Porosität

Die Porosität ist eine dimensionslose Messgröße und stellt das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen eines Stoffes oder Stoffgemisches dar. Sie dient als klassifizierendes Maß für die tatsächlich vorliegenden Hohlräume. Zur Anwendung kommt die Größe im Bereich der Werkstoff- und Bautechnik sowie in den Geowissenschaften. Die Porosität hat großen Einfluss auf die Dichte eines Materials sowie auf den Widerstand bei der Durchströmung einer Schüttung (Darcy-Gesetz).

In manchen Bereichen spricht man auch von Porigkeit. Haufwerksporigkeit entsteht durch die Hohlräume zwischen den Partikeln in körnigem oder rundem Material wie Schüttgütern.

Bei Materialien, bei denen es auf den inneren Zusammenhalt, die Dichte oder Homogenität ankommt, sind Poren meist unerwünscht, so etwa bei der Herstellung von Bauteilen aus Glas und Metallguss. Die flüssigen oder pastösen Ausgangsstoffe bei der Kunststoffherstellung werden oft einem Vakuum ausgesetzt, um enthaltene Gase zu entfernen und so eine Porenbildung zu vermeiden. Beim Tränken von Holz oder Fasern mit Imprägnierungs- oder Bindemittel werden teilweise Vakuum und Überdruck abwechselnd eingesetzt, um vorhandene Poren zu füllen.

In verschiedenen Produkten ist die Porosität erwünscht:

• Bei Leichtbaustoffen dienen Poren der Gewichtsreduktion.
• Bei Dämmstoffen vermindern Poren die Wärmeleitfähigkeit.
• In feuerfesten Werkstoffen wie Schamott und Brandschutzmörteln verringern Poren die durch die Wärmedehnung hervorgerufenen inneren Spannungen und verhindern das Reißen des Materials.
• Offene Poren in schalldämmendem Material absorbieren Luftschall.
• In elastischen Materialien (z. B. zur Polsterung, Federung und Dämpfung) erhöhen Poren die Flexibilität.
• Durch Poren in Metallschaum, Leichtbeton und Verbundmaterial wie Wabenplatten lässt sich das Gewicht im Verhältnis zur Biegesteifigkeit stark verringern.
• Poröse Materialien werden als Filter einsetzt.
• Der Kapillareffekt beruht auf Poren in einem gewissen Durchmesserbereich. Ab einer gewissen Größe wirken Poren nicht mehr kapillar. Da sie sich dann nicht mehr selbsttätig mit Flüssigkeiten vollsaugen, wird das Material beim Gefrieren der Flüssigkeit kaum gedehnt. Solche Baumaterialien sind widerstandsfähiger gegen Frost.
• Offenporige Materialien sind diffusionsoffen und ermöglichen den Durchtritt von Gasen und Flüssigkeiten.
• Poren in Sanierputzen und Bauplatten nehmen Salzkristalle aus durchfeuchtetem Mauerwerk auf und vermeiden dadurch Ausblühungen und Abplatzungen.

1. ↑ "Ein Bewertungskonzept für computertomographisch ermittelte Porositäten in Gußteilen hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die lokale Beanspruchbarkeit des Bauteils", Rüdiger Bahr und Mitarbeiter, Giesserei Rundschau des VÖG, Wien, 60. Jahrgang, Heft 5/6, S. 106.