DIN 52100-2-2007 Natural stone - Petrographic examinations - General and summary《天然石料 岩石相检验法 总则和概述》.pdf

1、Juni 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINNormenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 6DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 91.100.1

2、5!,w;“9842492www.din.deDDIN 52100-2Naturstein Gesteinskundliche Untersuchungen Allgemeines und bersichtNatural stone Petrographic examinations General and summaryPierres naturelles Examens ptrographiques Gnralits et aperuAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 5210

3、0-2:1990-11www.beuth.deGesamtumfang 7 SeitenDIN 52100-2:2007-06 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung. 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen 4 3 Beschreibung der Verfahren 4 3.1 Allgemeines 4 3.2 Makroskopische Beschreibung 4 3.3 Mikroskopische Beschreibung. 4 3.4 Chemische Analyse. 5 3.5 T

4、hermische Analyse 5 3.6 Rntgen-Diffraktometrie . 5 3.7 Elektronenmikroskopie . 6 3.8 Untersuchung mit der Mikrosonde 6 4 Probenahme und Prparate 6 5 Petrographische Bestimmung 6 Anhang A (informativ) Technische Werte von Naturwerksteinen . 7 2 DIN 52100-2:2007-06 Vorwort Diese Norm wurde vom Gemeins

5、chaftsausschuss NA 062-03-11 GA Naturwerkstein; Anforderungen, Prf-verfahren und Terminologie“ der Normenausschsse Materialprfung (NMP) und Bauwesen (NABau) erarbeitet. nderungen Gegenber DIN 52100-2:1990-11 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Titel gendert; b) Einleitung eingefgt; c) Anwendun

6、gsbereich auf Naturstein eingegrenzt; d) Normative Verweisungen gendert; e) Unterabschnitte zur makroskopischen und mikroskopischen Beschreibung durch Hinweis auf DIN EN 12407 ersetzt; f) Unterabschnitte ber Krnungen, Prparate, Dnnschliffe, Anschliffe und Analysenprparate entfernt; g) Abschnitt 4 Un

7、tersuchung des Mineralbestands“ durch Hinweis auf entsprechende Europische Norm ersetzt; h) Abschnitt 5 Untersuchung des Gefges“ entfernt; i) Abschnitt 6 Untersuchung der chemischen Zusammensetzung“ entfernt; j) Anhang A Technische Werte von Naturwerkstein“ hinzugefgt; k) Norm redaktionell berarbeit

8、et. Frhere Ausgaben DIN 52100-2: 1990-11 Einleitung Fr die technische Gesteinsprfung und die Beurteilung ihrer Ergebnisse ist eine mglichst genaue Kenntnis der gesteinskundlichen Merkmale des zu prfenden Gesteins wichtig. Eine gesteinskundliche Untersuchung wird im Allgemeinen den Mineralbestand, da

9、s Gefge, einschlielich granulometrischer Eigenschaften, sowie die chemische Zusammensetzung eines Gesteins zu bercksichtigen haben. 3 DIN 52100-2:2007-06 1 Anwendungsbereich Diese Norm gibt einen berblick ber die gngigen gesteinskundlichen Untersuchungsverfahren fr Naturwerk-steine sowie eine Zusamm

10、enstellung einiger technischer Werte. Die vorzunehmenden Untersuchungen sind jeweils fr den Einzelfall festzulegen. Dieses Dokument umfasst nicht die Wahl der in diesem Dokument genannten Verfahren oder die Anwendung weiterer Verfahren, ihre Durchfhrung sowie die Beurteilung der Ergebnisse. 2 Normat

11、ive Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 5100

12、1, Prfung oxidischer Roh- und Werkstoffe Allgemeine Arbeitsgrundlagen zur Rntgenfluoreszenz-Analyse (RFA) DIN 51001 Beiblatt 1, Prfung oxidischer Roh- und Werkstoffe Allgemeine Arbeitsgrundlagen zur Rntgen-fluoreszenz-Analyse (RFA) bersicht stoffgruppenbezogener Aufschlussverfahren zur Herstellung v

