Gravimetrische Bestimmung der Materialfeuchte: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Salzwiki
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Keine Bearbeitungszusammenfassung
Keine Bearbeitungszusammenfassung
(11 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
<bibimport/>
 
Autoren: [[Benutzer:Hschwarz|Hans-Jürgen Schwarz]]  
Autoren: [[Benutzer:Hschwarz|Hans-Jürgen Schwarz]]  


zurück zu [[Messung der Materialfeuchte|Messung der Materialfeuchte]] <br>  
<br>zurück zu [[Messung der Materialfeuchte|Messung der Materialfeuchte]] <br>  




== Abstract  ==
== Abstract  ==


Die gravimetrische Mathode ist die am häufigsten eingestzte Methode zur Bestimmung der Materialfeuchte. Die verschiedenen Möglichkeiten der Trocknung der Probe werden einführend vorgestellt.
Die gravimetrische Methode ist die am häufigsten eingesetzte Methode zur Bestimmung der Materialfeuchte. Die verschiedenen Möglichkeiten der Trocknung der Probe werden einführend vorgestellt.


== Einleitung  ==
== Einleitung  ==
Zeile 17: Zeile 17:
[[Image:Trocknen durch IR-Strahlung.jpg|thumb|right|300px|Abbildung 3: Schema der Trockung mit Infrarotstrahlung, Grafik: Fa. Sartorius GmbH ]]  
[[Image:Trocknen durch IR-Strahlung.jpg|thumb|right|300px|Abbildung 3: Schema der Trockung mit Infrarotstrahlung, Grafik: Fa. Sartorius GmbH ]]  


Dier gravimetrische Methode <bib id="Nagel:2002"/> zählt zu den zerstörenden Verfahren, bei denen dem zu untersuchenden Bauteil eine Probe z.B. in Form eines Bohrkernes entnommen wird. Die Probe wird gewogen, bis zur Massekonstanz getrocknet und wieder gewogen. Die Massedifferenz stellt den Wassergehalt der Probe dar. Die gravimetrische Wäge-Trocknung-Methode, auch Wäge-Darr-Methode genannt, stellt international die standardisierte Feuchtemessmethode dar und dient anderen Messmethoden als Bezugsverfahren.  
Dier gravimetrische Methode <bib id="Nagel:2002"/> zählt zu den zerstörenden Verfahren, bei denen dem zu untersuchenden Bauteil eine Probe, z.B. in Form eines Bohrkernes, entnommen wird. Die Probe wird gewogen, bis zur Massekonstanz getrocknet und wieder gewogen. Die Massedifferenz stellt den Wassergehalt der Probe dar. Die gravimetrische Wäge-Trocknung-Methode, auch Wäge-Darr-Methode genannt, stellt international die standardisierte Feuchtemessmethode dar und dient anderen Messmethoden als Bezugsverfahren.  


[[Image:Unterschied zwischen gemessener und absoluter Materialfeuchte.jpg|thumb|left|300px|Abbildung 4: Immer besteht ein Unterschied zwischen der gemessenen und der wahren Materialfeuchte, Grafik: Fa. Sartorius GmbH]]  
[[Image:Unterschied zwischen gemessener und absoluter Materialfeuchte.jpg|thumb|left|300px|Abbildung 4: Immer besteht ein Unterschied zwischen der gemessenen und der wahren Materialfeuchte, Grafik: Fa. Sartorius GmbH]]  
Zeile 29: Zeile 29:
Eine Verkürzung der Trocknungszeit lässt sich durch Mikrowellentrocknung erreichen, da praktisch die gesamte Probe in sehr kurzer Zeit auf die Trocknungstemperatur gebracht werden kann. Es bedarf jedoch einiger Erfahrung, die Mikrowellenleistung richtig zu dosieren.
Eine Verkürzung der Trocknungszeit lässt sich durch Mikrowellentrocknung erreichen, da praktisch die gesamte Probe in sehr kurzer Zeit auf die Trocknungstemperatur gebracht werden kann. Es bedarf jedoch einiger Erfahrung, die Mikrowellenleistung richtig zu dosieren.


