Cannstatter Travertin

Daneben gibt es noch die Thermalsinter von Münsingen-Böttingen, den Riedöschinger Travertin sowie die Süßwasserkalksteine der Schwäbischen Alb aus der Umgebung von Zwiefalten und Riedlingen, die wegen ihres an echte Travertine erinnernden Erscheinungsbilds und ihrer guten Polierfähigkeit als Indus­trie-Travertine gehandelt werden. Die Entstehung der Travertinvorkommen von Cannstatt, Böttingen und Riedöschingen dürfte mit dem tertiärzeitlichen Vulkanismus auf der Schwäbischen Alb („Schwäbischer Vulkan“) in Verbindung stehen. Der Cannstatter Travertin ist über die Grenzen Deutschlands hinaus geschätzt. Seine Eignung als witterungsbeständiger und architektonisch attraktiver Werkstein wurde erst um 1890 erkannt, als für die Bearbeitung des harten, in großen Quadern brechenden Sinterkalksteins erstmals ausreichend leistungsfähige Gesteinssägen und Schleifmaschinen zur Verfügung standen und somit die großen Rohblöcke in Platten gesägt und anschließend geschliffen und poliert werden konnten; erst die Politur brachte die verschiedenartigen Strukturen und Farben zur Geltung.

Die in Steinbrüchen und Bohrungen nachgewiesenen Mächtigkeiten von travertinführenden Sauerwasserkalken schwanken erheblich, wie das Blockbild für die Travertinlagerstätte von Bad Cannstatt verdeutlicht. Frank (1950) ermittelte um 1950 im Stbr. Haas 13–15 m, im Stbr. Schauffele 6–11 m und im Stbr. Lauster 10–15 m. Die zeitweise im Steinbruch Lauster aufgeschlossene Maximalmächtigkeit betrug 25 m, wovon etwa 18 m zu Werksteinzwecken verwendbar waren. Unmittelbar benachbarte Bohrungen trafen aber oft nur einige Meter Travertin an. Im Stbr. Biedermann in Untertürkheim waren etwa 7 m laminar geschichteter Travertin aufgeschlossen, wovon etwa 5–6 m nutzbar waren.

Der Begriff Travertin geht zurück auf das bereits zu römischer Zeit florierende Abbaugebiet bei Tivoli nahe Rom, früher Tibur. Von lapis tiburtinus leitet sich der Begriff „Travertin“ ab. Im Sprachgebrauch der Naturwerksteinindustrie werden, wie erwähnt, ganz allgemein alle polierfähigen, grobporigen bzw. kavernösen, meist jungen, terrestrischen Karbonatgesteine als Travertine bezeichnet, die dem Travertin von Tivoli, heute als „römischer Travertin“ im Handel, ähnlich sind.

Das mit Kohlenstoffdioxid angereicherte Grundwasser löst Calcium- und Calcium-Magnesium-Karbonate aus dem durchströmten Gestein. Bei diesem Lösungsprozess entstehen kleine und größere Hohlräume im Kalkgebirge (Verkarstung). Gelangt nun calciumbikarbonatreiches Wasser wieder an die Oberfläche, erniedrigt sich die CO₂-Konzentration, weil sich das Wasser erwärmt, der Druck durch Ausströmen von leichtflüchtigem CO₂ erniedrigt wird und vom Wasser überströmte pflanzliche Organismen bei der Photosynthese zusätzlich gelöstes CO₂ verbrauchen. Dabei wird Calciumkarbonat ausgefällt, das sich bevorzugt an Moosen, Algen, Mikrobenmatten und Cyanobakterienlagen niederschlägt. Bei diesem Vorgang entstehen je nach Temperatur und Fließgeschwindigkeit der Wässer lockere Quelltuffe bzw. ‑sande und feste Kalksinter. Nach Koban (1993) gehen Kalktuffe, Seekalke und anorganisch gefällte Kalksinter vor allem auf Unterschiede im Geländerelief, in den Fließgeschwindigkeiten und der Beteiligung von Organismen zurück. Die festen Travertine von Cannstatt entstanden in flachen, pfannenartigen Tümpeln an zum Neckar hin entwässernden Hängen.

