DD257496A1 - Verfahren zur bestimmung des feuchteleitkoeffizienten von stoffen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Feuchteleitkoeffizienten von Stoffen, insbesondere von poroesen, hygroskopischen Stoffen, die als Bau- und Daemmaterialien ihre Anwendung finden. Ohne grossen geraetetechnischen und zeitlichen Aufwand, unter Ausschluss eines aeusseren Partialdruckgefaelles, auf der Basis eines Temperaturgefaelles als treibende Kraft fuer den Feuchtetransport soll der Feuchteleitkoeffizient von Stoffen ermittelt werden. An einem plattenfoermigen Probekoerper, der mit Messelementen zur Bestimmung des Feuchtepotentials und der Waermestromdichte in Verbindung gebracht wird, werden erfindungsgemaess in einem diffusionsdicht abgeschlossenen Raum dem Probekoerper beidseitig Feuchtepotentialfuehler und Waermestrommesser aufgelegt, ihm ein Temperaturgradient von 2,5 K/cm aufgepraegt und nach Erreichen des nichtisothermen Feuchtegleichgewichtes die Richtung des Temperaturgradienten entgegen zur ersten gelegt. Im Probekoerper wird ein Zustand konstanter Feuchtigkeitsdichte durchlaufen und von dessen Zeitpunkt an bis zum Erreichen des erneuten nichtisothermen Feuchtegleichgewichtes die Feuchtepotentiale an den Probekoerperoberflaechen und die Waermestromdichte fuer die theoretische Ermittlung des Feuchteleitkoeffizienten erfasst.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Feuchteleitkoeffizienten von Stoffen, insbesondere von porösen, hygroskopischen Stoffen, die beispielsweise als Bau- und Dämmaterialien ihre Anwendung finden.
Die Ermittlung des Feuchteleitkoeffizienten, der oft als Diffusionskoeffizient bezeichnet wird, erfolgt gegenwärtig überwiegend mit gravimetrischen Methoden (Cermak, H., Wärmeableitung-Wasserdampfdiffusion, Deutsche Bauakademie, Schriftenreihe Baustoffe, Heft 2,1959, S. 31-57, DIN 52615, Blatt 1). Die Gewichtszunahme der Probe dient als Nachweis des Wassertransportes infolge eines Partialdruckgefälles. Daraus wird für den stationären Zustand der Feuchteleitkoeffizient berechnet.
Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen in der Nichtbeherrschung der Übergangswiderstände bei der Feuchtigkeitsleitung, im großen Aufwand bei der Abdichtung der Proben sowie in den extrem hohen Anforderungen an die Wägetechnik. Weiterhin besteht kein direkter Zugang zur Regulierung des Feuchtegehaltes des Probekörpers.
Ein neues nichtgravimetrisches Verfahren (DE-OS Nr.3029829A1) basiert ebenfalls auf der Realisierung eines Partialdruckgefälles in einem System, das aus Trockenkammer, Meßkammer und Feuchtekammer besteht. Die zentrale Meßkammer ist zur Trockenkammer und zur Feuchtekammer hin mit gleichartigen Stoffproben verschlossen.
Nach einer gewissen Zeit stellt sich in ihr eine Gleichgewichtsfeuchte ein. Durch Einblasen feuchter Luft wird diese verändert und die Halbwertzeit der Beseitigung der Störung registriert. Daraus läßt sich der Feuchteleitkoeffizient ermitteln. Bei beiden Meßverfahren können sich in den einzelnen Verfahrensstufen Fehler einschleichen, die das Meßergebnis erheblich verfälschen.
Es ist weiterhin ein thermisches Feuchtemeßgerät bekannt, mit dem der Feuchtegehalt und das Feuchtepotential von Stoffen mit absorbierter Feuchtigkeit gemessen werden kann. Es besteht aus einer Grundplatte mit streifenförmig eingelassenem hygroskopischem Material (Eichmaterial), ein oder mehreren Temperaturdifferenzmessern, einem Wärmestrommesser und einer Temperierplatte. In einem Probekörper wird mittels der Temperierplatte ein Temperaturgradient im Meßgerät erzeugt.
Ausgehend von der Temperatur und der Gleichgewichtsfeuchte des Eichmaterials, wird auf das Feuchtepotential und weiterhin auf den Feuchtegehalt des Meßgutes geschlossen.
Ohne großen gerätetechnischen und zeitlichen Aufwand sowie unter Ausschluß eines äußeren Partialdruckgefälles als treibende Kraft für den Feuchtetransport soll der Feuchteleitkoeffizient von Stoffen, insbesondere porösen, hygroskopischen Stoffen an plattenförmigen Proben fehlerfrei ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis eines Temperaturgefälles als treibende Kraft für den Feuchtetransport ein Verfahren zur Bestimmung des Feuchteleitkoeffizienten zu entwickeln.