<br> Eine Verfälschung der Ergebnisse kann durch hygroskopische Wasseraufnahme zwischen beiden Wägungen auftreten. Im Normalfall kann bei sorgfältiger Arbeitsweise eine Genauigkeit von +- 0.2 - 0.5% erreicht werden.  
<br> Eine Verfälschung der Ergebnisse kann durch hygroskopische Wasseraufnahme zwischen beiden Wägungen auftreten. Im Normalfall kann bei sorgfältiger Arbeitsweise eine Genauigkeit von ± 0.2 - 0.5% erreicht werden.  


<br> Des Weiteren ist die Trocknung der Probe durch Infrarotstrahlung möglich. Diese Möglichkeit ist in vielen kommerziell erhältlichen Geräten umgesetzt.  
<br> Des Weiteren ist die Trocknung der Probe durch Infrarotstrahlung möglich. Diese Möglichkeit ist in vielen kommerziell erhältlichen Geräten umgesetzt.  


<br> Anstelle der Trocknung durch Temperaturerhöhung kann auch eine Vakuumtrocknung der Probe erfolgen. Dazu wird die Probe in einen Exsikkator gebracht, der evakuiert wird. Der Dampfdruck wird z.B. durch ein hygroskopisches Salz (Phosphorpentoxid) oder Silikagel gesenkt, sodass ein beschleunigter Diffusionsprozess einsetzt und die Probe trocknet. Der wesentliche Nachteil der gravimetrischen Methoden liegt darin, dass sie zerstörend sind und nicht oder nur schlecht vor Ort eingesetzt werden können.
<br> Anstelle der Trocknung durch Temperaturerhöhung kann auch eine Vakuumtrocknung der Probe erfolgen. Dazu wird die Probe in einen Exsikkator gebracht, der evakuiert wird. Der Dampfdruck wird z.B. durch ein hygroskopisches Salz (Phosphorpentoxid) oder Silikagel gesenkt, sodass ein beschleunigter Diffusionsprozess einsetzt und die Probe trocknet. <br><br>Der wesentliche Nachteil der gravimetrischen Methoden liegt darin, dass sie zerstörend sind und nicht oder nur schlecht vor Ort eingesetzt werden können.
<br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br>


== Literatur  ==
== Literatur  ==


<bibprint/>
<biblist/>


[[Category:GravimetrischeMessmethode]] [[Category:HSchwarz]] [[Category:R-HSchwarz]] [[Category:R-SLaue]] [[Category:Bearbeitung]]
[[Category:GravimetrischeMessmethode]] [[Category:Schwarz,Hans-Jürgen]] [[Category:R-HSchwarz]] [[Category:R-SLaue]] [[Category:Review]]

Version vom 28. Februar 2012, 11:44 Uhr

Autoren: Hans-Jürgen Schwarz


zurück zu Messung der Materialfeuchte


Abstract[Bearbeiten]

Die gravimetrische Methode ist die am häufigsten eingesetzte Methode zur Bestimmung der Materialfeuchte. Die verschiedenen Möglichkeiten der Trocknung der Probe werden einführend vorgestellt.

Einleitung[Bearbeiten]

Abbildung1: Schema der Trockung im Trockenschrank, Grafik: Fa. Sartorius GmbH
Abbildung 2: Schema der Trockung mit Mikrowellenstrahlung, Grafik: Fa. Sartorius GmbH
Abbildung 3: Schema der Trockung mit Infrarotstrahlung, Grafik: Fa. Sartorius GmbH

Dier gravimetrische Methode [Nagel:2002]Titel: Thermogravimetrische Materialfeuchtebestimmung
Autor / Verfasser: Nagel, H.
Link zu Google Scholar
zählt zu den zerstörenden Verfahren, bei denen dem zu untersuchenden Bauteil eine Probe, z.B. in Form eines Bohrkernes, entnommen wird. Die Probe wird gewogen, bis zur Massekonstanz getrocknet und wieder gewogen. Die Massedifferenz stellt den Wassergehalt der Probe dar. Die gravimetrische Wäge-Trocknung-Methode, auch Wäge-Darr-Methode genannt, stellt international die standardisierte Feuchtemessmethode dar und dient anderen Messmethoden als Bezugsverfahren.

