Elemente unserer Geschichte: Sand und Kies

Sie sind die Autobahnen der Antike und gelten als die Lebensadern des Römischen Reiches. Gut ausgebaute Verbindungsstraßen vernetzen Rom mit den entferntesten Provinzen. Und sie ermöglichen eine schnelle Verlegung von Truppen. Auch der Handel profitiert von den „Viae“, die es erlauben, exotische Waren durch das gesamte Reich zu bewegen. Im Gegensatz zu den bis zu ihrem Bau verbreiteten Schotterwegen sind die römischen Straßen eine komplexe Konstruktion, die fast einen Meter in die Tiefe reicht. Das stabile Fundament besteht aus Sand und Kies, womit nicht nur ein fester Untergrund, sondern auch ein zügiger Ablauf des Regenwassers sichergestellt ist.

Via Claudia Augusta

Die Via Claudia Augusta wird von Kaiser Drusus um 15 v. Chr. während der Alpenfeldzüge errichtet und von seinem Sohn Claudius um 46/47 n. Chr. ausgebaut. Sie ist die berühmteste Straße in der Provinz Raetien und verbindet auf einer Strecke von 518 Kilometern Augsburg mit Verona. Diese direkte Alpenverbindung fördert den Handel in Raetien und legt den Grundstein für die Augsburger Textilindustrie.

Auf Sand gebaut

Der Querschnitt zeigt die verschiedenen Schichten einer Römerstraße.

• Gewachsener Boden, Sand ausgeebnet und fest gestampft.
• Statumen: faustgroße Steine.
• Bruchsteine, Lehm und z.T. opus caementitium.
• Nucleus: Kies, Zementstücke, Steinsplitter und Lehm.
• Dorsum oder agger viae: die gewölbte Oberfläche (media stratae eminentia) aus behauenen Steinen, Silex oder Basalt, Steinquader je nach Gegend. Die Form der Oberfläche sorgte dafür, dass das Regenwasser ablief und die unteren Schichten trocken blieben.
• Crepido, margo oder semita: erhöhter Fußweg auf beiden Seiten der Straße.
• Eckstein.

Die Römer bauen auf Sand. Ohne ihre entscheidende Erfindung hätten ihre Bauten nicht zusammengehalten. Das Wundermittel: ein Verbundstoff aus Sand und Kies.

Sand und Kies

Die römischen Baumeister sind Meister ihres Faches. Sie entwickeln Techniken, die Jahrhunderte nach dem Untergang ihres Weltreichs wiederentdeckt werden. Voraussetzung für den Erfolg der römischen Baugeschichte sind die verschiedenen Bindemittel, mit denen Böden und Wände zusammengehalten werden. Wichtigster Bestandteil dieser Vorläufer des modernen Zements oder Estrichs: Sand und Kies. Auch in Bayern findet man den römischen Estrich (Opus signinum) und den römischen Zement (Opus caementitium): letzteren zum Beispiel im mittelfränkischen Kastell Biriciana in Weißenburg.

Opus caementitium

Gussmauerwerk, auch Opus caementitium genannt, ist ein extrem harter Verbundstoff, dem heutigen Zement recht ähnlich. Er ermöglicht es den Römern, stabiler und günstiger zu bauen als in reiner Steinbauweise. Die Erfindung des Opus caementitium wird deshalb von Fachleuten als „Revolution der Bautechnik“ und als „Wendepunkt in der Geschichte der Architektur“ bezeichnet.

Opus signinum

Opus signinum gilt als der römische Vorläufer des modernen Estrichs. Er wird ab dem 1. Jahrhundert vor Christus zum Verputzen von Wänden und Böden in römischen Bauwerken verwendet. Die Basis des Opus signinum bildet ein Gemisch aus feinem und groben Sand, Mörtel, Ziegelmehl und Kies. Die glatte und wasserdichte Oberfläche entsteht durch eine zusätzliche Schicht aus Leinöl, in Rotwein gelöschtem Kalk sowie Wachs und Teer.

Die Römer bauen auf Sand. Ohne ihre entscheidende Erfindung hätten ihre Bauten nicht zusammengehalten. Das Wundermittel: ein Verbundstoff aus Sand und Kies.

Schmelzofen für die Herstellung von flüssigem Glas

Damit Glas formbar wird, muss es in einem Schmelzofen erhitzt werden. Die meisten Glasarten schmelzen ab einer Temperatur von etwa 600 Grad Celsius.

Glasherstellung ist auch heute oftmals noch Handarbeit

Mit einfachen Glasmacher-Werkzeugen, aber sehr geschickten Händen wissen die erfahrenen Glasmacher mit der Eigenwilligkeit des zähflüssigen Materials umzugehen.

