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Physikalische Grundlagen – Kohäsion, Adhäsion und Kapillarität

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Die Kohäsion

Alle Körper bestehen aus einer Vielzahl sehr kleiner, für das menschliche Auge nicht sichtbarer Einzelteile, den Molekülen.
Die Moleküle eines Stoffes ziehen sich gegenseitig an. Diese Moleküle werden durch Kohäsion, das ist die Zusammenhangskraft, mehr oder weniger fest zusammengehalten.

Ist die Kohäsion so groß, dass die Moleküle an ihren Platz innerhalb des Stoffes gebunden sind, spricht man von festen Stoffen. Flüssig ist ein Körper, wenn die Kohäsionskräfte zwischen den Molekülen so gering sind, dass diese ihren Platz innerhalb der Flüssigkeit ändern können. Bei gasförmigen Stoffen ist keine Kohäsion vorhanden, die Moleküle stoßen sich vielmehr gegenseitig ab; das dadurch verursachte Ausdehnungsbestreben bei Gasen nennt man Expansion.

Die Kohäsionsgröße hat somit Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Körpers (seine Festigkeit). Sie ist zugleich abhängig von seinem Aggregatzustand.

Merken:

  • Kohäsion ist die Zusammenhangskraft zwischen den Molekülen innerhalb eines Körpers. Sie setzt dem Eindringen anderer Körper oder Formveränderungen Widerstand entgegen.

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Die Adhäsion

Auch zwischen den Molekülen verschiedenartiger Stoffe (Körper) sind Kräfte feststellbar, die unter bestimmten Bedingungen ein Aneinanderhaften der Körper bewirken. Sie werden als Anhangskräfte bezeichnet. Das Aneinanderhaften der Körper nennt man Adhäsion.

Adhäsion wirkt im Baubereich z. B. beim

  • Zusammenfügen von Ziegeln mit Mörtel,
  • Haften von Putzmörtel am Mauerwerk,
  • Haften von Fliesen im Mörtelbett.

Bautechnisch ist es erforderlich, die Adhäsion zu begünstigen: Die Berührungsflächen der aneinanderhaftenden Körper müssen möglichst sauber, etwas rauh oder porig, d. h. saugend sein.

Merken:

  • Adhäsion oder Anhangskraft ist die Anziehungskraft zwischen den Molekülen verschiedener Körper.

Die Kapillarität

Kohäsion und Adhäsion wirken auch zusammen. Das wird deutlich bei der Kapillarität, der Haarröhrchenwirkung.

Liegt zum Beispiel ein Porenbetonstein auf der Baustelle in einer Wasserpfütze, so zieht er Wasser. Es fällt dabei sofort auf, dass das Wasser im Stein höher steigt, als der Wasserspiegel der Pfütze es erlauben dürfte. Diese Fähigkeit des Wassers wird kapillares Saugen genannt. Die Wasserteilchen haften an den Wänden der Poren (Adhäsion), saugen sich an ihnen hoch und ziehen andere Wasserteilchen nach (Kohäsion).

Je feiner die Steigröhren (Kapillaren) des Porengefüges sind, desto höher kann das Wasser in den Kapillaren steigen. Diese Kapillarwirkung wird geringer, je weiter die Poren sind, weil dann die Kohäsionskräfte der Wassermoleküle größer sind als die Adhäsionskräfte.

Diesen Umstand macht sich das Baugewerbe zu nutze:
Eine kapillarbrechende Schicht unterhalb einer Fundamentplatte hat ein so großes Hohlraumgefüge, dass eine Kapillarwirkung nicht zustande kommt. Die Grobkiesschicht wirkt hemmend gegen das Aufsteigen von Kapillarwasser.

Weiterführende Informationen

  • In Wort und Schrift (Beispiele):

Fundamentplatte – nichtbindiger Boden=kapillarbrechende Schicht (z.B. Grobkies) – bindiger Boden

 

Bildnachweis: © arsdigital – Fotolia.com

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