Hallo,
bei der bekannten Grafik der Sorptionsisothermen (Gleichgewichtsfeuchte bei unterschiedlicher rel. Lufttfeuchte,T 20°C) liegt die Isotherme bei der Desorption immer 1-2 % Holzfeuchte über der Isotherme für die Adsorption. Diese Anomalie heißt Hysterese. Mehr ist aber in keiner Fachliteratur darüber zu finden. Meine Frage lautet: Was verursacht diese Hyterese?
Gruß
Feivel
Hallo Feivel,
zunächst einmal müssen wir uns darüber im Klaren sein, dass wir, die Menschen, gewisse Phänomene der Natur und Naturwerkstoffe (wie Holz) in empirische Formeln, also Regel, pressen, welche Allgemeingültigkeit haben (sollen).
Dabei handelt es sich (wie bei den Sorptions- und Resorptionsgraphen) um mehr oder weniger stark vereinfachte Modelle, die nicht nur von einer Vielzahl von Eigenarten des Werkstoffs selbst abhängen.
Holzwerkstoffe sind recht schwierig zu definieren. Estriche und andere mineralische Baustoffe im Übrigen ebenfalls!
Die Hysterese kann nach meinem Verständnis dadurch (nur ansatzweise) begründet werden, dass -um das Ganze abzukürzen- eine Zeitverzögerung bei der Desorption auftritt. Der Mechanismus, welcher für eine Abgabe von Holzfeuchte verantwortlich ist, das ist die Dampfdruckdifferenz zwischen Holz und Umgebungsklima.
Die Kräfte aber, welche dazu erst einmal überwunden werden müssen, sind wesentlich komplexer. Das liegt mit Sicherheit an der Bindung der Feuchtigkeit im Holz selbst begründet.
Zur Erinnerung: Auf der einen Seite bewerten wir im Urzustand nur die Masse des trockenen Holzes und das Feuchtepotential der umgebenden Luft. Einfacher gehts nicht.
Auf der anderen Seite, wir sprechen nun vom wirksamen Mechanismus bei der Holzfeuchteabgabe) wurde die Feuchtigkeit durch Quellen der Holzzellen aufgenommen. Es bedarf also größeren Kräften als bei der Feuchtigkeitsaufnahme, diesen Zustand wieder in den Holzzellen aufzulösen. Das geschieht eben zeitversetzt, weil es aufwändiger ist, aber für die Natur kein Problem darstellt.
Die hat die Zeit. Wir Menschen nicht!
Ich hoffe, mit diesen Gedankenanstößen ein wenig helfen zu können.
–.-…–.-.-
Gruß: Klaus
Guten Morgen
„Das hygroskopische Gleichgewicht streut in der Regel richtungsabhängig in bestimmten Grenzen innerhalb einer so genannten „Sorptionsschleife“ (= Hysterese), je nachdem, ob zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes Wasser abzugeben (Desorption) oder aufzunehmen war (Adsorption). Mit dem Erreichen der Fasersättigung verschwindet die Hysterese.“
Aus
Haustein, Tilo: Schäden durch fehlerhaftes Konstruieren mit Holz. Schadenfreies Bauen, Band 39. Hrsg. Günter Zimmermann, Ralf Ruhnau, Fraunhofer IRB Verlag Stuttgart, 2006
Kap. 2.3 Feuchtebegriffe für Holz
Aber was der mikroskopische Grund für das unterschiedliche Verhalten ist, weiß ich auch nicht…
Gruß
smalbop
Dass hygroskopische Stoffe (z.B. Carbonsäuren) im Holz Wassermoleküle lieber binden als abgeben leuchtet ein, auch dass die aufnahme schneller funktioniert als die Abgabe. Das würde bedeuten, dass die Versuche für die Gleichgewichtsfeuchte bei der Desorption pro 1% Holzfeuchte nicht lange genug durchgeführt würden. Demnach würde man bei längerem Warten auch wieder die beiden Kurven deckungsgleich kriegen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass das noch nie versucht worden wäre.