13、on Proben fr die RFA DIN 51006, Thermische Analyse (TA) Thermogravimetrie (TG) Grundlagen DIN 51008-2, Optische Emissionsspektrometrie (OES) Teil 2: Begriffe fr Systeme mit Flammen und Plasmen DIN 51401-1, Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) Teil 1: Begriffe DIN 51418-2, Rntgenspektralanalyse Rntgene

14、missions- und Rntgenfluoreszenz-Analyse (RFA) Teil 2: Begriffe und Grundlagen zur Messung, Kalibrierung und Auswertung DIN EN 1469:2005-02, Natursteinprodukte Bekleidungsplatten Anforderungen; Deutsche Fassung EN 1469:2004 DIN EN 12407:2000-08, Prfverfahren von Naturstein Petrographische Prfung; Deu

15、tsche Fassung EN 12407:2000 DIN EN 12440, Naturstein Kriterien fr die Bezeichnung DIN EN 12670, Naturstein Terminologie 3 Beschreibung der Verfahren 3.1 Allgemeines Die in Tabelle 1 aufgefhrten gesteinskundlichen Untersuchungsverfahren, die dazu erforderlichen Proben und Prparate sowie die Anwendung

16、 der beschriebenen Untersuchungsverfahren fr die Untersuchung des Mineralbestandes, des Gefges und der chemischen Zusammensetzung von Gestein werden kurz erklrt. 3.2 Makroskopische Beschreibung Siehe DIN EN 12407:2000-08, Abschnitt 6. 3.3 Mikroskopische Beschreibung Siehe DIN EN 12407:2000-08, Absch

17、nitt 7. 4 DIN 52100-2:2007-06 Tabelle 1 Gngige gesteinskundliche Untersuchungsverfahren, dafr erforderliche Proben und Prparate sowie deren Anwendungsbereiche fr die Untersuchung von Mineralbestand, Gefge und chemischer Zusammensetzung von Gesteinen Anwendbar zur Untersuchung von Untersuchungsverfah

18、ren Erforderliche Proben und Prparate Mineralbestand Gefge chemischer Zusammen-setzung Untersuchung mit freiem Augen Handstcke x x Handstcke x x Untersuchung mit dem Stereomikroskop Anschliffe x x Dnnschliffe x x Untersuchung mit dem Polarisationsmikroskop Anschliffe x x Chemische Analyse Analysenpr

19、parate (x) x Thermische Analyse Analysenprparate x Rntgen-Diffraktometrie bei Tonmineralien Analysenprparate Texturprparate xRaster-Elektronenmikroskopie kleine Objekte (x) x x Untersuchung mit der Mikrosonde Anschliffe (x) (x) x x mglich (x) bedingt mglich 3.4 Chemische Analyse Bei der Bestimmung d

20、er chemischen Zusammensetzung von Gesteinen werden neben den klassischen nasschemischen Untersuchungsverfahren weitgehend physikalisch-instrumentale Analyseverfahren eingesetzt, z. B. Rntgenfluoreszenz-Analyse, optische Emissionsspektralanalyse (System mit Flammen und Plasmen), Atomabsorptions-Spekt

21、rometrie (siehe z. B. DIN 51001, DIN 51008-2, DIN 51401-1 und DIN 51418-2). 3.5 Thermische Analyse Bei der Erhitzung von Mineralen geschehen Reaktionen; deren Wrmetnung und die mit ihnen verbundene Massennderung lassen sich fr die Mineralbestimmung, insbesondere bei Tonen und Salzen heranziehen. Ver

22、fahren dieser Art sind die Differenzthermoanalyse (DTA) und die Thermogravimetrie (TG). Die DTA beruht auf der Erfassung von endothermen und exothermen Reaktionen in der Untersuchungssubstanz im Vergleich zu einer inerten Substanz, wobei whrend des Erhitzungsvorgangs ein konstanter Temperaturgradien