Im geologischen Sinne sind echte Travertine nichtmarine Kalksteine, welche infolge von vulkanischen Aktivitäten an heißen Quellen oder Kohlensäuerlingen an oder nahe der Oberfläche, meist in Tümpeln und Hangkaskaden durch weitgehend anorganische Kalkfällung entstehen (Pentecost, 2005). Besonders schöne Beispiele für rezente Travertinbildungen liefern die berühmten Sinterterrassen von Pamukkale in der Westtürkei und von Mammoth Hot Springs im Yellowstone Nationalpark. Sinterbecken, welche bei den genannten rezenten Beispielen an der Oberfläche entstehen, blieben aufgrund quartärzeitlicher Erosionsvorgänge in Stuttgart nicht erhalten, sondern nurmehr die darunter folgenden Sinterbänke (s. Blockbild).

Die Untersuchungen zur Zeitstellung der Travertine von Bad Cannstatt und Untertürkheim, wonach diese in die Mindel-Riß- und Riß-Würm-Interglaziale und in das Holozän gehören, sind bei Carlé et al. (1969), Reiff (in: Brunner, 1998), Frank (1950, 1960) und Geyh et al. (1999) näher beschrieben. Frank et al. (2000) untersuchten ein Profil im Travertin von Bad Cannstatt an der Deckerstraße und eines im alten Stbr. Biedermann in Untertürkheim mittels Uran/Thorium-Altersdatierung. Die Analysen erbrachten, dass die zwischen der riß- und der würmzeitlichen Vereisung gelegene Travertinbildung im Zeitraum zwischen 99 800 bis 125 000 Jahren stattfand (Geyh et al., 1999).

Die Bildungsgeschwindigkeit des Travertins lag während dieser warmzeitlichen Wachstumsphasen meist zwischen 1 und 5 mm pro Jahr (Reiff, 1955). Die Travertinbildung ist auf die Warmzeiten des Quartärs beschränkt, weil in den Kaltphasen durch geringe Niederschläge und Permafrostböden die Grundwasserneubildung gering war. Wegen des Fehlens von Aragonit ging Reyer (1927) bereits davon aus, dass es sich um kalte Sauerwasserquellen handelte, die den Sinterkalk ausschieden.

Die Travertinlager sind nicht in einem größeren See, sondern auf den verschiedenen, sich mit der Flussentwicklung verändernden Terrassen des Neckars in einem Bereich entstanden, in dem das Flusstal besonders breit war, dem sog. Cannstatter Becken (Reiff, 1986). In Folge von syn- und postsedimentärer Verkarstung in den unterlagernden Schichten des Gipskeupers und des Muschelkalks sind die sonst söhlig gelagerten Travertinlager bisweilen gekippt, verkarstet und verlehmt.

In den Steinbrüchen Haas und Lauster wurden Artefakte des Homo erectus und im Stbr. Biedermann solche des Neandertalers ausgegraben. Feuersteine und kantige Bruchstücke von Muschelkalk, die eingebettet in Travertin im Stbr. Lauster gefunden wurden, werden als solche menschlichen Hinterlassenschaften gedeutet (Reiff, 1986).

In diesen Sauerwasserkalkvorkommen stieß man bei Bauarbeiten an verschiedenen Stellen auf alte Stollen, die seit Beginn des 19. Jahrhunderts zur Ockergewinnung angelegt wurden. Der Ocker wurde von einer kleinen Farbenfabrik in Stuttgart-Hofen geschlemmt und gemahlen und weithin verkauft. Unter dem Kurpark soll sich ein ganzes System solcher Ockerstollen befinden (Reiff, 1991).
Links des Neckars ist nur ein Travertinvorkommen bekannt, das nach seiner Höhenlage einigermaßen sicher ins Riß-Würm-Interglazial gestellt werden kann. Es bildet den Fuß des Bergsporns, der in Münster gegen den Neckar vorspringt und die Talaue dort abschließt.

