Was versteht man unter Cortenstahl?

A: Begriffsklärung, Herstellung und Geschichte von Cortenstahl

Als COR-TEN-Stahl wird ein spezieller wetterfester Baustahl bezeichnet. Der Name leitet sich ab von den ersten Silben der englischen Begriffe für Rostwiderstand (CORrosion resistance) und Zugfestigkeit (TENsile strength). 1932 ließ sich Byramji D. Saklatwalla in den USA einen legierten Baustahl mit Zusätzen von Chrom, Kupfer, Nickel und Phosphor patentieren. Unter Federführung der United States Steel Corporation wurde der neue Werkstoff weiterentwickelt und auf den Namen COR-TEN-Stahl getauft. Die Bestandteile für die Legierung betragen etwa 0,8 % Chrom, 0,5 % Nickel, 0,5 % Kupfer und 0,1 % Phosphor. Alternativ werden heute auch die Handelsmarken Cortenstahl oder Kortenstahl verwendet. Obwohl der legierte Stahl unter diesen Namen weltweit bekannt wurde, lautet seine korrekte Bezeichnung "witterungsfester Baustahl".

Eigentlich gab es schon im 18. Jahrhundert eine ähnliche Produktionstechnik für schmiedbaren Stahl aus Roheisen. Das Ergebnis war ein Stahl, der reich an Phosphor, jedoch arm an Kohlenstoff war und damit sehr korrosionsfest. Erfunden wurde das sogenannte Puddelverfahren um 1784 von dem englischen Metallurgen Henry Cort. Wie der Zufall es will, lebt dessen Name nun auch im Begriff Cortenstahl weiter. Bis heute weist die 1865 errichtete Griethausener Eisenbahnbrücke bei Kleve kaum Korrosionsschäden auf, obwohl die 485 Meter lange Konstruktion aus Puddelstahl seit über 75 Jahren keinen Schutzanstrich mehr erhielt. Das wohl bekannteste Bauwerk aus Puddelstahl war Wahrzeichen der Pariser Weltausstellung von 1889: der Eiffelturm.

Siebzig Jahre später stellten die Hüttenwerke Oberhausen den ersten deutschen Cortenstahl her. Auch in den USA war dieser wetterfeste Baustahl in den 1960er Jahren ein beliebter Werkstoff und Exportschlager. So verwendete die American Bridge Company in Lissabon Cortenstahl zur Konstruktion der berühmten Hängebrücke über den Tejo, die 1974 nach der Nelkenrevolution in "Brücke des 25. April" umbenannt wurde. In den folgenden Jahren ging das Interesse an Cortenstahl deutlich zurück, da die wachsende Luftverschmutzung die gestoppte Korrosion beschleunigte. Dank Filtertechnik und Entschwefelung bekam man den sauren Regen allmählich in den Griff, und Cortenstahl erfreute sich erneut wachsender Beliebtheit.

Wie schön seine edle Patina auch auf heutige Betrachter wirkt, bewies der australische Pavillon auf der Expo 2010 in Shanghai. Dass selbst runde, geschwungene Formen für Cortenstahl kein Problem sind, zeigt das im selben Jahr errichtete israelische Design Museum Shalom-Holon südlich von Tel Aviv. Doch man muss gar nicht so weit reisen, um Gebäude aus Cortenstahl zu bewundern. Schließlich gibt es auch in Deutschland gelungene Beispiele, wie etwa das 1970 mit Cortenstahl verkleidete Mannheimer Landgericht. Die mittlerweile sanierte Fassade der Freien Universität Berlin wird wegen der typischen Patina liebevoll-spöttisch "Rostlaube" genannt.

B: Materialeigenschaften, Merkmale und Verwendung von Cortenstahl

Herkömmlicher Stahl wird im Außenbereich unter den unvermeidlichen Witterungseinflüssen allmählich korrodieren. Dank der oben genannten Legierungszusätze setzt Cortenstahl dem unweigerlich ablaufenden Rosten eine erhöhte Widerstandsfähigkeit entgegen. Unter dem Einfluss von Hitze, Kälte und Nässe bildet sich eine Art Schutzschicht, die den Korrosionsprozess aufhält, jedoch nicht völlig unterbindet. Daher kommt es innerhalb der ersten Zeit zu einem vermehrten "Abrosten", das je nach Wetterbedingungen ein bis drei Jahre andauern kann. Die dabei entstehende Rostschicht ist jedoch nur oberflächlich, darunter bildet sich eine undurchlässige Sperre. Dafür sorgen Eisensulfate und Phosphoroxide, die mit den Legierungsbestandteilen Chrom, Kupfer und Nickel eine feste Schutzschicht aus Sulfaten und Phosphaten aufbauen. Wo die Zeit fehlt, wie etwa im Fassadenbau, wird durch einen künstlich erzeugten Wechsel zwischen Nass- und Trockenphasen nachgeholfen. Hier ist jedoch Vorsicht geboten, denn ständige Nässe würde die Ausbildung der schützenden Sperrschicht verhindern. Generell müssen entsprechende Maßnahmen zur Versickerung des rostigen Wassers in speziellen Kiesschichten getroffen werden. Zudem ist jeglicher Kontakt mit unedlen Metallen wie Zinn zu vermeiden. Nur Edelstahl oder pulverbeschichtetes Aluminium dürfen direkt mit Cortenstahl in Berührung kommen.