Erhitzung einer vorgefertigten Glasröhre an offener Flamme für die detaillierte Weiterbearbeitung

Auch vor der offenen Flamme wird gearbeitet: der Kunstglasbläser erhitzt vorgefertigte Röhren, um sie formbar zu machen.

Pulverisiertes Farbglas für optische Akzente

Pulverisiertes Farbglas wird auf das heiße Glas aufgebracht, um farbige Akzente zu setzen.

Entnahme eines Glasrohlings aus einer vorgefertigten Holzform

Die grundlegende Form hat das Glas nun erhalten, jetzt wird es im Detail mit viel Geschick bearbeitet und verziert.

Der letzte Schliff: Arbeit an der Schleifmaschine

In den bayerischen Glashüttten gibt es Spezialisten für viele Veredelungsarten wie den Glasschliff, die Glasgravur und die dreidimensionale Sandstrahlung.

Sand ist Rohstoff für glasklaren Erfolg

Die Materialien für das bayerische Glas stammen aus lokalen Vorkommen. Das Holz für die Pottasche und für das Befeuern der Schmelzöfen liefert der Wald, Quarz für die Glasproduktion wird aus Flusssand oder aus Findlingen der Umgebung gewonnen. Als diese Vorkommen erschöpft sind, beginnt man Quarz in Steinbrüchen der Umgebung abzubauen – wie unter anderem am Hennenkobel zwischen Bodenmais und Zwiesel. Das Mineral sorgt für die Klarheit des Glases, nur so kann das bayerische Glas mit dem berühmten venezianischen Glas konkurrieren.

Sand wird nicht nur als Rohstoff benutzt, sondern auch als Schleifmittel für die anschließende Verarbeitung der Glasprodukte. Dafür wird grober Quarzsand für den Rohschliff und feiner Quarzsand für den darauffolgenden Feinschliff eingesetzt.

Verbot begünstigt den Durchbruch

Der Bayerische Wald entwickelt sich im späten Mittelalter aufgrund seiner reichen Holz- und Quarzressourcen zu einem wichtigen Standort der Glasproduktion – auch begünstigt durch das Verbot Kaiser Karls IV., das ab 1335 die Glasproduktion in den Nürnberger Wäldern untersagt. So müssen die Glaskünstler der Reichsstadt an anderen Orten nach hochwertigen Produkten suchen und fördern damit auch das Wachstum der Glashütten im Bayerischen Wald.

Die Glashütten produzieren Butzenscheiben, Knöpfe und Rosenkränze aus Glas, später auch Gebrauchs- und Ziergläser. Die ältesten Erzeugnisse aus Zwiesel sind die sogenannten „Patterl“. Diese durchbohrten runden Glaskügelchen, werden für Schmuck, Stickereien und Rosenkränze verwendet und bis nach Mexiko und in die USA verschifft.

Religiöse Motive

Der Regensburger Dom ist für seine vielen Kunstwerke bekannt. Zu den auffälligsten zählen die eindrucksvollen Glasfenster, deren Glas auch aus den Meisterwerkstätten des Bayerischen Waldes stammt. Auf den insgesamt 39 Fenstern des Doms befinden sich rund 1.100 bemalte Glasfelder. Sie zeigen religiöse Themen, Heiligenbilder und Ornamente. Die Herstellung dieser kunstvollen Motive verläuft parallel zum Bau des Doms.

Ratsherren als Mäzene

Im 14. Jahrhundert beginnen die Arbeiten an den neuen Fenstern, die in verschiedenen Etappen von mehreren Künstlern bemalt werden. Finanziert werden die verschiedenen Bilder über Spenden wohlhabender Ratsherren und der Regensburger Bürgerschaft. Exakte Quellen über die Herkunft des hochwertigen Glases gibt es nicht, doch Wissenschaftler sind sich heute darüber einig, dass ein beachtlicher Teil aus den Werkstätten des Bayerischen Waldes stammt. Der Rohstoff des Glases: Quarzsand. Im 15. Jahrhundert wird die Verglasung des Domes abgeschlossen.

Die kunstvoll bemalten Fenster müssen seit dem 16. Jahrhundert regelmäßig restauriert werden. Dank ihrer frühzeitigen Auslagerung während des Zweiten Weltkrieges ist bis heute ein Großteil der originalen Fenster erhalten.