Mit einem plattenförmigen Probekörper des zu untersuchenden Stoffes, der mit Meßelementen zur Bestimmung des Feuchtepotentials und der Wärmestromdichte in Verbindung gebracht wird, wird die Aufgabe erfindurigsgemäß dadurch gelöst, daß in einem diffusionsdicht abgeschlossenen Raum, dem plattenförmigen Probekörper mit dem Feuchtegehalt C0 beidseitig Feuchtepotentialfühler und Wärmestrommesser angelegt werden und ihm ein Temperaturgradient von g 2,5 K/cm aufgeprägt
Nach Erreichen des nichtisothermen Feuchtegleichgewichtes, in dem die Feuchtigkeit des Prüfkörpers zur kalten Seite hin verlagert ist, wird die Richtung des Temperaturgradienten entgegen zur ersten gelegt und die Feuchtigkeit wieder umgelagert.
Dabei wird ein Zustand konstanter Feuchtigkeitsdichte im Probekörper durchlaufen, der durch eine maximale Wärmestromdichte charakterisiert ist. Von diesem Zeitpunkt an bis zum Erreichen des nichtisothermen Feuchtegleichgewichtes werden die Wärmestromdichte und die Feuchtepotentiale auf beiden Oberflächen der Probenplatte registriert.
Aus einem Vorversuch ist die nach DD-WP 210988 bestimmte Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit λ vom Feuchtegehalt C0 der Probe bekannt. Mit Hilfe eines Modells, das die mit der Änderung der Feuchteverteilung im Probekörper verbundene Änderung des Dämmwertes R (t) beschreibt, wird durch Vergleich mit den gemessenen Werten auf das zeitabhängige Feuchtefeld c (z, t) im Probekörper geschlossen.
Aus der Bilanzgleichung für den Feuchtetransportvorgang im stationären Temperaturgefälle
PF TfC (z, t) - ^- Jz = 0 Dichte der Feuchtigkeit
folgt die Feuchtigkeitsstromdichte J2
Mit Hilfe der Beziehung
Jz = -« grad Θ
9£ Feuchtekoeffizient
Θ Feuchtepotential
ist es nun möglich, auf der Basis der Differenz der Oberflächenfeuchtepotentiale den Feuchteleitkoeffizienten zu ermitteln.
In der Figur wird ein Schnitt der Anordnung der Vorrichtungselemente am Probekörper dargestellt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Zwei thermische Feuchtemeßgeräte, bestehend je aus einer Grundplatte (1) mit einem hygroskopischen Eichmaterial (2), einem Temperaturdifferrenzmesser (3), Wärmestrommesser (4) und einer Temperierplatte (5), werden dem plattenförmigen Probekörper (6) auf seinen Breitflächen aufgelegt. Das Gesamtsystem befindet sich in einem diffusionsdicht abgeschlossenen Raum (7). Mit Hilfe der Temperierplatte (5) wird ein Temperaturgradient von = 2,5 K/cm im Probekörper (6) erzeugt. Nach erzieltem nichtisothermen Feuchtegleichgewicht wird durch Umschalten der Temperierplatten ein Temperaturgradient entgegen des ersteren erzeugt. Bis zur Einstellung des neuen thermischen Gleichgewichtszustandes werden die zeitlichen Verläufe der Wärmestromdichte und der Feuchtepotentiale registriert. Aus dem zeitlichen Verlauf der Wärmestromdichte Qz wird auf die Änderung des Dämmwertes R (t) und damit über ein Modell auf die zeitliche Änderung des Feuchtefeldes c (z, t) in der Probe geschlossen, die Ausgangspunkt zur Berechnung der Feuchtigkeitsstromdichte Jz ist. Der Feuchteleitkoeffizient •«ergibt sich als Quotient aus Feuchtigkeitsstromdichte und Differenz der Feuchtepotentiale auf den Oberflächen der Probenplatte.
Claims (1)
- Verfahren zur Bestimmung des Feuchteleitkoeffizienten von Stoffen an einem plattenförmigen Probekörper, der mit Meßelementen zur Bestimmung des Feuchtepotentials und der Wärmestromdichte in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem diffusionsdicht abgeschlossenen Raum (7) dem plattenförmigen Probekörper (6) beidseitig Feuchtepotentialfühler und Wärmestrommesser (4) angelegt werden, ihm ein Temperaturgradient von >2,5K/cm aufgeprägt wird, nach Erreichen des nichtisothermen Feuchtegleichgewichtes, in dem die Feuchtigkeit des Probekörpers (7) zur kalten Seite verlagert ist, die Richtung des Temperaturgradienten entgegen zur ersten gelegt wird, wobei im Probekörper (6) ein Zustand konstanter Feuchtigkeitsdichte durchlaufen wird, währenddessen bis zum Erreichen des erneuten nichtisothermen Feuchtegleichgewichtes die Feuchtepotentiale an den Probekörperoberflächen und die Wärmestromdichte für die weitere theoretische Ermittlung des Feuchteleitkoeffizienten erfaßt werden.Hierzu 1 Seite Zeichnung
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1986
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