Abbildung 4: Immer besteht ein Unterschied zwischen der gemessenen und der wahren Materialfeuchte, Grafik: Fa. Sartorius GmbH

Die Genauigkeit der Methode hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Zunächst kann bei der Entnahme der Probe eine Veränderung des Feuchtegehalts, z.B. infolge Erhitzen bei einer Bohrprobe, auftreten. Die Probe muss unmittelbar nach der Entnahme luftdicht verpackt werden, da selbst bei Raumtemperatur bei unsachgemäßer Verpackung deutliche Verluste auftreten können. Die Probemenge hängt von der Homogenität des Materials ab. Die Untergrenze der Probenmenge liegt bei feinkörnigen Proben bei etwa 1gr.


Die gängigste Trocknungsmethode ist die Erwärmung im Trockenschrank. Die Trocknungstemperatur beträgt für die meisten Materialien 105 °C. Voraussetzung ist, dass bei dieser Temperatur keine chemische Veränderung des Materials eintritt. Ist das der Fall, muss mit niedrigerer Temperatur getrocknet werden. Für Gips z.B. beträgt die Trocknungstemperatur 40 °C, da er bei 45 °C einen Teil seines Kristallwassers abgibt und in das ß-Halbhydrat übergeht. Die Luftfeuchte im Trockenraum muss ausreichend niedrig gehalten werden. Wird zum Austausch Raumluft benutzt, dann kann bei niedriger Trocknungstemperatur im Sommer die dann meist herrschende hohe Luftfeuchte noch erhebliche Restfeuchte in der Probe und damit Messfehler bewirken.

Abbildung 5: Automatisierte IR-Feuchtebestimmung, Foto: Fa. Sartorius GmbH

Eine Verkürzung der Trocknungszeit lässt sich durch Mikrowellentrocknung erreichen, da praktisch die gesamte Probe in sehr kurzer Zeit auf die Trocknungstemperatur gebracht werden kann. Es bedarf jedoch einiger Erfahrung, die Mikrowellenleistung richtig zu dosieren.


Eine Verfälschung der Ergebnisse kann durch hygroskopische Wasseraufnahme zwischen beiden Wägungen auftreten. Im Normalfall kann bei sorgfältiger Arbeitsweise eine Genauigkeit von ± 0.2 - 0.5% erreicht werden.


Des Weiteren ist die Trocknung der Probe durch Infrarotstrahlung möglich. Diese Möglichkeit ist in vielen kommerziell erhältlichen Geräten umgesetzt.


Anstelle der Trocknung durch Temperaturerhöhung kann auch eine Vakuumtrocknung der Probe erfolgen. Dazu wird die Probe in einen Exsikkator gebracht, der evakuiert wird. Der Dampfdruck wird z.B. durch ein hygroskopisches Salz (Phosphorpentoxid) oder Silikagel gesenkt, sodass ein beschleunigter Diffusionsprozess einsetzt und die Probe trocknet.

Der wesentliche Nachteil der gravimetrischen Methoden liegt darin, dass sie zerstörend sind und nicht oder nur schlecht vor Ort eingesetzt werden können.












Literatur[Bearbeiten]

[Nagel:2002]Nagel, H. (Hrsg.) Nagel, H. (2002): Thermogravimetrische Materialfeuchtebestimmung, Verlag Moderne IndustrieLink zu Google Scholar