sorptieanalyse

Sorptieanalyse is een methode om de sorptiviteit van een poreus materiaal te kwantificeren, dat wil zeggen de mate waarin water in een droge of halfdroge stof wordt opgenomen door capillairen en oppervlaktesorptie. Het concept is vooral bekend in de bodems- en bouwmaterialenwetenschap en wordt gebruikt om vochttransport te karakteriseren.

De kern van de analyse is de sorptiviteit S, een maat voor de capaciteit van een materiaal om water op te nemen door capillair suction en adsorptie. In de beginfase van infiltratie voldoet de gecumuleerde wateropname I(t) vaak aan I ≈ S√t, waarbij I wordt uitgedrukt per oppervlakte-eenheid. De waarde van S hangt af van porieverdeling, poreuze structuur, oppervlaktespanning en vochtstatus. Het wiskundige begrip van sorptie komt voort uit historische theorieën zoals die van Philip (1957).

Een gangbare methode is het uitvoeren van laboratoriumtesten waarbij een droog monster aan één zijde in contact wordt gebracht met water of een vochtige omgeving. De wateropname wordt gemeten als functie van tijd, bijvoorbeeld door gewichtsverandering of door volumemetingen. De resultaten worden uitgezet als I tegen √t en de beginhelling levert de sorptiviteit S. Voor veldtoepassingen of capillaire opstijging worden vaak vochtstanden of infiltratieniveaus gemeten onder maintain boundary conditions.

Toepassingen van sorptieanalyse liggen onder meer in bodemeigenschappen, infiltratieplanning en waterdichting van bouwmaterialen zoals beton en metselwerk. De analyse levert input voor modellen van vochttransport en kan duurzaamheids- en prestatiebeoordelingen ondersteunen.

Beperkingen zijn onder meer de invloed van zwaartekracht bij latere tijden, heterogeniteit en hysterese, en afhankelijkheid van vocht- en boundary conditions. Een juiste interpretatie vereist zorgvuldige experimentele opzet en context.