Auf der linken Talseite von Cannstatt ist beim Rosenstein, früher Kahlenberg, ein Prallhang des Neckars entwickelt, der sich bis Münster hinzieht. Er ist am Rosenstein und oberhalb der Wilhelma aus Neckarschottern, die stellenweise zu Nagelfluh verbacken sind, gebildet. Flussabwärts der Wilhelma besteht der Hang aus Travertin über Neckarschottern und wird als „Halden“ bezeichnet. Das über den Halden anstehende Gebiet wird „Altenburg“, nach den Resten des römischen Kastells, und „Auf der Steig“ genannt. Der Travertin an den Halden wurde an mehreren Stellen abgebaut. Ein größerer Bruch erstreckte sich westlich der Brückenstraße in Richtung Steigfriedhof, doch wurde auch an verschiedenen anderen Stellen Sauerwasserkalk ergraben, abgebaut und die meist kleinen Brüche dann wieder aufgefüllt.

Bei den großen Brüchen von Lauster und dem von Haas auf der Gemarkung Münster, wurde der Abbau des Travertins schon Ende des 19. Jahrhunderts ebenfalls vom Hang her vorgetrieben. Beim neuen Steinbruch Haas (Gemarkung Cannstatt), jetzt Travertinpark, und dem Bruch Schauffele (verfüllt) hat man den Abbau von der mit Löss bedeckten Oberfläche der Terrasse aufgefahren. Weitere, meist kleinere „Tuffsteinbrüche“ lagen bei der Ziegelei Höfer „Auf der Steig“ am Rand der mit Löss bedeckten Terrasse auf den Gemarkungen Cannstatt und Münster. Die Travertine der Halden und der unmittelbar dahinterliegenden Travertin-Terrasse sind in der Holstein-Warmzeit entstanden. Dafür sprechen u. a. Funde von Buxus sempervirens, Pterocaria caucasica, Emis orbicularis, Dama dama und von Artefakten des Homo erectus. Oberhalb der Terrasse stehen noch ältere Travertine an, die wohl in der Cromer-Warmzeit gebildet wurden.

Die Abscheidung von Sauerwasserkalk in den Brüchen Lauster, Haas und Schauffele war mehrfach durch lokale Senkungen infolge von Gips- oder Kalklösung im Untergrund unterbrochen. Die Senken sind mit eingeschwemmtem Lehm plombiert. Die Lehmhorizonte im Travertin dieses Gebiets sind somit nicht ohne weiteres klimatisch zu deuten.

Technische Eigenschaften: Der Cannstatter Travertin steht in mehrere Meter mächtigen Bänken an, in einzelnen Abschnitten und im Randbereich der Vorkommen treten auch dickplattige bis dünnbankige Kalksteine auf. Ansonsten ermöglicht das Vorkommen die Gewinnung sehr großer Blöcke, weshalb in den 1930er Jahren Schwerlastkrane gebaut wurden, um die Rohblöcke weiterverarbeiten zu können. Viele große Rohblöcke hatten Volumina um 40–50 m³. Reyer (1927) berichtet, dass sogar Rohblockmassen bis 1000 m³ auftraten.

Als physikalisch-technische Werte können nach Reyer (1927) (R), Frank (1944, 1949) (F), Lukas (1990b) und anhand von Prüfzeugnissen der Fa. Lauster (L) von 1979, 1983 und 2007 angegeben werden:

Frank (1949) ermittelte die Variationen der Druckfestigkeit. Er untersuchte die porösen und die dichten Lagen des Cannstatter Travertins in lufttrockenem und wassergesättigtem Zustand: Die porösen Lagen (mit Rohdichten 2,36–2,45 g/­cm²) zeigten trocken 56–74 MPa, wassergesättigt 54–76,5 MPa; die dichteren Lagen mit einem spez. Gewicht von 2,43–2,52 g/­cm³ wiesen trocken 98–129 MPa und wassergesättigt 102–145 MPa Druckfestigkeit auf. Die Wasseraufnahme in den porösen Lagen betrug 1,8 M.‑%, in den festen sogar nur 1,3 M.‑%. Biegefestigkeit: 9,0–13,3 MPa (Kupferbank-Travertin); Ausbruchslast am Ankerdornloch (Mittelwert): 1925 N (10 Messungen); Frostbeständigkeit: Nach 25 Frost-Tau-Wechseln keine Veränderungen fest­stell­bar; Frost-Tausalz-Wider­stands­fähigkeit: Nach 25 Frost-Tausalz-Wechseln keine Veränderungen feststellbar

