Cum se obține un mortar hidrofug din natură: dozarea și mecanismul de acțiune al pulberii hidrofobe pe bază de silicon

Introducere

Adăugarea pulberii hidrofobe pe bază de silicon 0,1%–1,0% în compozițiile de mortar conferă materialului o hidrofobicitate intrinsecă pe întreaga matrice a acestuia, ceea ce o diferențiază fundamental de produsele de etanșare aplicate la suprafață, care formează doar o peliculă temporară la exterior. Ingredientul activ pe bază de silicon se dispersează uniform în timpul amestecării și reacționează cu produsele de hidratare ale cimentului pentru a forma nano-straturi hidrofobe pe pereții porilor capilari. Aceste nanostraturi reduc energia de suprafață a structurii porilor, mărind unghiul de contact dintre apă și pereții porilor, astfel încât apa lichidă să nu poată pătrunde — permițând totuși difuzia vaporilor de apă, astfel încât mortarul să “respire”.”

Tabla de conținut

Pudră de silicon hidrofobă pentru prepararea mortarului cu proprietăți hidrofobe inerente

Această abordare integrală a impermeabilizării înseamnă că, chiar dacă suprafața este zgâriată, abraziată sau afectată de intemperii, hidrofugitatea se menține, deoarece ingredientul activ este distribuit uniform pe întreaga secțiune transversală. Doza tipică variază de la 0,1% pentru o rezistență ușoară la umiditate în tencuielile interioare până la 1,0% pentru aplicații agresive de impermeabilizare exterioară, cum ar fi zidurile de sprijin ale subsolurilor, straturile de acoperire ale tablierelor de poduri și structurile marine. Forma de pulbere elimină instabilitatea termenului de valabilitate și riscurile de manipulare asociate cu silanii/siloxanii lichizi, oferind în același timp performanțe hidrofobe echivalente sau superioare la un cost total de aplicare mai mic.

Concluzii cheie

  • Intervalul de dozare: 0,1%–1,0% în funcție de greutatea liantului cimentoasă, majoritatea aplicațiilor de impermeabilizare exterioară fiind optimizate la 0,3%–0,5%
  • Tratament inerent vs. tratament de suprafață: Spre deosebire de produsele de etanșare care formează o peliculă, pulberea hidrofobă pe bază de silicon se integrează în întreaga matrice a mortarului — chiar dacă suprafața este zgâriată, ciobită sau abraziată, proprietățile hidrofobe rămân intacte
  • Densitatea în vrac: 300–600 g/L, ceea ce permite manipularea, dozarea și dispersarea cu ușurință în echipamentele standard de amestecare a amestecurilor uscate
  • Compatibilitate extinsă: Potrivit pentru mortare pe bază de ciment, tencuieli, soluții de chituire, adezivi pentru gresie și faianță, chituri și sisteme de suspensie pentru impermeabilizare
  • Respirabilitatea este menținută: Respinge apa lichidă, menținând în același timp permeabilitatea la vaporii de apă, împiedicând acumularea umidității care provoacă exfolierea datorată înghețului și dezghețului, precum și degradarea internă

De ce este important acest răspuns

Tratamentele de impermeabilizare aplicate la suprafață — spray-uri pe bază de silan/siloxan, acoperiri acrilice, membrane bituminoase — au toate același defect fatal: ele există doar la suprafață. În construcții, suprafețele se deteriorează. Rosturile de mortar sunt prelucrate cu unelte. Tencuiala se zgârie. Acoperirile se degradează sub efectul intemperiilor, se fisurează și se delaminează. Când se întâmplă acest lucru, apa își găsește o cale de pătrundere, iar “impermeabilizarea” cedează tocmai acolo unde este cea mai necesară.

Impermeabilizarea integrală cu pulbere hidrofobă pe bază de silicon rezolvă această problemă la rădăcină. Prin distribuirea agentului hidrofob în întregul volum al materialului în timpul amestecării, fiecare por capilar — de la suprafața expusă până în miez — devine hidrofug. Acest aspect este deosebit de important în aplicațiile supuse uzurii mecanice (pardoseli industriale), formării fisurilor (mortaruri pentru reparații structurale) sau presiunii hidrostatice continue (subsoluri situate sub nivelul pânzei freatice).