Nürnberger Kaufleute drücken aufs Tempo

Im Jahr 1390 errichtet Ulman Stromer die erste Papiermühle nördlich der Alpen und löst damit einen regelrechten Boom des papiererzeugenden Gewerbes in und um Nürnberg aus. Die Anzahl der Dokumente, die täglich durch die Nürnberger Schreibstuben wandern, ist enorm – ein Großteil des erzeugten Papiers dient ausschließlich der Deckung des Eigenbedarfs der Nürnberger Kaufleute.

Die Vielzahl an Verträgen und Dokumenten erfordert zudem eine rasche Abwicklung der Schreibtätigkeit. Da die Tinte dieser Epoche aber wesentlich langsamer trocknet als heute, greifen die Kaufleute auf Löschsand zurück. Dieser wird auf das geschriebene Dokument geschüttet, um die noch feuchten Tintenreste aufzusaugen. So kann das Dokument abgelegt und der nächste Vorgang bearbeitet werden.

Sand für Verträge aus Flüssen und Seen

Lösch- oder Streusand ist meist eingefärbter Fluss- oder Seesand, den die Nürnberger aus dem direkten Umland beziehen. Bis zur Erfindung des Löschpapiers sind Sandkästchen oder Sandstreuer ein übliches und viel genutztes Schreibtischutensil. Bald entstehen kunstvolle Behälter oder Sandwiegen, die gemeinsam mit Brieföffnern, Federhaltern und Tintenfässern über Jahrhunderte hinweg die Grundausstattung eines jeden Kaufmannsschreibtisches bilden. Löschsand spielt bei allen Verträgen eine wichtige Rolle.

Schlösser statt Burgen

Burgen sind im Mittelalter das Symbol für Macht und Herrschaft. Doch spätestens nach dem Dreißigjährigen Krieg gelten sie als Relikte einer vergangenen Zeit. Längst ist die adelige Oberschicht in komfortablere Schlösser umgezogen und moderne Festungsanlagen sorgen für den Schutz vor feindlichen Heeren.

Bei Befestigungen, die anstelle von Brunnen mit Zisternen ausgestattet werden müssen, hatte sich gezeigt, dass das aufgefangene Regenwasser verschmutzt war. Während des Ablaufens über Mauern und Dächer wurde es so sehr verunreinigt, dass bei Mensch und Tier schnell Krankheiten ausbrechen. Bewohner von Schlössern, die mit Regenwasserzisternen ausgestattet waren, leiden unter diesen Problemen.

Sauberes Wasser dank Sand und Kies

Die Baumeister dieser Zeit entwickeln Filter aus Sand und Kies. Dieser wird vor der Zisterne eingebaut und führt das aufgefangene Regenwasser durch mehrere Sedimentschichten. Grober Schmutz bleibt so in der Kiesschicht hängen, feinere Partikel werden durch Sand aus dem Wasser gefiltert. Mit dieser Methode gelingt es, Zisternen sicher zu machen und eine saubere Trinkwasserversorgung zu ermöglichen.

Wülzburg bei Weißenburg

Eine der bekanntesten Festungsanlagen in Bayern ist die Wülzburg bei Weißenburg, die im späten 16. Jahrhundert errichtet wird. Auch sie erhält zwischen 1824 und 1828 zusätzlich zu dem vorhandenen Brunnen sechs große Zisternen. Alle Anlagenteile werden mit eigenen Sand- und Kiesfiltern ausgestattet, die das Kernstück der Wasserversorgung bilden. Sie befinden sich in einem eigenen Zwischengewölbe über den Zisternen – Becken aus Juramarmor, die mit Sand oder Kies gefüllt werden.

Porzellan ist ein edles Material, das von China aus seinen Siegeszug durch die Schlösser und Herrensitze des Adels antritt. Seit dem frühen 18. Jahrhundert entdecken auch die Europäer die Porzellanherstellung, die ab Mitte des 19. Jahrhundert industriell betrieben wird. Ein wichtiger Bestandteil von Hartporzellan ist Quarzsand, der gemeinsam mit Felsspat und Kaolin die Grundsubstanzen des weißen Goldes bildet. So liefert Sand einen wichtigen Beitrag zur Herstellung der edlen Vasen, Teller und Kannen.

Bayerisches Porzellan

Als Johann Friedrich Böttger im Jahr 1708 als erstem Europäer die Herstellung von Porzellan gelingt, entstehen auf dem gesamten Kontinent innerhalb kürzester Zeit unzählige Porzellanmanufakturen. Den Kaolinvorkommen ist es zu verdanken, dass sich zwischen dem 19. und 20. Jahrhundert auch in Oberfranken und der nördlichen Oberpfalz riesige Porzellanfabriken etablieren können. Fast ein Jahrhundert lang sind die Porzellanhersteller die wichtigsten Arbeitgeber in dieser Region. Mit der Öffnung des osteuropäischen Marktes nach 1990 bricht die bayerische Porzellanindustrie zusammen.

