Гидрофобизация или кольматация

Что выбрать гидрофобизатор или кольматирующий материал для гидроизоляции? Что лучше гидрофобизация или кольматация? Каждый их этих методов имеет свои преимущества.

Если упрощённо, то:

• гидрофобизация — придание поверхности свойства несмачивамости без относительно к закупорке пор;
• кольматация — наоборот — закупорка пор безотносительно к свойству смачиваемости поверхности.

Соответственно, гидрофобизация делает поверхность несмачиваемой («жирной»), но поры остаются на прежнем уровне:

Тогда как кольматация, напротив, приводит к уменьшению размеров пор, а смачиваемость поверхности остается на прежнем уровне:

Подробнее о гидрофобизации и кольматации ниже.

1. Гидрофобизация

Гидрофобизация основана на создании эффекта несмачиваемости(водоотталкивающих свойств) поверхности водой из-за адсорбции на ней особых реагентов — гидрофобизаторов.

гидрофобизация пемзы	гидрофобизация бетона

Мерой смачиваемости-несмачиваемости для поверхности является краевой угол смачивания:

В принципе как гидрофобизатор может рассматриваться любой материал, который придает несмачиваемость поверхности: жир, масло, нефтепродукты и иные органические вещества, несмачиваемые водой. Наиболее эффективными гидрофобизаторами себя зарекомендовали кремнийорганические соединения. Преимуществами таких гидрофобизаторов являются:

• высокая эффективность «водоотталкивания» (по краевому углу смачивания);
• низкий расход;
• сохраняемость внешнего вида подложки;
• способность работать практически на любых типах подложки.

Эти, казалось бы, неоспоримые преимущества должны были позволить гидрофобизаторам вытеснить все иные типы гидроизоляционных материалов. Однако, как и любой метод гидроизоляции, гидрофобизация имеет особенности, ограничивающие её применение.

Во-первых, как ни парадоксально, более широкому применению гидрофобизаторов препятствует их целевой эффект — создание несмачиваемости (водоотталкивающих свойств) поверхности.  На гидрофобизированной поверхности из-за достигнутого отталкивания (неприлипания, т.е. потери адгезии) возникает «скатывание», шелушение, отслоение как при нанесении, так и при последующей эксплуатации:

• лакокрасочных материалов, особенно, водоэмульсионных;
• штукатурки или шпаклевки на основе цементных или гипсовых растворов;
• керамической и иной плитки с применением цементных или водно-полимерных клеев;
• обоев…

В результате после применения эффективного гидрофобизатора теряется возможность качественного и надежного (долговечного) нанесения на обработанную поверхность отделочных и декоративных покрытий с применением водных растворов. Безусловно, можно попытаться успеть нанести эти покрытия сразу после обработки подложки гидрофобизатором, до того как его эффект проявится (т.е. в течение первых 12-24 часов), но:

• не всегда физически имеется возможность выполнить такие работы в полном объеме в указанный срок качественно;
• в результате контакта непрореагировавшего гидрофобизатора в подложке с вновь наносимым материалом зачастую протекают процессы, которые снижают эффективность гидрофобизации подложки и ухудшают свойства наносимых материалов (к примеру, при взаимодействии с гидрофобизаторами цементных растворов снижается прочность цементного камня).

Более того, целевой эффект мешает выполнению финишных обработок самим гидрофобизатором. Не случайно в инструкциях по применению гидрофобизаторов ограничивается время между обработками и, как правило, указано, что обработку раствором гидрофобизатора ведут «мокрое по мокрому».

Во-вторых, гидрофобизация не устраняет поры и капилляры в подложке (см. фото выше). А раз поры и капилляры в обработанной подложке сохраняются, то вода их может продавить и фильтроваться сквозь гидрофобизированную подложку. Это обстоятельство хорошо известно и проведены специальные исследования, которые установили, какое именно давление воды могут выдержать гидрофобизированные пористые тела (угол краевого смачивания 140°) до начала фильтрации воды в зависимости от размеров пор:

Соответственно, полная гидрофобизация, к примеру, обычного бетона не устраняет фильтрацию сквозь него воды со сколь-нибудь заметным давлением. Отсюда и возникает ограничение по области применения гидрофобизаторов: поверхности, эпизодически контактирующие с влагой без давления. Для резервуаров и подземных сооружений гидрофобизация малоэффективна.

