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2023-12-10T18:38:20Z

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{{Dieser Artikel|beschreibt die Materialfeuchte allgemein. Für die Feuchte von Lebensmitteln siehe [[Wassergehalt]].}}
Die '''Materialfeuchte''' (auch '''Feststofffeuchte''') gibt die Menge des in einem [[Feststoff]] enthaltenen ''freien'' [[Wasser]]s an.

== Allgemeines ==
Die Aufnahme von [[Wasser]] wird als [[Absorption (Physik)|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 [[Sorptionsisotherme]]n.

=== 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 [[Wasserstoff]]<nowiki>atomen</nowiki> 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 (etwa bei der [[Holzfeuchte]]), dient die feuchte Masse als Bezugswert (wie bei der [[Luftfeuchte]]), 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
Formel: <math>u_m = \frac{m_w}{m_{tr}}=\frac{m-m_{tr}}{m-m_w} </math>
;Feuchteanteil bzw. Wasseranteil: ist das Verhältnis der Masse des im Stoff enthaltenen Wassers zur Gesamtmasse des Stoffes
Formel: <math>\psi_m = \frac{m_w}{m}=\frac{m-m_{tr}}{m_w+m_{tr}} </math>
;Feuchtegehalt volumenbezogen: ist das Verhältnis des Volumens des im Stoff enthaltenen Wassers zum Volumen des wasserfreien Stoffes
Formel: <math>u_V = \frac{V_W}{V_{tr}}=\frac{m_W}{V_{tr}}=u_m \cdot \rho_{tr} </math>
;Feuchteanteil volumenbezogen: ist das Verhältnis des Volumens des im Stoff enthaltenen Wassers zum Gesamtvolumen des Stoffes
Formel: <math>\psi_V = \frac{V_W}{V}=\frac{m_W}{V}=\psi \cdot \rho </math>
;Trockenmasseanteil: ist das Verhältnis der Trockenmasse zur Gesamtmasse
Formel: <math>T=\frac{m_{tr}}{m_{tr}+m_w}=1-\psi_m</math>
;Absolute Trockenheit

mit
* <math>m_w</math> - [[Masse (Physik)]] des [[Wasser]]s
* <math>m_{tr}</math> - [[Masse (Physik)]] des ''wasserfreien'' Stoffes
* <math>m</math> - Gesamt[[masse (Physik)]] der Probe
* <math>V_w</math> - [[Volumen]] des [[Wasser]]s
* <math>V_{tr}</math> - [[Volumen]] des ''wasserfreien'' Stoffes
* <math>V</math> - Gesamt[[volumen]] der Probe
* <math>\rho</math> - [[Dichte]] der Probe
* <math>\rho_{tr}</math> - [[Dichte]] der ''wasserfreien'' Probe

== Messverfahren ==
Die '''Materialfeuchte''' kann mit sehr vielen [[Messverfahren]] 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|Kapazitiver Sensor]]
* [[Leitfähigkeitsmessverfahren]]
* [[Mikrowellen-Messverfahren]]
* Infrarotreflexion/absorption
* Luftfeuchteausgleichverfahren
* [[Feuchtemessung mit Zeitbereichsreflektometrie|Zeitbereichsreflektometrie]] (Wellenausbreitungsgeschwindigkeit)
* [[Tensiometer (Bodenfeuchte)]] (Kapillarkräfte im Boden)

== Siehe auch ==
* [[Sättigung (Physik)]]
* [[Taupunkt]]
* [[Hygroskopie]]
* [[Hydrophobie]]
* [[Calciumcarbid]]

== Quellen ==
* Klaus Kupfer: ''Materialfeuchtemessung - Grundlagen, Messverfahren, Applikationen, Normen.'' Renningen-Malmsheim:expert-Verlag, 1997, ISBN 3-8169-1359-8, (''Kontakt & Studium'' 513).

== Weblinks ==
* [https://www.scanntronik.de Übersicht der gängigsten Datenlogger zur Überwachung von Materialfeuchte, Temperatur, Luftfeuchte u. v. m.]

[[Kategorie:Werkstoffeigenschaft]]
[[Kategorie:Wasser (Hydrologie)]]
[[Kategorie:Physikalische Chemie]]

Materialfeuchte - Versionsgeschichte

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