Argumentul economic este la fel de convingător. O singură adăugare de pulbere în timpul preparării amestecului înlocuiește operațiunile de tratare a suprafeței după întărire, elimină ciclurile de reaplicare la fiecare 5–10 ani și reduce riscul de intervenții ulterioare cauzate de defecte de impermeabilizare. Pentru formulatori și producătorii de amestecuri gata preparate, pulberea hidrofobă pe bază de silicon nu reprezintă un cost — ci un instrument de diferențiere a valorii care transformă mortarul obișnuit într-un produs premium, conceput pentru performanță.

Analiză tehnică aprofundată

Chimia hidrofobicității siliconului

Pudra hidrofobă din silicon conține un compus activ organosiliconic — similar din punct de vedere structural cu lanțurile principale ale polidimetilsiloxanului (PDMS), cu grupări funcționale alcoxi sau silanol. Atunci când sunt introduse într-un amestec pe bază de ciment, aceste grupări funcționale suferă reacții de hidroliză și condensare în soluția poroasă puternic alcalină (pH 12–13) creată prin hidratarea cimentului:

  1. Hidroliza: Grupările alcoxi (–OR) sunt hidrolizate în grupări silanol (–Si–OH) în prezența apei și a substanțelor alcaline.
  1. Condens: Grupările silanol se condensează cu grupările hidroxil prezente în fazele hidratate ale cimentului (gelul C–S–H, suprafețele de portlandit), formând legături covalente stabile de tipul –Si–O–Si– și –Si–O–Ca–.
  1. Orientare: Grupările metil (–CH₃) nepolare ale lanțului principal de siloxan sunt orientate spre exteriorul suprafeței porilor, creând o interfață hidrofobă cu energie redusă.

Cum funcționează în matricea de ciment

Elementul cheie care face diferența este distribuția spațială a tratamentului hidrofob. Spre deosebire de produsele de etanșare a suprafețelor, care pătrund doar 2–5 mm în betonul întărit prin capilaritate, pulberea se dispersează sub formă de microparticule în timpul amestecării. Pe măsură ce hidratarea avansează, fiecare particulă devine un punct de nucleație pentru modificarea hidrofobă a gelului de ciment din jur.

Rezultatul este o rețea tridimensională de suprafețe hidrofobe care căptușesc sistemul de pori capilari interconectați. Unghiul de contact al apei pe pereții porilor tratați depășește de obicei 110°, ceea ce înseamnă că presiunea capilară, de fapt, resping apa, în loc să o absoarbă. Ecuația Young-Laplace descrie acest comportament:

ΔP = 2γ cosθ / r

Unde ΔP reprezintă presiunea capilară, γ reprezintă tensiunea superficială a apei, θ reprezintă unghiul de contact, iar r reprezintă raza porilor. În cazul cimentului netratat (θ ≈ 30°), cosθ este pozitiv, iar apa este atrasă în pori. În cazul porilor tratați cu silicon (θ > 90°), cosθ devine negativ, iar presiunea capilară împiedică în mod activ pătrunderea apei.

Mortar SHP pentru impermeabilizare

Adâncimea de tratare a porilor capilari

Într-un amestec formulat corespunzător, efectul hidrofob se extinde de la suprafața exterioară pe întreaga grosime. Analiza SEM-EDS a probelor de mortar fracturate confirmă îmbogățirea cu siliciu distribuită uniform pe toată secțiunea transversală, nu doar concentrată la suprafață. Acesta este avantajul fundamental care face ca hidrofobitatea integrală să fie superioară în ceea ce privește durabilitatea pe termen lung.

Comparație cu silanii/siloxanii lichizi

Tratamentele cu silan lichid (alchiltrialcoxisilani, precum izobutiltrimetoxisilanul sau octiltrietoxisilanul) sunt tratamente de suprafață eficiente, dar prezintă limitări practice semnificative:

Parametru

Silan lichid (pentru suprafețe)

Pudră de silicon Michem (Integral)

Etapa de depunere a cererii

Post-întărire (minimum 28 de zile)

În timpul amestecării

Adâncimea de distribuție

maxim 2–5 mm

Secțiune transversală completă

Dependența de condițiile meteorologice

Este necesară o suprafață uscată; nu sunt prevăzute precipitații

Niciuna

Conținutul de COV

Adesea pe bază de solvenți (cu conținut ridicat de COV)

Fără COV, pulbere uscată

Toleranța la deteriorarea suprafeței

Se pierde în cazul abraziunii suprafeței

Se menține indiferent de starea suprafeței

Termen de valabilitate

6–12 luni, sensibil la umiditate

Formă de pulbere cu durată prelungită și stabilă

Riscul de expunere a lucrătorilor

Inhalarea solvenților, contactul cu pielea

Risc minim de expunere la praf (echipament individual de protecție standard)

Optimizarea dozelor în funcție de porozitatea capilară

Doza necesară este direct proporțională cu raportul apă-ciment și cu porozitatea capilară rezultată. Mortarele cu raport apă-ciment scăzut (w/c 0,55) sau cele care conțin agregate ușoare cu porozitate mai mare necesită doze situate în partea superioară a intervalului 0,5%–1,0%.