В-третьих, эффект гидрофобизации при длительном контакте с водой пропадает. Сведения о гидрофобизирующем эффекте в течение десятка лет относятся к экспериментальным «тепличным» условиям и не совсем корректны для практики. Обычночерез 10-25 суток пребывания в воде гидрофобизированный бетон практически полностью утрачивает водоотталкивающие свойства, а проникновение воды в такой бетон возрастает в десятки раз, достигая на 60-90-е сутки показателей обычной негидрофобизированной подложки.

В ряде описаний встречается указание, что гидрофобизатор отличается длительным водоотталкивающим эффектом даже при контакте с водой, однако:

• более внимательное изучение сведений о материале зачастую показывает, что эффект стабилен, к примеру, лишь 1500 минут, т.е. всего 25 часов (!);
• для некоторых гидрофобизаторов испытания показывают, что в течение 7 суток в условиях периодического увлажнения и высыхания у обработанной подложки капиллярный подсос увеличивается до 2-3 раз. Такая динамика падения водоотталкивания заметно ниже, чем у обычных гидрофобизаторов, но зачастую применяемые в этом случае материалы не корректно относить к гидрофобизаторам. К примеру, как «гидрофобизаторы» могут выступать смолы, которые твердеют из-за испарения растворителя или при контакте с катализатором, заращивая поры и капилляры в бетоне, т.е. речь идет уже больше о полимерных пленкообразующих композициях с эффектом гидрофобизации. А такие композиции в самом «глубоко проникающем» варианте обеспечивают защиту на глубину только на 3-10 мм, формируя поверхностную пленку как обмазочная гидроизоляция.

Соответственно, даже на открытых поверхностях (не в грунте и не в резервуаре) в условиях повышенной влажности, дождливого климата или при частом увлажнении из-за особенностей эксплуатации обычная гидрофобизация малоэффективна.

2. Кольматация

Кольматация основана на эффекте заращивания пор и капилляров в подложке кольматирующими ингредиентами гидроизоляционного материала:

В отличие от гидрофобизации применение кольматации как метода гидроизоляции из-за заращивания пор и капилляров в бетоне как целевого эффекта обеспечивает существенный рост водонепроницаемости бетона. Так, обработка бетона с маркой водонепроницаемости W2 увеличивает его водонепроницаемость при давлении воды изнутри обработанного бетонадо марки:

• W16 (160 м водного столба) — при использовании Дегидрола люкс марки 3;
• W18 (180 м водного столба) — при использовании Дегидрола люкс марки 5.

При этом смачиваемость обработанной поверхности практически не изменяется.

При контакте с водой кольматирующие материалы (по крайней мере, Дегидрол) только усиливают свои свойства:

• материалы устраняют фильтрацию изнутри бетона или кирпичной кладки;
• добавка Дегидрол люкс марки 10-2 в цемент ПЦ500 в расчете 1 л на 100 кг цемента в условиях воздушно-сухого твердения обеспечила рост прочности цементного камня на 24% (с 34,1 до 42,5 МПа) в возрасте 28 суток, а при последующей выдержке в воде в течение 8 месяцев прочность цементного камня с добавкой достигла 82,5 МПа.

Соответственно, использование кольматирующих материалов целесообразно для гидроизоляции конструкций, продолжительно взаимодействующих с влажной средой (от 7 суток и выше) или напрямую контактирующих  с водой, особенно под давлением, в т.ч. под последующее нанесение отделочных и декоративных покрытий.

3. К сведению

Компанией разработан материал, совмещающий преимущества гидрофобизаторов и кольматирующих материалов, —  Контацид марки 3.

Контацид марки 3:

1) как гидрофобизаторы:

• имеет низкий расход;
• сохраняет внешний вид подложки;
• способен работать практически на любых типах подложки.

Однако в отличие от гидрофобизаторов материал сохраняет смачиваемость обработанной подложки:

2) как кольматирующий материал обеспечивает:

• рост водонепроницаемости бетона с марки W2 до марки W10;
• а также рост морозостойкости, сульфатостойкости, кислотостойкости и защитного действия бетона к арматуре.