IkbenBint.nl
Home Artikelen Tools Woordenboek Bronnen Over ons Veelgestelde vragen Contact
Registreren

Porositeit

Bouwmaterialen en Grondstoffen P
Terug naar woordenboek

Definitie

De verhouding tussen het volume van de holten in een materiaal en het totale volume, meestal uitgedrukt in een percentage.

Omschrijving

Vrijwel elk bouwmateriaal, van natuursteen tot beton, bevat een bepaalde mate van lege ruimte. Deze porositeit bepaalt in hoeverre een stof gassen of vloeistoffen kan bevatten. We maken in de techniek een scherp onderscheid tussen open poriën, die via kanalen in verbinding staan met de buitenlucht, en gesloten poriën die volledig zijn ingekapseld in de matrix van het materiaal. In de dagelijkse bouwpraktijk fungeert porositeit als een kritieke indicator voor zowel de thermische prestaties als de mechanische sterkte van een constructie. Meer lucht betekent vaak een lagere massa en een hogere isolatiewaarde, maar stelt de constructeur tegelijkertijd voor uitdagingen wat betreft de druksterkte en de weerstand tegen externe invloeden.

Meting en beoordeling in de praktijk

Vaststellen van de porositeit

Meting gebeurt meestal indirect via vloeistofindringing. Men neemt een representatief monster. Eerst volgt volledige droging in een oven tot een constante massa is bereikt. Daarna vindt verzadiging plaats. Vaak gebeurt dit onder vacuüm om de lucht uit de fijnste capillairen te trekken, waarna water of een andere meetvloeistof de ruimte inneemt. Het verschil in gewicht tussen de droge en de verzadigde staat onthult de effectieve porositeit. Dit is essentieel voor de berekening van de wateropnamecoëfficiënt.

In situ wordt vaak de methode van Karsten toegepast om de zuiging van metselwerk te bepalen.

Op de bouwplaats zelf ziet de uitvoering er anders uit. De focus ligt daar op de interactie van het oppervlak met de buitenwereld. Men gebruikt vaak een glazen buisje, de Karsten-buis, dat met kit op de gevel wordt bevestigd. De daling van de waterspiegel in de buis geeft over een vastgestelde tijd aan hoe snel vloeistof in het materiaal dringt. Voor een diepgaande analyse van de microstructuur, waarbij ook de volledig ingesloten holtes in kaart worden gebracht, is microscopisch onderzoek aan slijpplaten of kwikporosimetrie noodzakelijk. Hierbij wordt onder extreem hoge druk kwik in de poriën geperst. De verkregen data vertalen zich direct naar de benodigde hoeveelheid voorstrijk of de geschiktheid van een steen voor blootstelling aan weer en wind.

Typen holtes en functionele verschillen

Niet elke holte is gelijk. In de bouwtechniek kijken we vooral naar de bereikbaarheid van de interne ruimte. We maken onderscheid tussen open porositeit en gesloten porositeit. Bij de open variant staan de poriën in verbinding met de buitenlucht. Vloeistoffen en gassen dringen hier relatief eenvoudig naar binnen. Dit bepaalt de zuiging van een baksteen. Essentieel voor de hechting van mortel. Gesloten poriën daarentegen zijn volledig ingekapseld. Ze zitten als geïsoleerde luchtbellen gevangen in de matrix van het materiaal. Water komt er niet in. Wel verlagen ze het eigen gewicht aanzienlijk. Cellenbeton is hiervan een schoolvoorbeeld.

Daarnaast classificeren we poriën op basis van hun diameter. De capillaire poriën (0,1 µm tot 10 µm) zijn in de praktijk vaak het meest berucht. Ze trekken water op tegen de zwaartekracht in. Zuigkracht ten top. De grotere macroporiën zijn vaak het resultaat van luchtinsluiting tijdens het mengen van beton of mortel. Ze onderbreken de capillaire werking juist. Soms gewenst, vaak een teken van slechte verdichting.

Verwarring met aanverwante begrippen

Porositeit wordt vaak in één adem genoemd met permeabiliteit (doorlatendheid). Toch zijn ze niet uitwisselbaar. Een materiaal kan een enorme porositeit hebben zonder een druppel water door te laten. Hoe? Als alle poriën gesloten zijn. De weg is geblokkeerd. Permeabiliteit vereist een netwerk van onderling verbonden kanalen. Ook de term hygroscopiciteit zorgt vaak voor verwarring. Dit gaat specifiek over de neiging van een materiaal om waterdamp uit de lucht aan te trekken en vast te houden. Een poreus materiaal is niet per definitie hygroscopisch, al gaan ze in de praktijk van natuurlijke bouwmaterialen zoals hout of kalkmortel vaak hand in hand.

In bestekken kom je soms de term schijnbare porositeit tegen. Dit refereert puur aan de open poriën die verzadigd kunnen raken met vloeistof bij normale atmosferische druk. De werkelijke of totale porositeit inclusief de hermetisch gesloten ruimtes blijft dan buiten beschouwing. Belangrijk detail bij vorstbestendigheidsonderzoek.

Porositeit in de praktijk

Een metselaar pakt een droge baksteen en drukt deze in de verse mortel. De steen trekt direct het aanmaakwater uit de specie. De specie wordt kurkdroog en korrelig. Hechting mislukt. Hier zie je open porositeit aan het werk; de steen 'drinkt' de mortel leeg voordat het cement kan binden. Bevochtigen is de enige remedie.