Die hohe Witterungsbeständigkeit des ­Cannstatter Travertins wird darauf zu­rück­ge­führt, dass dieser völlig aus Kalzitkristallen mit guter Kornverzahnung besteht und er überwiegend große, vernetzte Poren und Kavernen aufweist (Frank, 1944). In den großen Poren ist die Bildung von Eiskristallen möglich, ohne dass es zur Entstehung von Rissen und Abplatzungen kommt. Der Calciumkarbonatgehalt der Travertine liegt meist zwischen 97 und 98 %, der Brauneisengehalt beträgt 0,8–1,3 % Fe₂O₃. Er enthält keine Eisensulfidbeimengungen und führt nur sehr geringe Mengen an Tonmineralen und Quarzkörnchen (Al₂O₃-Gehalt um 0,1 %, SiO₂ 0,3–0,9 %) (Frank, 1944; LGRB-Analytik, 2007).

Nach Auskunft von Albrecht Lauster hat die Fa. Lauster zu Beginn des 20. Jh. eine Reihe von Erfindungen gemacht, welche die Gewinnung der großen Travertinblöcke wesentlich erleichterte; hervorzuheben sind die Erfindung von Rundlochbohrungen, Spaltkeilen und hydraulischen Pressen. Ausführlich beschreibt Reyer (1927, S. 80) die Gewinnung der Travertinblöcke durch die Fa. Lauster: „Die großen Blöcke (bis 1000 cbm in einer Mächtigkeit bis 5 m) werden ohne Pulver nach eigenem Verfahren der Firma gewonnen. Mit Hilfe eines 20‑P.S.‑Motors wird Wasser unter hohem Druck (bis 500 Atm.) in einen Stahlgußzylinder eingetrieben, der in einen natürlichen Abgang eingebracht wird. … Die großen Blöcke werden an Hand genauer Aufnahmen, gegebenenfalls nach Anfertigung von Modellen, zerteilt. In der letzten Zeit hat die Firma einen eisernen Kran aufgestellt, der 50 t 35 m zu heben imstande ist. Die bearbeiteten Blöcke werden direkt in Eisenbahnspezialwagen mit Hilfe des Krans verladen. Die Zerteilung der Blöcke erfolgt durch Abschroten mittels Luftdruckkompressoren; in die dicht aneinander gereihten runden Löcher werden zwei halbrunde Eisen eingesetzt, zwischen denen ein sehr flacher Keil unter geringer Kraftaufwendung eingetrieben wird. Der Nachteil dieses Verfahrens, dass Blöcke durch schräges Springen für den vorgesehenen Zweck unbrauchbar werden können, veranlasst die Firma, jetzt Drahtseilsägen einzuführen.“

Zu Beginn des 20. Jh. hatte die Fa. Haas gemeinsam mit der Fa. Lauster den Alten Steinbruch Haas genutzt. Im Jahr 1916 erschloss Eugen Haas einen neuen Steinbruch südlich von dem der Fa. Schauffele. Haas betrieb diesen bis 1988. Die Stadt Stuttgart verpachtete das Gelände Anfang der 1990er Jahre an die Fa. Lauster. Letztmals wurde 2007 dort von der Fa. Lauster Travertin entnommen. Friedrich Schauffele eröffnete seinen Travertinbruch um 1922, der wenige Jahre darauf von seinen Söhnen Richard und Wilhelm übernommen wurde. Fritz Schauffele gründete 1970 hier die Marmor und Treppen GmbH, die es zum Marktführer für freitragende Treppen aus Naturwerkstein brachte (Infotafeln im Travertinpark). Der Abbau wurde im Stbr. Schauffele um 1960 eingestellt, die Firma aber erst 1997 aufgelöst. Der aufgefüllte Stbr. Schauffele ist heute überbaut. Die restaurierte Kranbahn nebst Gattersäge sowie ausführliche Informationstafeln, die Teil des 2010 eröffneten Travertinparks sind, erinnern an die frühere Gewinnung und Verarbeitung. Der Travertinbruch der Fa. Biedermann in Untertürkheim wurde bereits 1941 aufgelassen (Frank, 1950, 1960). Im sog. Stuttgarter Travertinpark, der den neuen Steinbruch Haas und den Stbr. Schauffele einbezieht, wird die Entstehung dieses für die Landeshauptstadt so charakteristischen Gesteins erläutert und an seine Nutzung erinnert.

