Beton-, Holz-, Stein-, Ziegel- und Fassadenimprägnierung
Unter einer NCT- Hydrophobierung von Fassaden/Innenwände/Betonflächen/Steinflächen versteht man im engsten Sinne die Imprägnierung des mineralischen Baustoffes, um diesen wasserabweisend zu machen. Durch diesen Prozess wird verhindert, dass Wasser in die Kapillaren des Untergrundes eindringen und den Baustoff schädigen kann. Aber auch die wasserabweisende Wirkung von Beschichtungssystemen gehört hier dazu.
Hydrophob -das Wort leitet sich aus dem Griechischen ab. hydro = Wasser, phobos = der Feind, somit wasserabweisend.
Die Hydrophobierung von Baustoffen nutzten bereits die Ägypter, sie behandelten z.B. ihre Papyrusboote mit Salzlösungen um die Wasseraufnahme zu reduzieren. Für die Hydrophobierung mineralischer Baustoffe, in erster Linie Beton, wurden schon vor 50 Jahren Versuche mit Zinkstearat und Silikonen gemacht, um Beton in der Masse zu hydrophobieren. Leider hatte man nicht den gewünschten Erfolg. Mit der Zunahme der Sichtbetonbauten, bei denen der Beton nicht nur als Bauteil sondern seine Oberfläche und Farbe auch eine wichtige Rolle spielen, wurde eine Oberflächenbehandlung notwendig, hierfür benötigt der Beton unbedingt einen Oberflächenschutz, obwohl sich hier die Meinungen teilen.
Die Hydrophobierung ist ein vorbeugender Schutz der porösen Oberflächenstruktur mineralischer Baustoffe gegen eindringende Feuchtigkeit und die damit verbundenen Schäden des Bauwerks. Hydrophobierungen bieten gegenüber einem Anstrich wesentliche Vorteile, es sind keine farblosen Imprägnierungen, welche die kapillare Wasseraufnahme stoppen, gleichzeitig aber die Wasserdampfdurchlässigkeit nicht behindern. Sie lassen Struktur und Farbe des Untergrundes unbeeinflusst, ein Faktor, der heute in der Architektur eine große Rolle spielt. Gegenüber einem weißen oder farbigen Beschichtungsmaterial lassen sie jedoch die UV-Strahlung ungehindert durch und schützen den Untergrund nicht vor chemischen oder mechanischen Einflüssen. Zur Hydrophobierung werden heute ausschließlich Silicone oder dem Silicon verwandte Produkte sowie in der NCT-Technologie wäre Kaliumwasserglas oder Natriumsilikate (MR>3,2CAS:1344-09-8) mit NCT-Katalysator eingesetzt.
NCT-Hydrophobierungsmittel werden nach folgenden Kriterien eingestuft:
Der Abperleffekt ist das sichtbarste Erscheinungsbild der Hydrophobierung. Zur Prüfung wird Wasser an die hydrophobierte Fläche gespritzt und kontrolliert, ob das Wasser ungehindert abperlt oder vom Untergrund aufgesogen wird. Mit dieser Prüfung wird effektiv nur die Oberfläche beurteilt, es kann weder die Eindringtiefe noch die Wasseraufnahme festgestellt werden. Bei reinen Hydrophobierungsmitteln lässt mit der Zeit der Abperleffekt nach, da sich Silane unter dem Einfluss der UV-Strahlung abbauen. Da die UV-Strahlung aber nicht in den Baustoff eindringt, baut sich die hydrophobierende Substanz nur an der äußersten Schicht der Oberfläche ab, es wird dadurch nicht wesentlich die Wasseraufnahme des Untergrundes beeinflusst. Umgekehrt aber verhalten sich hydrophobierte Anstriche z.B. NCT-HYDRO oder Silikonfarben. Hier wird im ersten 2 Monate nach der Applikation eine Zunahme des Abperleffektes beobachtet, da die hydrophilen Substanzen, z.B. Netzmittel, vom Regen ausgewaschen werden.
In engem Zusammenhang mit dem Abperleffekt steht der Kontaktwinkel (wird ein Tropfen einer Flüssigkeit auf einen festen Untergrund gebracht, so wird die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit, der Luft und dem festen Untergrund als Dreiphasenpunkt bezeichnet. Wird an diesen eine Tangente angelegt, so ist der gebildete Winkel zum Untergrund der Kontaktwinkel) Produkte mit hoher Hydrophobie haben einen Kontaktwinkel > 1300, Produkte mit einem Winkel < 300 zeigen keine hydrophoben Eigenschaften. Die Angabe des Kontaktwinkels allein genügt jedoch nicht, da der Kontaktwinkel unter anderem auch von der Oberflächenstruktur abhängig ist. Außerdem macht der Kontaktwinkel nur Aussagen über die Hydrophobie der unmittelbaren Oberfläche.