Specificațiile produsului

Proprietate

Valoare

Numele produsului

Pudră hidrofobă din silicon Michem

Aspect

Pulbere fluidă de culoare albă până la alb-deschis

Ingredient activ

Compus hidrofob pe bază de silicon

Densitate în vrac

300–600 g/L

Conținutul de umezeală

≤ 5%

pH

Neutru până la ușor alcalin

Doza recomandată

0,1%–1,0% în greutate de liant cimentoasă

Aplicații principale

Mortar, tencuială, pastă de chituire, adeziv pentru gresie și faianță, pastă de umplutură pentru pereți, sisteme de impermeabilizare

Ambalaje

Disponibil în pungi de hârtie cu mai multe straturi sau în saci pentru produse vrac

Toate valorile sunt reprezentative și se bazează pe specificațiile actuale de producție. Contactați Michem pentru a obține certificatul de analiză corespunzător lotului dumneavoastră.

Ghid de aplicare practică

Calculator de dozaj

Doza se calculează întotdeauna ca procent din masa totală a lianțului cimentoasă, nu greutatea totală a amestecului. Aceasta include cimentul și orice materiale cimentoase suplimentare (cenușă zburătoare, zgură, pulbere de siliciu).

Formula:

Masa pulberii (kg) = Liant cimentoasă (kg) × Dozaj (%)

Exemple rezolvate:

Aplicație

Liant (kg/m³)

Dozaj (%)

Cantitatea necesară de pulbere (kg/m³)

Chit pentru pereți interiori

150

0.15%

0.23

Tencuială exterioară

300

0.3%

0.90

Adeziv pentru gresie (C2)

350

0.3%

1.05

Pastă de impermeabilizare

400

0.5%

2.00

Mortar pentru reparații structurale

450

0.5%

2.25

Mortar pentru impermeabilizarea subsolurilor

500

1.0%

5.00

Exemplu de proiectare a amestecului: Tencuială hidrofugă pentru exterior

Componentă

Piese în funcție de greutate

kg pe lot de 1000 kg

OPC CEM I 42,5

100

250

Umplutură de calcar

30

75

Nisip de siliciu cernut (0,1–1,0 mm)

300

750

Eter de celuloză (modificator de vâscozitate)

0.15

0.38

Michem Pudră hidrofobă de silicon

0,15 (0,51 TP3T de liant)

1.25

Fibră de polipropilenă (opțional)

0.10

0.25

Apă (se adaugă până se obține consistența dorită)

~55

~138

Caracteristici ale obiectivului:

  • Absorbția capilară a apei în 24 de ore (EN 1015-18): < 0,20 kg/(m²·min⁰,⁵)
  • Permeabilitatea la vapori de apă (EN 1015-19): μ < 15
  • Rezistența la compresiune (28 zile): Clasa CS III–CS IV

Procedura de amestecare

  1. Amestecați în prealabil pulberea hidrofobă din silicon Michem cu o parte din agregatul fin sau din materialul de umplutură, pentru a asigura o distribuție uniformă.
  1. Se adaugă toate componentele uscate (ciment, agregate, aditivi, pulbere preamestecată) în malaxor și se omogenizează timp de 2–3 minute.
  1. Adăugați apă treptat, amestecând în același timp. Pulberea hidrofobă nu influențează în mod semnificativ cantitatea de apă necesară; ajustați cantitatea de apă până la obținerea consistenței dorite.
  1. Amestecați încă 3–5 minute după adăugarea apei, pentru a asigura dispersarea completă.
  1. Se vor respecta bunele practici standard pentru tipul respectiv de mortar. Nu este necesar un regim special de maturare — se recomandă maturarea standard în mediu umed.

