 55:1437–1448
Siegesmund S, Ruedrich J, Koch A (2008b) Marble bowing: comparative studies of different public building facades. Environ Geol 56:473–494
Siegesmund S, Ruedrich J, Weiss T (2004a) Marble deterioration. In: Prikryl R (ed) Dimension stone 2004. Taylor & Francis Group, London
Siegesmund S, Ullemeyer K, Weiß T et al (2000a) Physical weathering of marbles caused by anisotropic thermal expansion. Int J Earth Sci 89:170–182
Siegesmund S, Vollbrecht A, Chlupac T et al (1993) Fabric-controlled anisotropy of petrophysical properties observed in KTB-core samples. Sci Drill 4:31–54
Siegesmund S, Vollbrecht A, Ullemeyer K et al (1997) Anwendung der geologischen Gefügekunde zur Charakterisierung natürlicher Werksteine—Fallbeispiel: Kauffunger Marmor. Int J Restor Build Monum 3:269–292
Siegesmund S, Vollbrecht A, Weiss T (2002) Gefügeanisotropien und ihre Bedeutung für Naturwerksteine. Naturstein 7:76–81
Siegesmund S, Weiß T, Vollbrecht A et al (1999) Marble as a natural building stone: rock fabrics, physical and mechanical properties. Z dtsch geol Ges 150(2):237–258
Siegesmund S, Weiss T, Ruedrich J (2004b) Schadensmonitoring mittels Ultraschalldiagnostik. Restauro 2:98–105
Siegesmund S, Weiss T, Tschegg EK (2000b) Control of marble weathering by thermal expansion and rock fabrics. Proceedings of 9th international congress on deterioration and conservation of stone, Venice. Elsevier, Amsterdam, pp 19–24
Simmons G (1964) Velocity of compressional waves in various minerals at pressures to 10 kbars. J Geophys Res 69:1117–1121
Simmons G, Cooper HW (1978) Thermal cycling cracks in three igneous rocks. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 15:145–148
Simmons G, Nur A (1969) Properties of granites in situ and their relation to laboratory measurements. Science 162:789
Sinclair SW (1980) Analysis of macroscopic fractures on Teton Anticline, Northwestern Montana. MSc Thesis, Texas A&M University
Sippel J, Siegesmund S, Weiss T et al (2007) Decay of natural stones caused by fire damage. In: Prikryl R, Smith BJ (eds) Building stone decay: from diagnosis to conservation. Geol Soc Spec Pub, London
Snethlage R (1984) Steinkonservierung, Forschungsprogramm des Zentrallabors für Denkmalpflege 1979–1983. Bericht für die Stiftung Volkswagenwerk. Arbeitsheft Bayr Landesamt Denkmalpflege 22. Lipp, Munich
Snethlage R (2005) Leitfaden zur Steinkonservierung. Fraunhofer IRB, Stuttgart
Snethlage R, Hoffmann D, Knöfel D (1986) Simulation der Verwitterung von Naturstein. Teil 2: Physikalisch-chemische Verwitterungsreaktionen. In: Wittmann FH (ed) 2nd Int Kolloqium’Werkstoffwissenschaften und Bausanierung’. Technische Akademie, Esslingen
Snethlage R, Wendler E (1997) Moisture cycles and sandstone degradation. In: Baer N, Snethlage R (eds) Saving our architectural heritage, the conservation of historic stone structures. Dahlem Workshop Reports ES20. Wiley, Chichester
Stearns DW (1967) Certain aspects of fracture in naturally deformed rocks. In Ricker RE (ed) NSF Adv Sci Sem in Rock Mech, Bedford
Steindlberger E (2003) Vulkanische Gesteine aus Hessen und ihre Eigenschaften als Naturwerksteine. Geol. Abhandlungen Hessen 110:1–67
Steindlberger E (2004) Volcanic tuffs from Hesse (Germany) and their weathering behaviour. Environ Geol 46:378–390
Stockhausen N (1981) Die Dilatation hochporöser Festkörper bei Wasseraufnahme und Eisbildung. Diss TU Munich
Strohmeyer D (2003) Gefügeabhängigkeit technischer Eigenschaften. PhD thesis, Univ Göttingen
Strohmeyer D, Siegesmund S (2002) Influence of anisotropic fabric properties on the mechanical strength of selected building stones. Geol Soc Spec Publ 205:114–135
Stück H, Fischer C, Siegesmund S (2010) Bausteine der Region Drei Gleichen: Entstehung, Charakterisierung, Verwitterung. In: Siegesmund S, Hoppert M (eds) Die Drei Gleichen: Baudenkmäler und Naturraum. Editon Leipzig, Leipzig
Stück H, Forgó Z, Ruedrich J et al (2008) The behaviour of consolidated volcanic tuffs: weathering mechanisms under simulated laboratory conditions. Environ Geol 56:699–713
Thill RE, Willard RJ, Bur TR (1969) Correlation of longitudinal velocity variation with rock fabric. J Geophys Res 74:4897–4909
Thuro K, Plinninger RJ, Zäh S (2001) Scale effects in rock strength properties. Part 1: unconfined compressive test and Brazilian test. In: Särkkä P, Eloranta P (eds) Rock mechanics—a challenge for society. Proceedings of ISRM regional symposium on Eurock 2001, Espoo. Taylor and Francis Group, London
Török A (2007) Geologia Mernököknek. Müegyetemi Kladno, Budapest
Tournier B, Jeannette D, Destrigenville C (2000) Stone drying: an approach of the effective evaporation surface area. In: Fassina V (ed) 9th international congress on deterioration and conservation of stone. Elsevier, Amsterdam
Tucker ME (1985) Einführung in die Sedimentpetrologie. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart
