• építkezés
• épületfizika

Hidrofobizálás fontossága épületeknél

Ejtsünk néhány szót a hidrofobizálásról, hiszen némely esetben szükség lehet arra, hogy a vakolatokat és festékeket utólagosan víztaszító tulajdonsággal lássuk el. Ez főképp ásványi vakolatoknál és festéseknél válhat fontossá, ha azokat kültérben alkalmazzuk.

A gyakorlatban újra és újra megfigyelhetjük, hogy a hidrofobizálás szót az impregnálás fogalmá­ra is használják. Ez azonban szigorúan véve nem helytálló, mivel az impregnálás (lat. impregnare = áthatol, átitat) azt jelenti, hogy az építőanyagot teljesen átitatják az adott szerrel, mint ahogy ezt a folyamatot a faanyag védelmében is ismerhet­jük. Ezzel szemben a hidrofobizálás teljesen más feladatot lát el, és maga a folyamat az építőanyag felszínén játszódik le.

Young-egyenlet

A folyékony és szilárd anyagok egymás közötti viszonya hidrofób vagy hidrofil lehet. Ezt a víz­taszító vagy -vonzó viselkedést a Young-egyenlet írja le:

Az építőanyagok felszíne általában hidrofil mó­don viszonyul a vízhez. A folyadékot a kapillárisok felszívják, ezért 90°-os peremszög alatt hálózat­képződés jön létre, és a tapadási feszültség pozitív értéket vesz fel. Ezt a viselkedést befolyásolni lehet, ha a kapillárisrendszerbe hidrofób anyagot viszünk be. így a hálózatképződés megszűnik. A tapadási feszültség negatív lesz, és 90°-nál nagyobb kerületi szög jön létre.

Az átlagosan nedvszívó anyagok peremszöge nulla. A szög változása a maximálisan lehetséges felemelkedési magasság megváltozásához vezet. Ha az építőanyag kapil­lárisainak felületét olyan anyagokkal vonjuk be, amelyek megakadályozzák a hálózatképződést, akkor ez a szög nagyobb lesz 90°-nál. Ezt a folyamatot nevezzük kapillá­risdepressziónak.

A hidrofobizáláshoz színtelen, alacsonyan visz­kózus folyadékokat használnak, a hatóanyag vagy valamilyen oldószerben oldott állapotban van, vagy kb. 10 év óta oldószermentes szilikon-mikroemulziók formájában is kínálják. Az oldó­szeres, oldott hidrofobizáló anyagok hatóanyaga­ként szilikongyantákat, sziloxánokat, szilánokat, szilikonátokat, szilikátokat, kovasav észtereket és polimerizált gyantákat alkalmaznak.

Az oldószermentes termékek előállítási tech­nológiájának kifejlesztéséhez a kezdőlökést az oldószerek környezetkárosító hatásáról folyó, éve­ken át tartó, heves diskurzusok adták.

Már a fejlesztés előtt lehetőség volt szilícium­organikus vegyületeket vizes formába hozni, tehát vízben oldani vagy diszpergálni. Ezalatt értünk minden olyan diszperz rendszert (emulziók, mikroemulziók stb.), amelyekben „olaj a vízben” keverék van. A víz ebben az esetben a diszpergáló, külső, folyamatos fázisnak tekinthető. Ezalatt értjük a szilikonátképzést, a szilikonemulziók előállítá­sát, az ún. „Silan-Master-Batches” képzését, és a polisziloxánokba történő, hidrofil (tehát vízfelvevő) funkciójú csoportok felvételét. Ezek vezettek végül a vízben oldható szilikontenzidekhez, amelyek alapvető szerepet játszanak a szilikon mikroemulzió koncentrátumok gyártása során.

Mikroemulzió koncentrátumok

A szilikon mikroemulzió koncentrátumok ala­csony viszkozitású, tiszta, víz- és oldószermentes folyadékok, amelyek víz hozzáöntése esetén spon­tán módon nagyon finom részecskéjű és stabil szilikon mikroemulziót képeznek. A részecskék méretét a sugárra vonatkoztatva 10^-9-10^-10 m-ben adhatjuk meg, és így néhány nagyságrenddel kiseb­bek az átlagos emulziókban található részecskéknél. Tehát ezek a spontán képződő emulziók különösen finom szemcséjűek, emiatt hidrofobizáló szerként kiválóan alkalmazhatók.