Je größer die Eindringtiefe der Silane in den mineralischen Untergrund ist, desto stärker und langfristiger wird das Substrat vor eindringendem Wasser und Schadstoffen geschützt. Die Eindringtiefe sollte in jedem Fall mindestens einige Millimeter und in besten Fall 20-40 mm betragen. Diese ergibt sich aus der Saugfähigkeit des Untergrundes, der Porengröße und der Anzahl der Poren sowie schlussendlich aus der Wirkstoffkonzentration.
Die grundlegende Forderung an ein Hydrophobierungsmittel ist eine Reduktion der Wasseraufnahme über die Kapillaren. Sie sollte bei 24 stündiger Wasserlagerung höchstens 80% der ursprünglichen Wasseraufnahme betragen. Dies kann auch mittels der sogenannten Karstenröhrchen ermittelt werden. Die Wasser- und Kohlendioxiddurchlässigkeit werden durch die Hydrophobierung nur geringfügig reduziert. Obwohl die Gasdurchlässigkeit von Beton nach der Hydrophobierung nur geringfügig abnimmt, wird die Carbonatisierung des Betons deutlich verzögert, da diese in trockenem Beton langsamer abläuft als in einer feuchten Umgebung. Es stellt sich immer die Frage, ob die hier beschriebenen Imprägnierungen mit Dispersionsfarben oder Silkonharzfarben überstrichen werden können. Alle Beschichtungssysteme auf der Basis von Polymerdispersionen oder Siliconharzen, die Netzmittel enthalten, eignen sich zum Überstreichen der NCT-Hydrophobierenden Imprägnierungen.
Eine ganz besondere Bedeutung unter den hydrophobierten Produkten kommt den Siliconharzfarben zu. Siliconharzfarben enthalten mindestens 50% Siliconharz- Emulsionen, da jedoch reine Siliconharzfarben relativ spröde sind und mechanisch leicht verletzt werden, müssen sie mit Polymerdispersionen verschnitten werden. Im Gegensatz zu normalen Außendispersionen. In diesen Produkten sind alle Pigment- und Füllstoffteilchen völlig vom Polymerbinder umhüllt und die Hohlräume mit dem Binder ausgefüllt. Die Produkte haben naturgemäß eine geringe kapillare Wasseraufnahme, durch die gefüllten Hohlräume aber auch eine dementsprechend geringe Wasserdampfdiffussion, was auf kritischen Untergründen, wie VWDS-Fassaden zu Problemen führen kann. Siliconharzfarben können durch überkritisch, also mit einer PVK vom mehr als 60% formuliert werden. Die Hohlräume zwischen den Pigment- und Füllstoffteilchen sind nicht mehr mit Bindemittel sondern mit Luft gefüllt, die Wasserdampfdiffusion wird dementsprechend besser. Der Polymerbinder hat nun lediglich die Aufgabe, die Pigmentteilchen untereinander zu verkleben. Damit diese Produkte eine geringe kapillare Wasseraufnahme zeigen, müssen die freiliegenden Pigment- und Füllstoffteilchen mit der Siliconemulsion umgeben sein. Das resultierende Produkt, die Siliconharzfarbe hat aufgrund des Siliconanteils trotz der überkritischen Formulierung eine sehr gute Wetterbeständigkeit, da die Pigment- und Füllstoffoberflächen hydrophobiert sind. Dank der überkritischen Formulierung ist die Wasserdampfdurchlässigkeit unverändert gut. Damit diese Produkte noch den Abperleffekt bekommen, werden ihnen in einem geringen Prozentsatz Alkohol (2-Propanol CAS:67-63-0) zugesetzt. Die positiven Eigenschaften der Siliconharzfarben kommen aber auf der Fassade erst voll zur Geltung, wenn die Untergründe mit einer hydrophobierenden NCT-HYDRO Imprägnierung vorbehandelt werden.
Zusammenfassend:
Siliconharzfarben, hydrophobierende NCT-Grundierungen und NCT-Imprägnierungen garantieren einen dauerhaften Schutz mineralischer Untergründe. Die Bauteile werden durch die gute Wetterbeständigkeit der NCT dauerhaft geschützt, durch die wasserabweisende Wirkung bleibt die Fassade trocken, der Wärmeverlust wird verringert und die Folgen einer Durchfeuchtung wird vermieden. Da die Produkte nicht zu einem Porenverschluss führen, bleibt die Wasserdampfdurchlässigkeit erhalten, es kommt nicht zu den bekannten Folgen, wie Frostschäden, Blasenbildung und Durchfeuchtung.