23、t eingehalten wird. Bei der TG wird die nderung der Masse einer Probe in Abhngigkeit von der Temperaturerhhung registriert (siehe DIN 51006). 3.6 Rntgen-Diffraktometrie Die Rntgen-Diffraktometrie (auch Rntgenbeugungsanalyse genannt) arbeitet mit einer Rntgenstrahlung von bestimmter Wellenlnge und nu

24、tzt die auf den Netzebenen der Minerale gebeugten, durch Interferenz verstrkten Strahlen unter Registrierung ihres Beugungswinkels und ihrer Intensitt. Die daraus zu berech-nenden Abstnde der Netzebenen sind eine mineralspezifische Kenngre und erlauben durch Vergleich mit Rntgendiagrammen bekannter

25、Mineralarten, den Mineralbestand zu bestimmen. Der quantitative Anteil der einzelnen Mineralarten kann abgeschtzt, nach Kalibrierung nherungsweise oder unter bestimmten Vor-aussetzungen nach Rietveld genauer bestimmt werden. 5 DIN 52100-6 2:2007-06 3.7 Elektronenmikroskopie Von den verschiedenen mik

26、roskopischen Verfahren zur Abbildung von Oberflchen durch Elektronen oder Ionen lsst sich fr gesteinskundliche Untersuchungen besonders die Raster-Elektronenmikroskopie (REM) einsetzen. Bei diesem Verfahren wird mit einem feinen Elektronenstrahl ( 10 nm) die Oberflche des zu untersuchenden Objekts z

27、eilenfrmig abgetastet. Die hiervon am Objekt ausgelsten Sekundrelektronen erzeugen ein Signal. Dieses steuert die Helligkeit eines synchron laufenden Schreibstrahls einer Bildrhre. Infolge der Nachleucht-dauer des Bildschirms sieht man mit dem Auge die ganze Abbildung der Objektoberflche. Wegen der

28、groen Schrfentiefe sind stufenlose Vergrerungen von 2 : 1 bis 100 000 : 1 mglich. Ein weiteres Signal erhlt man durch Registrierung der vom Objekt rckgestreuten Elektronen (RE). Hiermit lassen sich Materialkontraste (Ordnungszahlkontrast“) in Mikrobereichsgefgen darstellen. Dieses Verfahren kann bei

29、 Vergrerungen von 2 : 1 bis etwa 3 000 : 1 eingesetzt werden. Da beim Beschuss einer Probe mit Elektronen auch elementspezifische Rntgensignale erzeugt werden, knnen in Verbindung mit einem energie- oder wellendispersiven Rntgenspektrometer (EDS bzw. WDS) neben der Bildanalyse noch Ausknfte ber die

30、chemische Zusammensetzung des beobachteten Probenbereichs erhalten werden. Der kleinste noch analysierbare Probenbereich betrgt je nach Probenmaterial und Primrelektronenenergie zwischen 1 m bis 10 m. Whrend mit der Mikrosonde Elemente mit der Ordnungs-zahl ab 5 (Bor) zu erfassen sind, knnen mit EDS

31、 in der Regel erst solche grer als 11 (Natrium) und mit Massenanteilen 0,1 % nachgewiesen werden. Wie mit der Mikrosonde lsst sich an polierten An- oder Dnnschliffen die Verteilung von bestimmten Elementen in einer Probe ermitteln (so genannte Elementverteilungsbilder). Fr Mikrobereichsuntersuchunge

32、n eignen sich auch die Verfahren der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), die Vergrerungen von etwa 100 : 1 bis 400 000 : 1 ermglichen. Die TEM-Verfahren werden nur bei sehr speziellen Fragestellungen eingesetzt (z. B. Identifizierung von dnnen Mineralplttchen), da sie einen hohen prparativen u

33、nd analytischen Aufwand erfordern. 3.8 Untersuchung mit der Mikrosonde Die Mikrosonde (auch Elektronenstrahl-Mikroanalysator genannt) beruht auf dem Prinzip des Raster-Elektronen-mikroskops, benutzt jedoch die an jedem Objektpunkt durch den Elektronenstrahl ausgelste Rntgenstrahlung zur Bilderzeugun

