LexikonMaterialfeuchte

Materialfeuchte

Unter der Materialfeuchte versteht man die Menge des freien Wassers an, die in einem Feststoff enthalten ist. Die Materialfeuchte wird daher auch Feststofffeuchte genannt. Dargestellt wird die Materialfeuchte anhand vonverschiedenen Kennwerten, wie dem Feuchtegehalt und dem Feuchteanteil.

Abgrenzung zur Baufeuchte, Wohnfeuchte und Luftfeuchte

Bei der Feuchtigkeit allgemein wird das Maß der Anwesenheit von Wasser in oder an einem Material, einer Substanz oder in einem Gas gemessen. Die Materialfeuchte ist dabei auf Feststoffe begrenzt. Je nach Material, Stoff oder Anwendungsgebiet wird die Feuchtigkeit anders betitelt:

  • Die Luftfeuchte meint den Wassergehalt der Luft
  • Die Feuchtigkeit des Bodens wird als Bodenfeuchte bezeichnet
  • Bei dem Wassergehalt von Gestein spricht man auch von Porenwassern
  • Die Holzfeuchte gibt die Feuchtigkeit bei dem natürlichen Rohstoff an

Bei der Materialfeuchte im Häuser und Wohnbereich wird zwischen der Bau- und Wohnfeuchte unterschieden.

Als Baufeuchte wird die während der Bauphase eingebrachte Feuchtigkeit in Mauerwerk und Rohwerk bezeichnet. Sie entsteht durch die feuchte Verarbeitung verschiedener Baustoffe, wie Estrich, Mörtel, Putz, Beton und Farben. Durch Beachtung der Wetterlage, die korrekte Bautrocknung und weiteren Maßnahmen kann die Baufeuchte minimiert werden. Durch die Baufeuchte ist der Heizbedarf bei Neubauten in den ersten Jahren erhöht.

Wohnfeuchte entsteht im Gegensatz zu der Baufeuchte durch die Nutzung des Gebäudes. Diese wird durch Waschen, Kochen, Spülen, Duschen oder die Wäschetrocknung verursacht. Eine gewisse Feuchtigkeitsbelastung in Räumen ist normal, allerdings sollte darauf geachtet werden, dass die Luftfeuchtigkeit nicht über die empfohlenen Werte ansteigt.

Adsorption, Absorption und Sorption

Mit Absorption ist die Aufnahme eines Atoms, Moleküls oder eines Ions in eine andere Phase gemeint. Die Stoffe dringen dabei bei der Absorption in das Volumen des Materials ein.

Bei der Adsorption reichern sich die Stoffe nur an der Oberfläche, im speziellen an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen, an. Beide Vorgänge treten immer gleichzeitig auf, weshalb die Gesamtheit auch Sorption genannt wird. Die Abgabe wird als Desorption bezeichnet

Jedes Material hat diesbezüglich charakteristische Eigenschaften, die mithilfe sogenannter Sorptionsisothermen dargestellt werden. Die Sorptionsthermen werden oftmals als empirische Modelle genutzt, die den Gleichgewichtszustand der Sorption eines Stoffes bei konstanter Temperatur beschreiben.

Bindungsarten von Wasser in einem Feststoff

Wasser kann auf verschiedene Arten in einem Feststoff gebunden sein. Zu diesen Arten gehören beispielsweise:

  • Chemisch gebundenes Wasser oder Kristallwasser: Bei dieser Bindungsart ist das Wasser in der Struktur des Stoffes eingebaut (Beispiel Gips)
  • Adsorptionswasser: Angelagertes Wasser an den Phasengrenzflächen
  • Adhäsionswasser: Anhaftendes Wasser an der Oberfläche von polaren Makromolekülen
  • Kapillarwasser: Wasser in Kapillaren, Rissen und Poren
  • Zwischenraumkapillarwasser wie Zellwasser
  • Tropfwasser

Für die Materialfeuchte im Allgemeinen ist das chemisch gebundene Wasser nicht von Bedeutung, da es nicht zum freien Wasser zählt. Wird das chemisch gebundene Wasser aus dem Material ausgetrieben, geht dies mit der Zerstörung des Materials einher.

Feuchtekennwerte

Um die Materialfeuchte darzustellen, werden Kennwerte genutzt. Die wichtigsten Feuchtekennwerte sind:

Feuchtegehalt bzw. Wassergehalt

Materialfeuchte - Wassergehalt Formel

Feuchtegehalt bezogen auf das Volumen

Feuchteanteil bzw. Wasseranteil

Feuchteanteil bezogen auf das Volumen

Trockenmasseanteil

Wird die wasserfreie Masse als Bezugswert angesetzt, kann die Feuchte mehr als 100 Prozent betragen, wie beispielsweise bei der Holzfeuchte. Dient die feuchte Masse als Bezugswert, beträgt die Feuchte weniger als 100 Prozent. Bei Vergleichen kann dies zur Verwirrung führen. Es sollte daher bei der Materialfeuchte auf den Bezugswert geachtet werden.

Messverfahren

Um die Materialfeuchte zu bestimmen, gibt es diverse Verfahren. Bei den Feuchtemessverfahren wird zwischen direkten und indirekten Messverfahren unterschieden. Für die direkten Methoden muss eine Probe des Materials genommen werden, weshalb es sich um zerstörende Maßnahmen handelt. Bei den indirekten und zerstörungsfreien Messverfahren finden meist Sensoren Anwendung, wodurch das Material geschont wird.

Direkte Messverfahren

  • Gravimetrische Methode
  • Calciumcarbid-Verfahren
  • Karl-Fischer-Verfahren

Indirekte Messverfahren

  • Kapazitiver Sensor
  • Leitfähigkeitsmessverfahren
  • Neutronensonde
  • Mikrowellen-Messverfahren
  • Infrarotreflexion und -absorption
  • Luftfeuchteausgleichsverfahren
  • Tensiometer
  • Zeitbereichsreflektometrie

Neben den Messgeräten für die Materialfeuchte kann mit einem Hygrometer die Luftfeuchtigkeit bestimmt werden. Geräte, die über einen längeren Zeitraum die Feuchtigkeit messen, werden Datenlogger genannt.
 

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