Verarbeitung: Die Fa. Lauster hat nicht nur, wie zuvor berichtet, bei der Gewinnung wichtige Erfindungen gemacht, sondern auch in der Verarbeitung in ihrem Cannstatter Werk wegweisende technische Innovationen umgesetzt. Sie führte in den 1920er Jahren erstmals Großkreissägen, Großbandsägen, Bandschleifmaschinen und hydraulische Spaltmaschinen ein. Die Bearbeitung der großen Rohblöcke von Cannstatter Travertin beschreibt Reyer (1927, S. 80 f) ausführlich: „Durch Krane werden die zerteilten Blöcke den Maschinen zugeführt. Gattersägen zerteilen den Stein in beliebig starke Platten (bis herunter zu 20 mm). Die 60 Sägeblätter einer Gattersäge, die unter Zuführung von Quarzsand und Wasser arbeiten, schneiden in der Stunde 16–20 mm tief in den Stein ein. Bei Blockarbeiten kommt die Kreissäge in Anwendung, deren Sägeblätter, die mit Diamantsplitter oder mit Korund besetzt sind, beliebig weit von einander einstellbar sind. Für runde Arbeiten, wie Säulen usw., ist eine Drehbank vorhanden, auf der auch poliert wird. Auf der Hobelmaschine werden besonders Profile vorteilhaft hergestellt. Schleifarbeiten werden auf Schleifmaschinen hergestellt, die mit künstlichem Korund arbeiten.“ Händische Schleifarbeiten wurden mittels der heute noch besonders für Polierarbeiten gebräuchlichen Zinnasche (Zinnoxid) vorgenommen. Die beim Sägen angefallenen Reststücke wurden für Vorsatzmaterial oder Terrazzokörnungen zerkleinert. Im Werk Maulbronn wurde aus dem Cannstatter Travertin, ebenso wie aus Blöcken von römischem und türkischem Travertin, vor allem Boden- und Fassadenplatten hergestellt. Die Blöcke wurden zuerst in Gattersägen zerteilt, die Platten dann geschliffen, poliert und zugesägt. Daneben wurden auch Werksteine für Massivarbeiten (z. B. Grabsteine) und für Restaurierungszwecke ausgeliefert.

Verwendung: Der Cannstatter Travertin kann aufgrund seiner guten Kornbindung innerhalb der dicken Bänke sowohl senkrecht als auch parallel zur Schichtung gesägt werden, was zu unterschiedlichen Erscheinungsbildern führt. Bemerkenswert ist auch seine langfristige Witterungsbeständigkeit, weshalb er sogar für Randsteine und Gehwegplatten eingesetzt wurde. Frank (1944) nannte als wichtigste Produkte aus Travertinen von Cannstatt und Untertürkheim: Bausteine, Wandbekleidungen, Tischplatten, Kamine und Brunnen sowie Denkmale und Bildhauer­arbeiten. Muster für die verschiedenartigen Gestaltungsmöglichkeiten von Bö­den, Wänden, Treppen und Fenstergesimsen werden im Verwaltungsgebäude der Fa. Lauster Steinbau, Stuttgart-Münster, präsentiert. Verwendungsbeispiele sind im Stuttgarter Stadtbild an vielen Stellen zu finden. Auch in Berlin wurden mehrere Geschäfts- und Privathäuser mit Fassadenplatten aus Cannstatter Travertin verkleidet. Generell steht heute die Produktion von geschliffenen, polierten und gestockten Fassaden- und Bodenplatten sowie Treppensteinen und Fensterbänken im Vordergrund, kleinere Blöcke werden für den Gartenbau als Mauer- und Ziersteine eingesetzt. In letzter Zeit wurde der Travertin aus Cannstatt auch wieder für Grabstein- und Denkmalarbeiten nachgefragt.

