Efekt perlenia – skuteczna impregnacja
Destrukcyjne działanie soli budowlanych
31 sierpnia 2013
Impregnacja piaskowca i wapienia
10 października 2013
Przez wiele osób efekt perlenia jest uznawany jako jedyny wyznacznik jakości wykonanej impregnacji. Oczywiście jest to bardzo efektowne zjawisko ale jednak w dużej mierze uzależnione od struktury powierzchni.
Dlatego też przy wyborze impregnatu należy się również kierować właściwościami użytkowymi impregnatu, takimi jak zdolność do penetracji materiału i uzyskane obniżenie nasiąkliwości.
Wnikanie w podłoże
Impregnaty Dynasil® opierają swoje doskonałe właściwości penetracji dzięki zastosowaniu Nano Technologii krzemo organicznych związków takich jak silany. Aktualnie są to najmniejsze w rozumieniu molekularnym cząsteczki używane do hydrofobizacji (ochrony przeciwwilgociowej) materiałów budowlanych. Sprawia to że impregnaty Dynasil® wykazują znacznie lepsze właściwości do penetracji porów materiału niż popularnie używane związki silikonowe. Głębokość impregnacji Dynasil® sięga zwykle od kilu do kilkudziesięciu milimetrów i zależy w pierwszej kolejności od podłoża, a później od rodzaju impregnatu.
Dla materiałów mocno nasiąkliwych takich jak kamień piaskowy, cegły klinkierowe ręcznie formowane czy bloczki betonu komórkowego głębokość penetracji impregnatów jest znacznie większa niż dla materiałów mało nasiąkliwych takich jak granit czy mocno wypalona cegła klinkierowa.
Próbki betonu i cegły zostały pokryte powierzchniowo impregnatem. Po wysuszeniu zostały przełamane i zwilżone wodą. Na zdjęciach od góry widać warstwę hydrofobową spenetrowaną przez impregnat.
Rekordzistami jeżeli chodzi o głębokość impregnacji są preparaty zawierające rozpuszczalniki ze względu na same właściwości rozpuszczalników. Rozpuszczalniki wykorzystane w impregnatach znacznie lepiej podciągają się kapilarnie w materiałach niż woda, posiadając tym samym lepsze zdolności do transportowania nanocząsteczek silanów w głąb materiału. Ma to ogromne znaczenie zwłaszcza w przypadku mało nasiąkliwych materiałów jak granit, mocno wypalony klinkier, czy polerowane kamienie naturalne, których głęboka impregnacja bezrozpuszczalnikowymi impregnatami praktycznie jest niemożliwa. W przypadku materiałów porowatych, jak piaskowce, wapienie, cegły ręcznie formowane czy bloczki z betonu komórkowego równie dobrą zdolność penetracji wykazują impregnaty Dynasil® nie zawierające rozpuszczalników. Dzieje się to dzięki wykorzystaniu nano-silanów Dynasil® których mały wymiar molekularny pozwala na swobodne wnikanie w podłoże.
Głębokość impregnacji ma też wpływ na ochronę powierzchni szczególnie narażonych na uszkodzenia mechaniczne lub po prostu ścieranie. Dzięki uzyskaniu odpowiedniej warstwy spenetrowanej przez impregnat, otarcia i zarysowania nie maja wpływu na działanie ochronne impregnacji.Głębokie wniknięcie impregnatu w podłoże pozwala osiągnąć jeszcze jeden efekt – sole, ich jony i wszelkiego rodzaju niepożądane związki są zatrzymywane z dala od powierzchni lub nie mogą przenikać przez nią.
Efekt antyroszeniowy -„Krycie” rys
Jest to bardzo widowiskowy efekt, polegający na spływaniu kropel wody z impregnowanej powierzchni bez jej zwilżania. Najczęściej jego jakość mierzy się za pomocą kąta zwilżania kropli w stosunku do powierzchni. Na materiałach uznanych za hydrofobowe (wodoodporne) kąt zwilżania wynosi min 90o, w przypadku impregnatów Dynasil® może osiągnąć wartość nawet 150o.