34、g. Die Intensitt dieser Rntgenstrahlung steuert die Helligkeit des Schreibstrahls einer Bildrhre. Durch die Wahl der fr ein Element charakteristischen Rntgenwellenlnge mithilfe eines Spektrometers ist eine bildliche Darstellung der Elementverteilung mglich. Darber hinaus lsst sich mit den ebenfalls

35、ausgelsten Sekundrelektronen ein dem Raster-Elektronenmikroskop analoges Bild erzeugen. Das kleinstmgliche Probenvolumen liegt in der Grenordnung von 1 m3. 4 Probenahme und Prparate Die Probenahme ist nach DIN EN 1469:2005-02, Anhang A, durchzufhren. Der Untersuchung vorausgehen sollte die Feststell

36、ung der geologisch-lagerstttenkundlichen Daten, da solche Angaben fr die Beurteilung wichtige Hinweise enthalten knnen. Die Anzahl der Proben richtet sich nach den vorgesehenen Untersuchungen und Anwendungen. Die Proben sollten mglichst alle Gesteinsvariationen umfassen. 5 Petrographische Bestimmung

37、 Siehe DIN EN 12407:2000-08, Abschnitt 8 und Abschnitt 9, DIN EN 12670 und DIN EN 12440. DIN 52100-2:2007-06 7 Anhang A(informativ) Technische Wertevon Naturwerksteinen TabelleA.1 Zusammenstellung technischer Wertevon Naturwerksteinen Wasser-aufnahmeDruck-festigkeit Rohdichte Schleif-verschlei n. Bh

38、me Biege-festigkeit 5 %Quantil Ausbruchlastaam Ankerdornloch in NRestdicke d= Gesteinsfamilie/Gestein % (Massen-anteil) N/mm2kg/dm3cm3N/mm210mm15mm20mm25mmAMagmatische Gesteine1 Granit-, Syenit-Familie 0,1 bis 1,5 90 bis 270 5 bis 22 300 bis 800 500 bis 1400800 bis 19002 Diorit-, Gabbro-Familie 0,1

39、bis 1,0 120 bis 300 2,2 bis 2,7 10 bis 25 3 Rhyolith-Familie 0,2 bis 3,0 120 bis 300 7 bis 20 4 Basalt-Familie (ohne Basaltlava) 0,2 bis 1,0 150 bis 300 2,5 bis 3,1 13 bis 25 5 Diabas 0,1 bis 0,4 150 bis 250 2,5 bis 3,0 4 bis 8 13 bis 25BSedimentgesteine u.a.6aQuarzit, Grauwacke-Familie 0,2 bis 1,0

40、150 bis 250 2,45 bis 2,706 bis 35 11 bis 25 6bQuarzartige Sandstein-Familie120 bis 200 10 bis 25 6cSonst.Quarz-Sandstein-Familie 0,2 bis 11 20 bis 180 1,90 bis 2,657 bis 39 1 bis 15 100 bis 600 100 bis 700 200 bis 1100 7aDichteKalkstein-Familie, Dolomit, Marmor-Familie 0,1 bis 3,0 75 bis 240 2,50 bi

41、s 2,8511 bis 363 bis 21 100 bis 900 400 bis 19007bSonstige Kalkstein-Familie, Konglomerate 1 bis 10 20 bis 160 1,95 bis 2,6514 bis 802 bis 15 100 bis 600 200 bis 900 7cTravertin 1 bis 5 20 bis 100 20 bis 352 bis 13 100 bis 500 200 bis 900 8 Vulkanische Tuffsteine 6 bis 20 20 bis 300,5 bis 6 100 bis

42、500 C Metamorphe Gesteineu. a.9aGneis-Familie, Granulit 0,1 bis 0,6 100 bis 280 2,65 bis 2,807 bis 25 5 bis 25 200 bis 800 9bAmphibolit-Familie0,1 bis0,4170 bis2809cSerpentin0,1 bis0,7140 bis2509dDachschiefer 0,5 bis 0,6 40 bis 80 aAusbruchlaststatistischausgewertet(5-%-Quantil,75-%-Vertrauensniveau) mitdreifacher Sicherheit.