Materialfeuchte

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Die Materialfeuchte (auch Feststofffeuchte) gibt die Menge des in einem Feststoff enthaltenen freien Wassers an.

Allgemeines

Die Aufnahme von Wasser wird als Absorption bzw. Adsorption und die Abgabe als Desorption bezeichnet. Die beiden Vorgänge treten immer gleichzeitig auf, die Gesamtheit des Prozesses wird als Sorption bezeichnet. Jedes Material hat diesbezüglich ganz charakteristische Eigenschaften; um diese darstellen zu können bedient man sich so genannter Sorptionsisothermen.

Bindungsarten des Wassers im Feststoff

Das Wasser kann auf verschiedene Arten in dem Feststoff gebunden sein:

chemisch gebundenes Wasser (auch Kristallwasser) - in die Struktur des Stoffes (bspw. Gips) eingebautes Wasser
Adsorptionswasser - an den Phasengrenzflächen angelagertes Wasser
Adhäsionswasser - an der Oberfläche von polaren Makromolekülen haftendes Wasser
Kapillarwasser - Wasser in Kapillaren, Rissen, Zwickeln, Poren
Zwischenraumkapillarwasser - Zellwasser
Tropfwasser

Für die Materialfeuchte ist im allgemeinen das chemisch gebundene Wasser nicht von Interesse, da dies nicht zu dem freien Wasser zählt. Wenn chemisch gebundenes Wasser aus dem Material ausgetrieben wird, so geht dies mit der Zerstörung des Materials einher.

Chemisch gebundenes Wasser bzw. zusätzlich das aus der Oxidation von Wasserstoffatomen resultierende Wasser ist von Interesse, wenn das Material zur Verbrennung genutzt wird und entstehender Wasserdampf den Brennwert beeinflusst.

Feuchtekennwerte

Dient die wasserfreie Masse als Bezugswert, kann die Feuchte mehr als 100 % betragen (beispielsweise bei der Holzfeuchte), dient die feuchte Masse als Bezugswert, beträgt die Feuchte weniger als 100 %. Dies kann bei Vergleichen zu Verwirrung führen.

Die Materialfeuchte kann durch verschiedene Kennwerte dargestellt werden. Die wichtigsten sind nachfolgend aufgezählt:

Feuchtegehalt bzw. Wassergehalt: ist das Verhältnis der Masse des im Stoff enthaltenen Wassers zur Masse des wasserfreien Stoffes

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Feuchteanteil bzw. Wasseranteil: ist das Verhältnis der Masse des im Stoff enthaltenen Wassers zur Gesamtmasse des Stoffes

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Feuchtegehalt volumenbezogen: ist das Verhältnis des Volumens des im Stoff enthaltenen Wassers zum Volumen des wasserfreien Stoffes

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Feuchteanteil volumenbezogen: ist das Verhältnis des Volumens des im Stoff enthaltenen Wassers zum Gesamtvolumen des Stoffes

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Trockenmasseanteil: ist das Verhältnis der Trockenmasse zur Gesamtmasse

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Absolute Trockenheit

mit

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Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): V - Gesamtvolumen der Probe
Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \rho - Dichte der Probe
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Messverfahren

Die Materialfeuchte kann mit sehr vielen Feuchtemessverfahren bestimmt werden. Die wichtigsten sind folgend aufgezählt:

Direkte Messverfahren:

Gravimetrische Methode (Darr-Methode Feuchteabsolutbestimmer)
Calciumcarbid-Verfahren (analytisch)
Karl-Fischer-Verfahren

Indirekte Messverfahren:

Kapazitiver_Sensor#Feuchtigkeitsmesser
Leitfähigkeitsmessverfahren
Mikrowellen-Messverfahren
Infrarotreflexion/absorption
Luftfeuchteausgleichverfahren
Feuchtemessung mit TDR (Wellenausbreitungsgeschwindigkeit)
Tensiometer (Bodenfeuchte) (Kapillarkräfte im Boden)

Siehe auch

Quellen

K. Kupfer: Materialfeuchtemessung - Grundlagen, Messverfahren, Applikationen, Normen. Renningen-Malmsheim:expert-Verlag, 1997

Weblinks

Übersicht der gängigsten Datenlogger zur Überwachung von Materialfeuchte, Temperatur, Luftfeuchte u. v. m.