Hydrophobierung

Hydrophobierung

Hydrophobierung ist die Wasser abweisende Ausrüstung von Baustoffen. “Hydrophob” ist ein Wort aus dem Altgriechischen, es heißt wörtlich „Wasser meidend“. Im Bauwesen lässt sich die Hydrophobierung durch den Einsatz von unpolaren Stoffen wie Fetten, Ölen, Wachsen, Alkoholen mit langen Alkylresten (kein Methanol, Propanol oder Ethanol) und auch von Alkanen und Alkenen erreichen.

Einfach erklärt: Wie funktioniert Hydrophobierung?

Der Vorgang lässt sich sehr genau erklären (siehe unten), einfach ausgedrückt wird die kapillare Saugfähigkeit von Baustoffen reduziert oder gänzlich aufgehoben. Jeder Heimwerker kennt das vom Wachsen oder Ölen des hölzernen Terrassengeländers. Wichtig für das Bauwesen ist dabei, dass die Baustoffe in ihrer Wasseraufnahmefähigkeit zwar stark reduziert (hydrophobiert) werden, sich ihre Wasserdampfdurchlässigkeit aber nicht wesentlich verändert. Eine Hydrophobierung dichtet nämlich die Kapillaren nicht gänzlich ab, sondern beschichtet die Kapillarwände, während die für Diffusionsvorgänge nötige Offenporigkeit erhalten bleibt. Hydrophobierungen sind keine Abdichtungs-, sondern Imprägnierungsmaßnahmen.

Einsatzmöglichkeiten verschiedener Hydrophobierungsmittel

Hydrophobierungsmittel sind beispielsweise Metallseifen. Ihre Wirkstoffe sind Stearate von Aluminium und Titan, der Einsatz erfolgt unter anderem bei Mineralputz. Diese in Kohlenwasserstoffen löslichen Wirkstoffe werden zu 5 – 10 % zugesetzt, sie sind auf trockenen, saugfähigen Untergründen bis zu einem pH-Wert von 13 bis 14 beständig und mindern dann die Wasserdampfdurchlässigkeit um 5 – 25 %. Im Holzbau kommen regelmäßig Öle und Wachse für die Hydrophobierung zum Einsatz. Man differenziert hydrophobierende Grundierungen nach ihrem Wirkungsgrad, der Eindringtiefe und natürlich nach dem Untergrund. Weitere Hydrophobierungsmittel sind unter anderem:

  • Siliconharze für Sandstein, Kalkstein, Beton und Ziegel
  • Siloxane und Silane für Sand- und Kalkstein, Mineralputz, Beton und Ziegel
  • Silicate für Kalksandstein
  • Kieselsäureester mit hydrophobierendem Zusatz für Sand- und Kalkstein

Physikalisch-chemische Funktionsweise der Hydrophobierung

Hier nun noch einmal eine genauere Erläuterung des physikalisch-chemischen Effektes bei Hydrophobierungsvorgängen. Diese leiten sich aus den Kapillargesetzen ab. Wasser trifft mit seinen Clustern (Wassertropfen) in einem bestimmten Benetzungswinkel auf die Baustoffoberfläche. Durch die Hydrophobierungsmittel wird dieser Winkel auf einen Wert von 90 – 180° stabilisiert, ansonsten würde er bei benetzbaren (hydrophilen) Baustoffen unter 90° liegen und dem Grenzwert 0° zustreben. Nach der physikalischen Gleichung zur kapillaren Steighöhe wird der Kosinus dieses Benetzungswinkels beim Benetzungswinkel über 90° negativ, damit wird auch die maximale Steighöhe innerhalb der Kapillare negativ und hebt damit die Saugfähigkeit dieser Kapillare auf (sogenannte Kapillardepression). Daraus leitet sich der Imprägnierungsvorgang bei der Hydrophobierung ab.