Original paper

Die Porenraumentwicklung eines schwarzen Dachschiefers bei oxidativer Verwitterung

Fischer, Cornelius; Koch, Andreas

Kurzfassung

Während ihrer Liegezeit erfahren schwarze Dachschiefer eine oxidative Verwitterung, die zu Bleichung und Entfestigung führt. In dieser Studie werden Porositätswerte von verwittertem und unverwittertem Dachschiefer (Visé, Unterkarbon) aus Schmiedebach-Lehesten (Thüringisches Schiefergebirge) vorgestellt, die auf Quecksilberintrusions-Messungen basieren. Es wird gezeigt, dass sich mit fortschreitender Bleichungsverwitterung die Porosität der Dachschiefer erhöht. Dies wurde offenbar insbesondere durch die Oxidationen des organischen Materials, aber auch durch die Auflösung von Sulfiden verursacht.Die höchste Porosität tritt im am stärksten gebleichten Bereich eines Schiefers auf (∼3,1 %), der ca. 100 Jahre exponiert war. Der durch benachbarte Schiefer abgedeckte Teil der Schablone zeigt eine deutlich geringere Porosität (∼1,3 %). Frische Vergleichsproben aus der Schiefergrube Schmiedebach-Lehesten (Südthüringen) zeigen, dass die Porosität der beiden Schiefertypen ,,Dunkler Lagerstein (0,2 %) und ,,Blauer Lagerstein (0,7 %) deutlich kleiner ist als die jeweilige Porosität der unterschiedlich stark verwitterten Schieferabschnitte.

Abstract

Roof slates gain bleaching weathering and deterioration during their time of exposure. In this study, porosity parameters of weathered and unweathered roof slates (Visean, Lower Carboniferous) from Schmiedebach-Lehesten (Thüringisches Schiefergebirge) are presented, basing on mercury porosimetry. It is demonstrated that the porosity of the roof slates increases during progressive bleaching weathering. This was evidently caused in particular by the oxidation of the organic matter and, moreover, by the dissolution of sulfides. The highest porosity (∼3.1 %) can be observed in the most bleached section of a roofing slab that was exposed for 100 years. That part of the slab covered by adjacent slates shows a significant lower porosity (∼1.3 %). Fresh reference samples from the slate pit Schmiedebach-Lehesten (Thuringia) reveal a distinct lower porosity for both slate types "Dunkler Lagerstein" (0.2 %) and "Blauer Lagerstein" (0.7 %) in comparison to the respective porosity of the slate sections of different weathering intensities.

Keywords

pore spaceoxidative weatheringmercury intrusion porosimetryroofing slatesblack shale