Kosteusjakauma

Kosteusjakauma tarkoittaa kosteuden määrän epätasaista jakautumista rakenteessa, aineessa tai ympäristössä. Se kuvaa, miten kosteuden muodot ja vesimolekyylit ovat sijoittuneet eri kohdissa ja miten ne voivat muuttua ajan kuluessa. Poroisissa materiaaleissa yleisimpiä kosteusmuotoja ovat vapaa vesikosteus (nestemäistä vettä, joka voi liikkua), kapillaarikosteus sekä adsorboitunut kosteus, joka on sitoutunut hiukkasiin tai pinnoille. Kosteusjakaumien ymmärtäminen on keskeistä rakennusfysiikassa, maaperätieteessä, elintarviketeknologiassa ja materiaalitutkimuksessa, koska ne vaikuttavat kosteuden siirtymiseen, mekaanisiin ominaisuuksiin ja kestävyyteen.

Mittaus ja kartoitus perustuvat useisiin menetelmiin. Gravimetriset menetelmät mittaavat kosteuden massan muutoksen kuivaan tilavuuteen suhteutettuna. Ei-invasiivisissa menetelmissä käytetään sähkö-dielektrisiä mittauksia, kuten kapasitanssia tai time-domain reflectometryä (TDR). Kehittyneissä menetelmissä käytetään myös esimerkiksi NMR:ää tai neutroni-säteilyn periaatteita, jotka voivat erottaa kosteusmuotoja ja paikantaa kosteuspitoisuuksia. Kosteusjakaumaa voidaan kartoittaa pistokokeina tai koko rakenteen kartoituksina, ja se esitetään tilavuuskosteutena tai suhteellisena kosteutena.

Kosteusjakauman tunteminen parantaa suunnittelua ja toimintaa useilla aloilla: rakennusalalla kosteudenhallinta vähentää halkeilua ja kosteushajotusta, maaperätieteessä se vaikuttaa infiltraatioon ja vedenjohtuvuuteen, elintarviketeollisuudessa tasainen kuivuminen ja säilyvyys sekä materiaalitutkimuksessa estävien ominaisuuksien optimoiminen. Yleistettynä kosteuden jakauma kuvaa materiaalin käyttäytymistä märkä- ja kuivamuutoksissa sekä sen vaikutusta mekaanisiin, termisiin ja biologisiin ominaisuuksiin.