Bestimmung der Feuchtetransport und -speicherkoeffizienten von Zementstein und zementgebundenen Materialien aus instationären Sorptionsversuchen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Max Josef Setzer
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 1999 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5204756

Die Feuchteaufnahme und -abgabe von Zementstein und zementgebundenen Materialien ist im Wesentlichen durch Transport- und Speichervorgänge bestimmt. Im Luftfeuchtebreich unter 50% r.F. sind dies Diffusion und Sorption, die bei höheren Feuchten durch Flüssigtransport und Kapillarkondensation überlagert werden. Da Transport und Speicherung auf komplexe Weise zusammenhängen wurde in Essen eine Feuchtepufferfunktion definiert, die den Zusammenhang zwischen der Feuchteaufnahme eines Bauteils und der relativen Luftfeuchte über ein Faltungsintegral beschreibt und einer "Gedächtnisfunktion" entspricht. Damit unterscheidet sich dieser Ansatz von Methoden, die mit Hilfe von Modellvorstellungen Transport- und Speicherkoeffizienten koppeln. Eine analytische Betrachtung der Feuchtepufferfunktion zeigte, daß mit ihr auch aufgrund eines einzigen Experimentes sowohl die Sorptions- als auch die Diffusionsparameter ermittelt werden können. Dieser Ansatz hat sich für verschiedenste Werkstoffe und Randbedingungen bewährt. Das vorliegende Forschungsvorhaben erweitert die Erfahrung mit der Feuchtepufferfunktion auf kleine Zementsteinproben, die als quasihomogenes "finites" Element betrachtet werden können. Dynamische Sorptionsmessungen und spezielle Diffusionsmessungen sollen dazu dienen: 1. die Feuchtepufferfunktion zu verifizieren, 2. daraus die Transport- und Speicherkoeffizienten wesentlich genauer zu bestimmen, 3. die Modellvorstellungen zu verbessern und 4. so schließlich für die Praxis präzisere Daten zu liefern. Es ist zu erwarten, daß sich damit auch die Modelle feuchteabhängiger Werkstoffeigenschaften verbessern lassen.

• DFG Programme: Research Grants