Beim klassischen Cortenstahl handelt es sich um einen phosphorlegierten Baustahl vom Typ Corten A. Er lässt sich schlecht schweißen, schwer umformen und ist daher in Deutschland nicht bauaufsichtlich zugelassen. Wer ihn dennoch einsetzen möchte, muss dessen Verwendung im Einzelfall beantragen. Witterungsfeste Baustähle der Kategorie Corten B sind dagegen sowohl kalt als auch warm leicht umformbar. Daraus gefertigte Stahlbleche lassen sich gut schweißen und mit dem Laser schneiden. Diese nicht mit Phosphor legierten Werkstoffe besitzen die bauaufsichtliche Zulassung, sind preiswerter als andere Baustähle und können auf vielfältige Weise eingesetzt werden. Die deutsche Stahlbaurichtlinie DASt 007 schreibt für den ungeschützten Einsatz eine Mindestdicke von 3 Millimetern vor. Corten B wird für geschraubte oder geschweißte Konstruktionen benutzt zum Beispiel im Brückenbau, im Stahlhochbau sowie beim Bau und der Verkleidung von Fassaden. Im Anlagen- und Behälterbau verwendet man den korrosionsfesten Werkstoff beispielsweise für ISO-Container und Abgasanlagen. Da Cortenstahl jedoch nicht säurebeständig ist, verbietet sich der Einsatz in manchen Industriezweigen.

Die charakteristische Patina verleiht diesem Baustahl den besonderen Reiz. Seine erdigen Rosttöne changieren von rot bis braun-schwarz. Im Gegensatz zu anderen Stählen wird die raue Oberfläche als "warm" empfunden. Diese Merkmale machen Cortenstahl zu einem beliebten Werkstoff für Künstler und Kunsthandwerker. Gerade weil sich das Material durch den Einfluss von Wind und Wetter im Laufe der Zeit verändert, fertigen Bildhauer Skulpturen für den Außenbereich gerne aus Cortenstahl. Ein bekanntes Beispiel ist das von Anthony Cragg geschaffene Werk "To the Knee" im Wuppertaler Skulpturenpark Waldfrieden. Wer sich näher für solche Kunstobjekte interessiert, kann sich den Katalog zur Ausstellung "Stahlschliff - Stahlkunst" von Lu Possehl anschauen, die von ThyssenKrupp gesponsert wurde. Schließlich zählt die Duisburger Stahl AG zu den namhaften Herstellern von Cortenstahl in Deutschland. Übrigens können auch Haustüren können aus dem langlebigen und wetterfesten Werkstoff gefertigt werden. Durch die wechselnden Lichtverhältnisse verändert sich der Farbton im Laufe des Tages. Zudem gleicht keine Tür der anderen, was dem Eingangsbereich eine ganz persönliche Note verleiht.

Dank der edlen Optik und hervorragenden Witterungsbeständigkeit wird dieser legierte Baustahl sehr häufig im Garten- und Landschaftsbau eingesetzt, etwa für die Gestaltung von Wegen, Beeteinfassungen, Cortenstahl-Pflanzkübeln und Trockenmauern. Doch auch hier lauern Gefahren für das Material. Bereits unter dem Einfluss von Vogelkot oder dem Urin von Hunden und Katzen beginnt die sogenannte Säurekorrosion. Dabei wird die schützende Rostschicht durch die Säure angegriffen und schließlich zerstört. Auch der Kontakt mit salzhaltigen Lösungen bereitet Probleme, da Chloride die Bildung der Sperrschicht beeinträchtigen. Dasselbe gilt für ständige Staunässe. Wer diese Einschränkungen berücksichtigt, wird lange Freude an Fassaden, Dekorationsobjekten oder Pflanzgefäßen aus Cortenstahl haben. Denn auch für Cortenstahl-Blumenkübel und Cortenstahl-Pflanzkästen findet das leichte und edel anmutende Material Verwendung. Sehr attraktiv wirkt eine Mauer aus Cortenstahl-Elementen, die mit passenden Pflanzgefäßen in Form von Hängeampeln bestückt ist.