Porosität

Porosität bezeichnet den Anteil des Porenraums am Volumen eines Materials. Sie beschreibt, wie viel Raum vorhanden ist, der von Fluiden wie Wasser, Luft oder Gasen gefüllt werden kann. Typischerweise wird die Porosität als Verhältnis des Porenvolumens zum Gesamtvolumen angegeben und als Prozentwert ausgedrückt.

Es gibt verschiedene Typen: Die absolute oder Gesamtporosität umfasst das gesamte Porenvolumen. Die effektive Porosität bezieht sich auf den Teil des Porenvolumens, der miteinander verbunden ist und Flüssigkeiten transportieren kann. Zwischen offener (verbindbarer) Porosität und geschlossener Porosität wird unterschieden — erstere beeinflusst Transport und Speicherung, letztere bleibt transporttechnisch meist unbeeinflusst.

Messung: Die Porosität lässt sich durch Archimedes-Methoden bestimmen (Dichte- und Volumenmessung) oder durch gasbasierte Verfahren wie Helium-Porosität, bei denen das frei durchströmende Gas den Porenraum erfasst. Fortgeschrittene Techniken wie CT-Scans oder NMR-Porosität liefern räumliche Verteilungen.

Bedeutung und Einflussfaktoren: Porosität hängt von Materialstruktur, Pore-Größenverteilung und Vernetzung ab und verändert sich unter Druck, Feuchte oder Temperatur. Sie korreliert zwar oft mit der Permeabilität, allein aus der Porosität ergibt sich jedoch nicht die Durchlässigkeit.

Anwendungen: In Geologie und Bodenkunde bestimmt sie Speicher- und Drainationskapazität. Im Bauwesen beeinflusst Porosität Wasseraufnahme, Frostempfindlichkeit und Festigkeit. In Filtertechnik, Keramik und Energiespeichern steuert sie Transport, Filterleistung und Speicherkapazität.