Ohne Sand und Kies hätte die Eisenbahn im 19. Jahrhundert niemals ihren Siegeszug durch Europa beginnen können. Die beiden Rohstoffe finden in einer Vielzahl von Gewerken rund um Fahrwege und rollendes Material maßgebliche Verwendung.

Einzelteile aus Sandguss

Nicht für jedes Bauteil wurden eigene Gussformen hergestellt. Bei besonders großen Gussteilen, oder Einzelanfertigungen wurden Formen aus speziellem Formsand hergestellt. Mehr zum Sandgussverfahren erfahren Sie unter dem Menüpunkt „Maschinen“.

Sandkasten

Die Lokomotiven benötigen Bremssand, um auch auf glatteren Schienen ausreichend Bremsreibung zu erzeugen. Dieser befindet sich in einem Sanddom oder Sandkasten, der auf dem Kessel der Lokomotive angebracht ist. Über spezielle Fallrohre wird der Sand auf die Schienen abgelassen.

Kiesbett

Auf Kies- und Schotterbetten ziehen sich Eisenbahnschienen bald durch das ganze Königreich Bayern. Diese Schicht des Oberbaus verteilt die Lasten auf den Unterbau und leitet Niederschläge schnell in den Boden ab. Zudem dämmt sie die Geräusche der Zugfahrten ein. Um diese Funktionen gewährleisten zu können, muss das Kies- und Schotterbett über genügend Hohlräume verfügen, und die Steine müssen sich über scharfe Kanten ineinander verkrallen.

Das Sandgussverfahren ermöglicht die Herstellung von besonderen Gusseisenteilen. Speziell bei großen Sonderwerkstücken wird dieses Herstellungsverfahren bis heute praktiziert.

Gute Rahmenbedingungen

Sand bildet, einmal festgeklopft, den idealen „Rahmen“ zur Formgebung für Werkstücke aus Gusseisen. Er bleibt während des gesamten Gussvorganges formstabil. Zur Vorbereitung wird das Negativ des herzustellenden Objektes in einer Grube mit speziellem Formsand geformt und anschließend mit flüssigem Metall aufgefüllt.

Schritt 1

Schablonieren des Sandmodells für den Deckkasten.

Schritt 2

Aufsetzen und Ausrichten des Deckkastens.

Schritt 3

Einschlagen der Führungspfähle für den Deckkasten und Setzen der Stöcke für Einguss und Steiger.

Schritt 4

Ausgraben des Herdes.

Schritt 5

Schablonieren des unteren Teiles der Form.

Schritt 6

Aufsetzen der Zahnformmaschine.

Schritt 7

Stampfen der ersten Zahnlücken.

Schritt 8

Glätten des Sandes der neuen Zahnlücke.

Schritt 9

Setzen des Arm- und Sprengkerns in den Herd.

Schritt 10

Form fertig zum Guss.

Es ist das Märchenschloss der Deutschen und ein Magnet für Millionen von Touristen. Schloss Neuschwanstein ist aber trotz der verträumten Fassade auch ein Symbol der Begeisterung Ludwig II. für moderne Technik.

Sand im Fundament ...

Es ist das Märchenschloss der Deutschen und ein Magnet für Millionen von Touristen. Schloss Neuschwanstein ist aber trotz der verträumten Fassade auch ein Symbol der Begeisterung Ludwig II. für moderne Technik.

Um Unebenheiten auszugleichen, wird an allen Stellen des Fundaments, an denen das Mauerwerk nicht auf dem Naturstein aufliegt, Beton eingesetzt: Ein Gemisch aus Sand, Kies und mehreren hundert Tonnen Zement aus einer Schongauer Zementfabrik wird für den Rohbau bis 1872 verbaut. Damit gewinnt die Behauptung, Neuschwanstein sei auf Sand gebaut, eine ganz neue Bedeutung – wobei sich die Redewendung natürlich augenzwinkernd vor allem auf die finanzielle Situation des Märchenkönigs bezieht.

... und in der Grotte

Beton wird auch bei der Errichtung einer künstlichen Grotte, die an den Wintergarten des Bauwerks angeschlossen ist, benutzt. Dieses Ensemble soll an den Hörselberg und die Tannhäuser-Saga erinnern. Für den Bau der Grotte werden Leinwände auf ein Drahtgestell gespannt und mit einer Schicht aus Sand, Kies und Zement überzogen.