Mesoporen bilden die mittlere Größenklasse der Porenstruktur von Materialien und beeinflussen das Verhalten vieler Baustoffe entscheidend. Fachgremien definieren Mesoporen als Poren mit Durchmessern zwischen zwei und fünfzig Nanometern nach der IUPAC Klassifikation.
Diese Poren verbinden oft sehr feine Mikroporen mit größeren Makroporen daher bilden sie eine Art Transportbrücke im Material. In Baustoffen wie Beton, Mörtel, Putzschichten oder Ziegeln prägen Mesoporen die Aufnahme von Wasser, Salzen, Luft und Gasen. Die Porenstruktur entscheidet dabei über Festigkeit, Trocknungsverhalten, Wärmespeicherung sowie über das Risiko von Frostschäden.
Mesoporen besitzen eine große innere Oberfläche daher lagern sich Wassermoleküle und andere Stoffe leicht an den Porenwänden an. Die Poren erzeugen Kapillarkräfte und Sorptionsprozesse daher beeinflussen sie Feuchtegehalt und Feuchteverteilung in der Bausubstanz. Ein Baustoff mit vielen stabilen Poren nimmt Feuchtigkeit kontrolliert auf daher puffert er kurzfristige Feuchtespitzen. Gleichzeitig erleichtern ausreichend verbundene Poren die Rücktrocknung sodass ein ausgewogenes Feuchteniveau in Bauteilen entsteht.
Planende Stellen bewerten daher Mesoporen immer im Zusammenspiel mit Mikroporen, Makroporen, Kapillarporen sowie der Dichte des Materials.
Mesoporen in Bauplanung, Baumaterialien und Konstruktion
In der Bauplanung betrachten Fachleute Mesoporen insbesondere bei der Auswahl von Baumaterialien für Außenwände, Dächer oder Kellerbereiche. Mineralische Dämmstoffe, Kalkputze sowie bestimmte Ziegeltypen nutzen gezielt Mesoporen damit Bauteile diffusionsoffen und dennoch robust arbeiten.
Diese Poren unterstützen den Feuchtetransport vom Inneren zur Oberfläche daher verbessern sie Trocknung nach Regenereignissen oder Baufeuchte. Gleichzeitig stabilisieren fein abgestimmte Porensysteme die Druckfestigkeit denn extreme Porengrößenverteilungen schwächen den Baustoff. Planende Personen gleichen deshalb Porenvolumen, Festigkeitsanforderungen, Wärmeschutz und Feuchteschutz sorgfältig miteinander ab.
Auch im Betonbau entscheiden Mesoporen mit über Dauerhaftigkeit und Rissneigung. Zementstein entwickelt während der Hydratation ein komplexes Porensystem und sie nehmen darin eine zentrale Rolle ein. Sie steuern, wie schnell Wasser, Tausalze oder Schadstoffe eindringen daher beeinflussen sie Korrosionstendenzen von Bewehrungsstahl. Optimierte Rezepturen begrenzen sehr große Hohlräume und fördern eine feinkapillare Struktur damit Bauteile dichter und gleichzeitig trocknungsfähig bleiben. Fachleute nutzen dafür Laboruntersuchungen wie Quecksilberporosimetrie oder Stickstoffsorption um die Verteilung der Mesoporen zu erfassen.
Mesoporen in Sanierung, Restaurierung und Baubiologie
Bei der Sanierung von Bestandsbauten bewertet ein Sachverständiger häufig die Mesoporenstruktur von Mauerwerk, Putz oder Estrichen. Historische Baustoffe besitzen oft andere Porenspektren als moderne Materialien daher reagieren sie anders auf Feuchtebelastungen. Sanierputze für feuchtes Mauerwerk integrieren gezielt Mesoporen damit Salze auskristallisieren können ohne die Oberfläche stark zu schädigen.
Gleichzeitig ermöglichen diese Poren eine kontinuierliche Verdunstung deshalb reduzieren sie Feuchtestau im Wandquerschnitt.
Eine unpassende Kombination aus dichten Putzen und mesoporösen Altmaterialien fördert Spannungen, Ablösungen oder Schimmelpilzbildung.
Baubiologen betrachten solche Poren zudem unter dem Aspekt des Raumklimas. Bauteile mit geeigneter Mesoporenverteilung nehmen Luftfeuchte auf daher begrenzen sie kurzfristige Schwankungen im Innenraum.
Dadurch entsteht ein ausgeglichener Feuchtehaushalt der das Wachstum von Schimmelpilzen erschwert. Gleichzeitig unterstützen gut geplante Mesoporenkonzepte den Wärmeschutz denn trockene Baustoffe leiten weniger Wärme als durchfeuchtete.
Mesoporen bilden somit einen zentralen Baustein für langlebige Konstruktionen, wohngesunde Innenräume und dauerhaft funktionsfähige Bestandsgebäude.