A szilikon mikoremulziók csak időlegesen haté­kony szilikontenzidekkel modifikált szilán/sziloxán keverékek. Vízzel spontán keverednek, és ennek során finom részecskéjű mikroemulziókat képeznek. Fizikai száradás során (alkohol kiválása mellett) újra nememuigeálható polisziloxánná kondenzálnak. Ké­miai struktúrájuk lehetővé teszi, hogy egyrészt kötést hozzanak létre az alapfelülettel, másrészt víztaszító hatást fejtsenek ki anélkül, hogy az építőanyag pá­raáteresztő képességét befolyásolnák. A lúgos közeg gyorsítja a hálós struktúra kialakulását.

Az oldószertartalmú vagy oldószermentes hidro­fobizáló szerek néhány milliméternyire behatolnak a nagy nedvszívó képességű vakolat (vagy más alap felület) felső rétegébe, majd az oldószer, ill. víz elpárolog. Ennek során a felületeket és a felszín közeli pórusokat finom, zárt filmréteg vonja be. Ez különbözteti meg a hidrofobizálási eljárást a fedő­festéstől vagy a felület teljes lezárásától.

Alkalmazások a vakolaton

A vakolatokon való alkalmazáskor elsősorban a penetráció (behatolóképesség), a hatóanyag-tartalom, a lúgállóság, a páraáteresztő képesség és a víz­taszító tulajdonságok lényegesek. A hidrofobizáló folyamat során lehetőleg ne tegyük ragadóssá a felületet, hiszen ez esetben nagyobb mértékű szennyeződéssel kellene számolni a későbbiekben. A hidrofobizálás nem változtathatja meg a felszín megjelenését.

Hatékonysága és tar­tósság

A homlokzat-hidrofobizálás hatékonysága és tar­tóssága a felhasznált hatóanyag fajtájától és mennyiségétől függ, és kb. 5-10 év között van. Ugyanakkor gyakran elhanyagolják, hogy a hidrofobizáló hatás az aljzatban még sokáig működik, akkor is, ha a fel­színen már nem érződik. Ezért a behatolási mélység döntő információ a hidrofobizálás hatékonyságáról, és ebben a tekintetben a szilikongyanta krémek kifejlesztése újabb lépést jelentett. A klasszikus hidrofobizáló anyagok alkalmazásakor a homlokza­tot több munkalépésben el kellett árasztani, hogy az építőanyagra, építőanyagba megfelelő mennyiségű víztaszító anyag kerüljön.

A szilikongyanta krémek kifejlesztése óta ez már nem szükséges! Ezeket a thixotrop hidrofobizáló krémeket vastag rétegben kell felvinni az alapfelületre, előnyük, hogy nem folynak le, így nagyobb mennyiségű hatóanyagot is fel lehet hordani. Ennek következtében nagyobb mennyiségű hatóanyag tud behatolni az alapfelület­be, így az alapfelület pórusosságától és nedvszívó képességétől, a krém kémiai összetételétől és a felhordás mikéntjétől függően 1,5-3 cm mély be­hatolási mélység is elérhető.

A sűrű konzisztencia további előnye, hogy egyértelműen csökkenti a lefedési munkákat, és fej fölötti munka is lehetővé válik. A homlokzat hidrofobizálására használt krém továbbfejlesztése máris mutatja, hogy az innovációt széles körben lehet alkalmazni. Ilyen szerekkel gombásodás és algásodás ellen is hatékonyabb védelmet lehet kialakítani, és az alapozásoknál is határozottan nagyobb behatolási mélységeket lehet elérni.

Ezzel használatuk még a repedések hétköznapi értelemben vett javításánál is érdekes lehet, mivel a hidrofobizáló anyagok előnye, hogy a vakolat repe­déseibe is be tudnak hatolni, és 0,3 mm szélességű repedéseknél is kialakul a víztaszító hatás. Végül még meg kell említenünk, hogy a hidrofobizálási folyamat megkezdése előtt tisztázni kell, hogy a felületet a későbbiekben még ellátják-e festéssel, hogy adott esetben ne lépjenek fel tapadási problé­mák és/vagy zavarok a térháló képződésében.