W przypadku uszkodzeń wierzchniej warstwy podłoża (rysy, pęknięcia, niedokładności wykonania) „kryje” je, nie pozwalając na wnikanie szkodliwych czynników w głąb podłoża.
Foto. Piaskowiec „Skała” impregnowany Dynasil® Kamień
Zależność kąta zwilżania od struktury powierzchni
Podobnie jak i zdolność penetracji materiałów w pierwszej kolejności zależy od podłoża a później od rodzaju impregnatu, tak samo kat zwilżania dla kropli zależy od struktury powierzchni.
Zależność tą opisuje równanie Wenzela. Można z niego wywnioskować, iż dla powierzchni hydrofiowych (nasiąkliwych) , zwilżalność maleje wraz ze spadkiem szorstkości powierzchni. Czyli im powierzchnia jest bardziej gładka tym jej nasiąkliwość jest mniejsza. Doskonałym przykładem jest powierzchnia kamienia którego powierzchnia po wypolerowaniu staje się praktycznie niezwilżana przez wodę.
Odwrotnie jest na materiałach hydrofobowych, na których nasiąkliwość spada w miarę zwiększenia chropowatości powierzchni. Czyli im powierzchnia jest bardziej chropowata tym efekt perlenia na powierzchni jest bardziej wyrazisty.
Na zdjęciu identyczny materiał impregnowany tym samym impregnatem. Po lewej powierzchnia chropowata, po prawej mocno wygładzona.
Jak widać kąt zwilżania dla powierzchni bardziej chropowatej jest znacznie większy (kropla ma bardziej kulisty kształt) niż na powierzchni gładkiej.
Widać więc że chropowatość powierzchni i kąt zwilżania są od siebie zależne.
Dlaczego wiec pomimo że kropla nie przybiera kształtu wyraźnie wskazującego na hydrofobowość, to woda nie wsiąka?
W tym przypadku znowu znaczenie ma głębokość penetracji materiału, czyli impregnacja strukturalna wewnątrz materiału. Blokowanie wody przy zastosowaniu impregnatów Dynasil® odbywa się również pod powierzchnią, bezpośrednio w porach materiału. Dlatego też gładkie, polerowane powierzchnie, na których krople wody nie przybierają kształtu kulistego poddane długotrwałemu oddziaływaniu dreszczów, są doskonale chronione przed nasiąkaniem.
Obniżenie nasiąkliwości wodą
Powierzchnie impregnowane Dynasil® odznaczają się drastycznym spadkiem nasiąkliwości w stosunku do powierzchni nieimpregnowanych, i kilkukrotnie niższymi niż powierzchnie impregnowane np. impregnatami silikonowymi. Oznacza to że woda nie może wnikać do zaimpregnowanych porów, nawet transportowana jako deszczówka z wiatrem o prędkości 100km/h.
Na podstawie badań nasiąkliwości [%] wykonanych w Pracowni Chemii Konserwatorskiej ASP
Przy wodzie opadowej uzyskane przez impregnaty Dynasil® spadek nasiąkliwości w przypadku niektórych materiałów oznacza że w ciągu doby przez 1m2 powierzchni jest w stanie wsiąknąć ok 20 - 30 gramów wody, czyli pół kieliszka. Dla porównania na materiałach nieimpregnowanych o dużej porowatości może to być kilkanaście litrów.
Jak widać przy ocenie skuteczności impregnatu nie zawsze można się kierować wyłącznie powierzchniowym efektem antyroszeniowym, ponieważ w dużej mierze jest on uzależniony od chropowatości podłoża. Niektóre materiały o naturalnej nanochropowatości, pokryte nawet mało skutecznymi impregnatami mogą uzyskiwać duże kąty zwilżania z wodą. Jednak ich nasiąkliwość przy długim obciążeniu wody opadowej, spada tylko w niewielkim stopniu. Tak wiec przy wyborze impregnatu należy wziąć pod uwagę również inne właściwości użytkowe takie jak zdolność do penetracji podłoża, czy uzyskiwany spadek nasiąkliwości.
Efekt perlenia po zastosowaniu Dynasil SMART Protect
Impregnat do kamienia Impregnat do cegły Impregnat do betonu
