Baksteen en mortel met kalk of cement als bindmiddel [i] zijn – zoals alom bekend – materialen met een poreuze structuur. Zij zijn verder ook hydrofiel. Tussen de poriën kan een onderscheid gemaakt worden tussen doorgaande poriën en verbindingen ertussen, gesloten poriën en niet-doorgaande poriën. Voor het vochttransport door het metselwerk zijn de doorgaande poriën en de verbindingen ertussen van belang. Het maximale vochtgehalte van het metselwerk wordt bepaald door het totale volume van de doorgaande en de niet-doorgaande poriën.

figuur 3: poriënstructuur baksteenBron: naar K. Gertis & H. Werner in Völkner Stefan, Zum einfluss räumlich begrenzter Diskontinuitäten auf die zeitabhängige Feuchteverteilung in Aussenwänden, Bochum 2003 [ii]

Legenda: a: doorgaande poriën b: zakporiën c: gesloten poriën d: Ink-bottle e: materiaalf: vergroting g: micro- of gelporiën (10.000 vergroot)

1.2.1 afmetingen poriën baksteen

De afmetingen van de poriën zijn bij baksteen afhankelijk van de gebruikte kleisoort maar vooral ook van de temperatuur waarbij de stenen gebakken zijn. In zachte stenen zijn de poriën gemiddeld groter dan bij een harde klinker die voor een trasraam gebruikt wordt.

De verschillen in de afmetingen van de poriën tussen beton en baksteen zijn groot zoals de onderstaande figuur 4 laat zien.

figuur 4: afmetingen poriën [iii] Bron: naar Weber Helmut, Mauerfeuchtigkeit – Ursachen und Gegenmassnahmen, Ehningen bei Böblingen, 1988

Legenda: Z = baksteen S = Zandsteen M = Mortel B = Beton

1.2.2 afmetingen poriën mortel

Op grond van onderzoek van Garrecht uit 1992 en een publicatie van Weber uit 1983 geven Balak en Pech in hun boek aan dat mortel weinig poriën bevat. [iv] Overigens beperkt figuur 4 zich tot poriën kleiner dan 0,05 mm (= 0,5 x 10^-4 m). Op grond van de wijze waarop mortel vroeger op de bouwplaats uit metselzand en cement werden aangemaakt en de verwerking – het vleien van de steen in het mortelbed – zou een heel poreus materiaal verwacht worden. Of deze gegevens waarop Balak en Pech zich baseren ook gelden voor historische mortels is niet duidelijk.

In het kader van haar proefschrift heeft Lubelli de verdeling van de afmetingen van de poriën van kalkcement mortel onderzocht. Door haar is gevonden dat mortel in het gebied van 100 μm (= 0,1 mm) veel poriën bevat [v] (zie figuur 5).

De uitkomsten van Lubbeli sluiten aan bij de praktijkervaringen. Bij regendoorslag zijn het de voegen die de eerste doorslag vertonen. Bij het injecteren van metselwerk komt het zelfs bij drukloos injecteren voor dat de injectievloeistof al bij het begin van de applicatie uit de voegen loopt zonder dat er sprake is van een verspreiding van de vloeistof door het metselwerk. Dit wordt veroorzaakt door het grote aantal poriën met een “grote” diameter waarin het injectiemiddel een lage stromingsweerstand ondervindt. Bij drukloze injecties is de kans dat dit optreedt overigens geringer dan bij applicaties onder druk.

figuur 5: volume poriën kalkcement mortel (bovenste lijn = cumulatieve volume)
Bron: [v]

1.2.3 toename porositeit

Een regelmatig voorkomende misopvatting is dat metselwerk in de loop van de tijd steeds poreuzer wordt. Dit treedt normaal gesproken niet op tenzij er sprake is van [vi]:

• De vorming van kaliumcarbonaat in kalkhoudend metselwerk en vervolgens de uitspoeling daarvan, wat tot gevolg heeft dat er materiaal uit de constructie verdwijnt en er dus “lege ruimte” overblijft [vii];
• Uitloging van kalk in de mortel door regendoorslag;
• Omzetting van kalk in de mortel in een goed oplosbaar zout ten gevolge van de aantasting door een (organisch) zuur in de bodem dat vervolgens uitgespoeld wordt.

foto 4: kalkuitbloei t.g.v. regendoorslag