Teste de control al calității

  • Testul cu tubul Karsten (la fața locului, 24 de ore): Absorbția de apă ar trebui să fie neglijabilă în comparație cu proba martor netratată
  • Testul de cădere: Picăturile de apă ar trebui să se adune sub formă de perle pe suprafața întărită, formând un unghi de contact ridicat
  • Absorbția capilară (EN 1015-18 / ASTM C1585): Cuantificarea reducerii în comparație cu proba de referință netratată
  • Rezistența la compresiune: Verificați dacă variația este ≤ 10% față de referința netratată (de obicei în limita a 5%)

Întrebări frecvente

Nu. La dozele recomandate (0,1%–1,0%), efectul asupra rezistenței la compresiune se încadrează, de obicei, în intervalul ±5% față de proba martor netratată. Modificarea hidrofobă are loc la nivelul suprafețelor porilor și nu perturbă în mod semnificativ hidratarea cimentului sau formarea gelului C–S–H. În unele formulări, se observă ușoare îmbunătățiri ale rezistenței datorită evaporării reduse și întăririi interne îmbunătățite.

Nu se recomandă utilizarea unor doze mai mari de 1,0% în cazul sistemelor pe bază de ciment. Dincolo de acest prag, efectul hidrofob se stabilizează, în timp ce lucrabilitatea, aderența și proprietățile mecanice pot începe să se deterioreze. Pentru condiții extreme, cum ar fi presiunea hidrostatică susținută, combinați hidrofobizarea integrală cu un amestec cu granulație densă și materiale cimentoase suplimentare.

Da. Este compatibil cu eterii de celuloză, superplastifianții policarboxilați, pulberile polimerice redispersabile (RDP), acceleratorii, retardanții, agenții de incorporare a aerului și fibrele de PP. Efectuați întotdeauna teste de compatibilitate atunci când combinați mai mulți aditivi, în special la limitele superioare ale intervalelor de dozare, deoarece pot apărea ocazional efecte de adsorbție competitivă.

Agenții hidrofugi pe bază de stearat acționează printr-un mecanism diferit — aceștia formează săruri de calciu insolubile care blochează fizic porii. Deși sunt eficienți la doze mai mari (1%–3%), aceștia pot reduce semnificativ rezistența și nu asigură aceeași modificare a suprafeței la scară nanometrică. Hidrofobicitatea pe bază de silicon asigură, de obicei, o hidrofugitate echivalentă sau superioară la doze cu 50%–70% mai mici, cu un impact redus asupra proprietăților mecanice.

A se păstra în ambalajul original sigilat, într-un mediu răcoros și uscat, ferit de lumina directă a soarelui. În condițiile de depozitare recomandate (temperatură < 35 °C, umiditate relativă < 65%), termenul de valabilitate depășește 12 luni de la data fabricației. Odată deschis, a se închide bine ambalajul și a se consuma cât mai repede. Pulberea trebuie să rămână curgătoare; formarea de aglomerări poate indica expunerea la umiditate și trebuie să determine verificarea calității înainte de utilizare.

Concluzie

Pudră hidrofobă de silicon reprezintă o schimbare radicală în domeniul impermeabilizării în construcții — transformând protecția dintr-un strat superficial fragil într-o proprietate intrinsecă a materialului însuși. La o doză de 0,1%–1,0%, pulberea hidrofobă pe bază de silicon de la Michem transformă mortarele, tencuielile, pastele de chituire și pastele de umplutură obișnuite pe bază de ciment în sisteme hidrofuge care își mențin performanțele pe parcursul a zeci de ani de expunere la intemperii, abraziune și mișcări structurale.

Pentru formulatorii care doresc să-și diferențieze liniile de produse prin performanțe superioare de impermeabilizare, fără complexitatea unei instalări în mai multe etape sau riscul de reclamații asociat tratamentelor de suprafață, pulberea hidrofobă integrală pe bază de silicon reprezintă alegerea optimă din punct de vedere tehnic și strategic din punct de vedere comercial.

Compania dvs. de încredere partener Pentru Celuloză Eteri

Vă rog să mă contactați pentru cea mai recentă ofertă sau pentru a solicita un test de probă (probele noastre sunt gratuite și includ transportul).

Solicitați o mostră gratuită + prețuri de fabrică

Veți primi răspuns la întrebările dvs. în termen de 6 ore. Vă rugăm să menționați tipul de instalație și volumul lunar pentru a primi o ofertă personalizată.

Vă vom oferi soluții profesionale cu promptitudine!

Solicitați o mostră gratuită + prețuri de fabrică

Răspunsuri la întrebările din India în termen de 4 ore. Vă rugăm să specificați tipul instalației și volumul lunar pentru a primi o ofertă personalizată.