Neem cellenbeton als tegenhanger. Een blok dat zo licht is dat het blijft drijven in een bak water. De poriën zijn hier talrijk maar grotendeels gesloten. Het materiaal bevat veel lucht voor isolatie, maar de capillaire werking ontbreekt. Het blok fungeert als een vlot.

Bij monumentaal onderhoud zie je vaak de gevolgen van porositeit aan de onderzijde van gevels. Optrekkend vocht. De capillaire poriën in de baksteen en mortel werken als duizenden rietjes die het grondwater tegen de zwaartekracht in omhoog zuigen. Dit veroorzaakt de bekende zoutuitbloeiingen en afbladderende stuclagen. In de winter bevriest dit opgezogen vocht in de poriën. Het ijs zet uit en drukt de schil van de steen kapot. Vorstschade door verzadigde holtes.

De schilder ervaart porositeit bij het eerste contact met een nieuwe gipswand. De verf verdwijnt direct in de muur op sommige plekken, terwijl het elders blijft liggen. Een onregelmatig zuigende ondergrond. Zonder voorstrijk om de poriën te verzadigen, blijft de afwerking vlekkerig en ongelijkmatig van glans.

Normering en regelgeving rondom porositeit

Porositeit is in de regelgeving geen doel op zich, maar een kritieke parameter voor de prestatie-eisen die het Besluit Bouwwerken Leefomgeving (BBL) stelt aan constructies. Het gaat dan vooral om duurzaamheid en waterdichtheid. Voor de CE-markering van bouwproducten is het vastleggen van de porositeit vaak verplicht. Fabrikanten moeten aantonen dat hun materiaal bestand is tegen de omstandigheden waarin het wordt toegepast.

Toepasselijke normen in de praktijk

  • NEN-EN 1936: Deze norm is de bijbel voor natuursteen. Het beschrijft exact de bepaling van de reële dichtheid, de schijnbare dichtheid en de totale en open porositeit. Zonder deze waarden mag een natuursteenproduct officieel niet worden gespecificeerd voor gevelbekleding.
  • NEN-EN 771-reeks: Deze Europese normen voor metselstenen (baksteen, kalkzandsteen, betonsteen) stellen eisen aan de wateropname. De porositeit dicteert hier indirect de vorstbestendigheidsklasse. Een steen met een zeer hoge open porositeit in een onbeschermde buitenmuur moet voldoen aan strenge testcycli om schade te voorkomen.
  • NPR 3591: Deze Nederlandse praktijkrichtlijn koppelt de initiële wateropname (IW) van bakstenen aan de juiste mortelkeuze. De porositeit bepaalt of een steen 'extreem zuigend', 'normaal zuigend' of 'weinig zuigend' is.

Bij betonconstructies speelt de NEN-EN 206 een rol. De water-cementfactor beïnvloedt de capillaire porositeit direct. In de regelgeving wordt dit vertaald naar milieuklassen. Een parkeerdek waar dooizouten worden gebruikt, mag geen te hoge porositeit hebben; de wet stelt indirect eisen aan de dichtheid van de betonmatrix om corrosie van de wapening te voorkomen. Geen vage theorie, maar keiharde eisen voor de constructieve veiligheid op lange termijn. Het negeren van de porositeitswaarden bij de materiaalselectie leidt vaak tot juridische getouwtrek bij vochtproblemen of vorstschade, aangezien de prestaties dan niet voldoen aan de functionele eisen van het BBL.

Historische ontwikkeling en technisch besef

Van intuïtie naar industrialisatie

Bouwen met porositeit is geen uitvinding van gisteren. Al in de klassieke oudheid begreep men intuïtief dat een zware, dichte steen minder water opnam dan een lichte, vulkanische variant. Vitruvius schreef er al over. Hij hanteerde de term porositeit nog niet, maar zijn observaties over de 'dichtheid' van materialen legden de basis voor wat we nu capillaire werking noemen. De echte wetenschappelijke omslag kwam pas met de opkomst van de bodemmechanica en de vloeistofdynamica in de negentiende eeuw. Henry Darcy formaliseerde in 1856 de stroming door poreuze media. Wetenschap ontmoette de bouwpraktijk.

De twintigste eeuw bracht de industriële controle over de lege ruimte. 1924 markeert een cruciaal kantelpunt voor de sector. De Zweedse architect Johan Axel Eriksson patenteerde toen het procedé voor cellenbeton. Lucht werd een doelbewust bouwmateriaal. Men stopte met het louter accepteren van natuurlijke holtes in baksteen of natuursteen en begon ze gericht te creëren voor thermische isolatie. In de wederopbouwperiode na 1945 verschoof de focus definitief naar gestandaardiseerde tests. De enorme behoefte aan snelle woningbouw dwong de sector tot striktere normen om vorstschade in deze nieuwe, kunstmatig poreuze materialen te voorkomen. Porositeit veranderde hiermee van een toevallige materiaaleigenschap in een nauwkeurig berekende prestatiefactor die de basis vormt voor onze huidige isolatienormen en duurzaamheidseisen.

Gebruikte bronnen

Link gekopieerd!

Meer over bouwmaterialen en grondstoffen

Ontdek meer termen en definities gerelateerd aan bouwmaterialen en grondstoffen

Meer bouwmaterialen en grondstoffen termen Gerelateerde tools