UNI 9724/5 (1990) Materiali lapidei. determinazione della resistenza a flessione—Norma parte 5a. UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione, Milano
van Golf-Racht TD (1996) Naturally-fractured carbonate reservoirs. In: Chilingarian GV, Mazullo SJ, Rieke HH (eds) Carbonate reservoir characterization: a geologic-engineering analysis, part II. Elsevier, Amsterdam
Vietor T (1993) Entfestigung von KTB-Gesteinen im Kriechexperiment unter dem Einfluß verschiedener Flüssigkeiten. Diplom Thesis Univ Göttingen
Viles HA, Camuffo D, Fitz S et al (1997) Group report: what is the state of our knowledge of the mechanisms of deterioration and how good are our estimates of rates of deterioration? In: Baer NS, Snethlage R (eds) Report of the Dahlem workshop on saving our architectural heritage: the conservation of historic stone structures. Wiley, Hoboken
von Moos A, De Quervain F (1948) Technische Gesteinskunde. Birkhäuser, Basel
Vos BH (1978) Hygric methods fort he determination of the behaviour of stones. International symposium on deterioration of stone monuments. UNESCO-RILEM, Paris
Wangler TP, Scherer GW (2008) Clay swelling mechanism in claybearing sandstones. Environ Geol 56:529–534
Washburn EW (1921) A method of determining the distribution of pore sizes in a porous material. Proc Nat Acad Sci 7:115
Weiss G (1992) Die Eis- und Salzkristallisation im Porenraum von Sandsteinen und ihre Auswirkungen auf das Gefüge unter besonderer Berücksichtigung gesteinsspezifischer Parameter. Münchner Geowiss Abh B 9, Verlag Dr. Friedrich Pfeil, Munich
Weiss T, Rasolofosaon PNJ, Siegesmund S (2001) Thermal microcracking in Carrara marble. Z dtsch geol Ges 152(2-4):621–636
Weiss T, Rasolofosaon PNJ, Siegesmund S (2002a) Ultrasonic velocities as a diagnostic tool for the quality assessment of marble. In: Siegesmund S, Weiss T, Vollbrecht A (eds) Natural stone, weathering phenomena, conservation strategies and case studies. Geological Society Special Publications, London
Weiss T, Siegesmund S, Bohlen T (1999) Seismic, structural, and petrological models of the subcrustal lithosphere in southern Germany: a quantitative reevaluation. Pure Appl Geophys 156:53–81
Weiss T, Siegesmund S, Rasolofosaon P (2000) The deterioration velocity-porosity-relation constraint. 9th international congress on deterioration and conservation of stone, Venice 19–24, Elsevier 215–223
Weiss T, Siegesmund S, Fuller E Jr (2002b) Microstructure-based finite element modeling of microcrack formation in marbles. Geol Soc Spec Publ 205:88–101
Weiss T, Siegesmund S, Kirchner D et al (2004a) Insolation weathering and hygric dilatation as a control on building stone degradation. Environ Geol 46(3–4):402–413
Weiss T, Strohmeyer D, Kirchner D et al (2004b) Weathering of stones caused by thermal expansion, hygric properties and freeze-thaw cycles. In: Kwiatkowski D, Löfvendahl R (eds) Proceedings of 10th international congress on deterioration and conservation of stone. ICOMOS, Stockholm
Wendler E, Charola EA, Fitzner B (1996) Easter Island tuff: laboratory studies for its consolidation. In: Riederer J (ed) Proceedings of 8th international congress deterioration and conservation of stone. Möller Druck and Verlag GmbH, Berlin
Wendler E, Rückert-Thümling R (1992) Gefügezerstörendes Verformungsverhalten bei salzbefrachteten Sandsteinen unter hygrischer Wechselbelastung. In: Wittmann FH (ed) Materials science and restoration. Expert, Renningen
Wenk HR (1985) Preferred orientation in deformed metals and rocks. An introduction to modern texture analysis. Academic, Orlando
Wenk HR, Wenk E (1969) Physical constants of alpine rocks (density, porosity, specific heat, thermal diffusivity and conductivity). Schweiz Min Petrogr Mitt 49:343–357
Wenzel A, Häfner F (2003) Die roten Werksandsteine der Westpfalz. IFS-Report 15. Institut für Steinkonservierung, Mainz
Wesche K (1981) Baustoffe für tragende Bauteile. 2nd ed., Vol 2. Bauverlag, Wiesbaden
Winkler EM (1994) Stone in architecture. Springer, Berlin
Winkler EM (1996) Technical note: properties of marble as building veneer. Int J Rock Mech Min Sci 33(2):215–218
Wollard GP (1959) Crustal structure from gravity and seismic measurements. J Geophys Res 64:1521–1544
Woodside W, Messmer J (1961) Thermal conductivity of porous media. II. Consolidated rocks. J Appl Phys 32(9):1699–1706
Zeisig A, Siegesmund S, Weiss T (2002) Thermal expansion and its control on the durability of marbles. Geol Soc Spec Publ 205:64–79
Metadaten
Titel
Physical and Mechanical Properties of Rocks
verfasst von
Siegfried Siegesmund
Helmut Dürrast
Copyright-Jahr
2014
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Buch
Stone in Architecture

Print ISBN: 978-3-642-45154-6

Electronic ISBN: 978-3-642-45155-3

Copyright-Jahr: 2014

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-45155-3_3