Reyer (1927) berichtet, dass außerdem eine große Zahl von Denkmalen und Grabsteinen sowie verschiedene kunstgewerbliche Arbeiten wie verzierte Kaminvorbauten, Vasen und Brunnen aus Cannstatter Travertin ausgeführt wurden. Weitere Beispiele sind die Einfriedungen und die Einsegnungshalle auf dem Waldfriedhof, die in den 1930er Jahren errichtete Wohnanlage Emser-, Waiblinger- und Nauheimer Straße mit Bruchsteinmauerwerk im „Stuttgarter Heimatstil“, Privathäuser in der Erzberger Straße 45–59, der Friedrich-Ebert-Str. 44–56, in der Austraße in Stuttgart-Münster sowie der Daimler-Turm im Kurpark, unterhalb dessen Travertinwände anstehen.

Beim Steinbruch Lauster erinnern 14 mächtige Travertinsäulen an der Neckartalstraße beim Kraftwerk Stuttgart-Münster, die oberhalb davon gelegene Fabrikantenvilla, die benachbarte Vierkranenhalle und das Verwaltungsgebäude in der Enzstraße 46 an die große Zeit der Travertingewinnung und ‑verarbeitung. Dieses Ensemble wurde 1987 „aus heimatgeschichtlichen, wissenschaftlichen und künstlerischen Gründen“ als Kulturdenkmal eingestuft (Pressler, 2010, S. 119). Die kuriose Geschichte der 14 Travertinsäulen, die heute reichlich verloren in einer nüchternen Industrieumgebung stehen, sollte nicht unerwähnt bleiben: Im Jahr 1939 wurden diese etwa 13 m hohen Säulen von der Stadt Berlin bei der Fa. Lauster für ein geplantes 45 m aufragendes, monumentales Denkmal auf dem „Mussolini-Platz“ in Berlin bestellt, dann aber nie abgeholt, weil auch dieses größenwahnsinnige Projekt der Hitler-Diktatur durch die Kriegsereignisse vereitelt wurde. Nach dem Krieg wurden sie von der Fa. Lauster zurückgenommen und am Eingang des Werksgeländes aufgestellt.

Bei Untertürkheim im ehem. Stbr. Biedermann treten über Neckarkiesen und ‑auemergeln etwa 9–10 m mächtige Sauerwasserkalke des Riß-Würm-Interglazials auf, die ein Oberes und ein Unteres Travertinlager enthalten. Die nutzbaren Mächtigkeiten lagen mit 6–7 m deutlich unter denen am linken Neckarufer bei Cannstatt.

Im ehemaligen Abbaugebiet der Fa. Lauster in Bad Cannstatt (RG 7121‑6) treten sechs Travertinlager aus dem Mindel-Riß-Interglazial (Holstein-Warmzeit) auf. Einschaltungen von Aue-, Hang- und Lösslehmen ermöglichten eine Korrelation benachbarter Steinbruchprofile. Für den Cannstatter Travertin im Steinbruch der Fa. Lauster Steinbau in Stuttgart-Bad Cannstatt stellte Reiff (1955) folgendes Idealprofil auf (Lage des Profils im Westteil des Bruchs Lauster bei O 515928 / N 5407195, Höhe = 250 m ü. NHN):

Nordnordwestlich des Lauster-Bruchs wurden im Zusammenhang mit einem Programm zur Altlastenerkundung Kernbohrungen abgeteuft, die belegen, dass die Überlagerungsmächtigkeiten durch Löss und die Travertinmächtigkeiten bereits im Abstand von nur 50–100 m raschen Schwankungen unterworfen sind. Die Travertinoberfläche muss ausgeprägte Höhenunterschiede aufweisen, Verkarstungserscheinungen im unterlagernden Gipskeuper tun ein Übriges. Die Bohrung Bo7121/3171 (Ansatzpunkt O 515818 / N 5407425, Höhe = 253,74 m ü. NHN) lieferte folgendes Profil: