Bentonit-Nomogramm

Relative Luftfeuchte RH ↔ Saugspannung ψ ↔ Sättigungsgrad S_r — Eingabe wahlweise über eine der drei Größen

Kelvin-Gleichung (Gesamtsaugspannung = Matrix- + osmotischer Anteil)

RH = 100 % · exp(−ψ V_wR T), V_w = M_wρ_w(T)

Van-Genuchten-Ansatz (Form nach CODE_BRIGHT, Mualem-Bedingung m = 1 − 1/n_vG ≙ λ)

S_r = [ 1 + (ψP₀)^{11 − λ} ]^−λ ⇔ ψ = P₀(S_r^−1/λ − 1)^{1 − λ}

RH: relative Luftfeuchte
ψ: Gesamtsaugspannung (positiv)
R: universelle Gaskonstante, 8,314 J/(mol·K)
T: absolute Temperatur in K (Eingabe in °C)
M_w, ρ_w: Molmasse (18,015 g/mol) und Dichte des Wassers; ρ_w(T) nach Kell (1975)
V_w: Molvolumen des Wassers
P₀, λ: Lufteintrittsparameter und Formparameter des Van-Genuchten-Ansatzes
S_r: Sättigungsgrad; hier gleich der effektiven Sättigung (Restsättigung 0, Maximalsättigung 1)

P₀ und λ sind Modellparameter und sollten für den betrachteten Bentonit kalibriert werden; sie hängen u. a. von der Trockendichte, der Behinderung des Quellens und der Be-/Entwässerungsrichtung (Hysterese) ab. Die Temperatur geht nur über die Kelvin-Gleichung ein; eine Temperaturabhängigkeit von P₀ (z. B. über die Oberflächenspannung) ist nicht berücksichtigt.