Eine Hydrophobierung, auch als hydrophobierende Imprägnierung bekannt, ist ein nicht filmbildendes Oberflächenschutzsystem für mineralische Oberflächen mit wasserabweisender Wirkung. Hydrophobierungen können auf den meisten anorganischen Baustoffen wie z. B. Beton, Mörtel, Natursteinen, Ziegel- und Tonerzeugnissen appliziert werden.
Beton gilt erst dann als dauerhaft konzipiert, wenn seine Zusammensetzung die Anforderungen der in der DIN EN 206 definierten Grenzwerte erfüllt. Voraussetzung hierfür ist, dass
- bei der Bemessung
- die geeigneten Expositionsklassen ausgewählt wurden und
- die Betonüberdeckung den erforderlichen Mindestwert in Übereinstimmung mit der einschlägigen Bemessungsnorm, z. B. DIN EN 1992-1-1, Eurocode 2 „Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken“, entspricht.
- bei der Verarbeitung
- der Beton ordnungsgemäß, z. B. nach DIN EN 13670 „Ausführung von Tragwerken aus Beton“, eingebracht und verdichtet wird.
- der Beton gemäß DIN EN 13670, Abschnitt 8.5 nachbehandelt wird.
- bei der Nutzung
- der Beton während der Lebensdauer einer angemessenen Instandhaltung unterzogen wird.
Sind diese Bedingungen bei Herstellung und Verarbeitung erfüllt, ist es im weiteren Nutzungsverlauf notwendig, eine Instandhaltung für die gesamte Lebensdauer sicherzustellen. Hierbei müssen im ersten Schritt bekannte Schadensmechanismen identifiziert und im zweiten Schritt vorbeugende Maßnahmen eingeleitet werden.
Die drei Prinzipien der Hydrophobierung
Hydrophobierungen sind neben Imprägnierungen und Beschichtungen eine weitere Oberflächenschutzmaßnahme, die im europäischen Normenwerk DIN EN 1504-2 „Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken“ geregelt ist. Die dort definierten Prüfverfahren unterscheiden je nach Schutzmaßnahme (Hydrophobierung, Imprägnierung oder Beschichtung).
Folgende drei Prinzipien werden durch Hydrophobierungen abgedeckt:
- Prinzip 1 (PI: Protection against Ingress): Schutz gegen das Eindringen von Stoffen
- Prinzip 2 (MC: Moisture Control): Regulierung des Feuchtehaushaltes
- Prinzip 8 (IR: Increasing Resistivity): Erhöhung des elektrischen Widerstandes durch Begrenzung des Feuchtegehaltes
Ein Beispiel für die Haltbarkeit von Beton mit einer hydrophoben gegenüber einer nicht hydrophoben Betonoberfläche
Alle drei Prinzipien zeigen, dass Hydrophobierungen ausschließlich zur Reduktion der Wasseraufnahme dienen. Weitere Anwendungen bzw. Schutzmaßnahmen sind mit diesen Stoffen weder vorgesehen noch technisch umsetzbar. Für Prinzip 5 (physikalische Widerstandsfähigkeit/Oberflächenverbesserung) und Prinzip 6 (Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien) sind daher Imprägnierungen oder Beschichtungen einzusetzen.
Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass viele Schadensursachen direkt mit der kapillaren Wasseraufnahme des Betongefüges zusammenhängen. Je offenporiger und saugfähiger ein Beton ist, desto höher ist seine Wasseraufnahme. Dies verursacht eine Vielzahl von potenziell schädigenden chemisch-physikalischen Prozessen (z. B. Lösungs-, Umwandlungs- und Kristallisationsprozesse) oder optisch störenden Prozessen (z. B. Schmutzablagerungen, Wasserfahnen und Moosbewuchs). Diese Risiken lassen sich minimieren, wenn sowohl die kapillare Wasseraufnahme reduziert als auch der Transport schädigender Medien in den Beton behindert wird. Da Wasser als Transportmedium wirkt, reduziert eine verminderte Wasseraufnahme gleichzeitig den Eintrag von Schadstoffen. Um die Wasseraufnahmekapazität eines Betons zu reduzieren, ist es notwendig, eine Schutzschicht aufzubauen. Hierbei haben sich technische Lösungen wie Hydrophobierungen etabliert, die an der Betonoberfläche chemisch gebunden, d. h. nicht trennbar und nicht filmbildend sind und die Oberfläche und ihre Optik weitestgehend nicht verändern.
Fazit und Ausblick
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass Hydrophobierungen eine technisch bewährte und normativ abgesicherte Methode darstellen, um die Dauerhaftigkeit von Betonbauwerken durch Reduktion der Wasseraufnahme signifikant zu erhöhen. Sie wirken nicht durch eine physische Barriere, sondern durch eine chemische Modifikation der Kapillarwandungen, wodurch der Transport schädigender Medien effektiv vermindert wird.
Der Einsatz von Hydrophobierungen ist besonders wirtschaftlich, da er den Instandhaltungsaufwand reduziert, optische Beeinträchtigungen verhindert und die Lebensdauer der Bauwerke verlängert. Dennoch ist zu beachten, dass ihre Wirksamkeit stets im Kontext der korrekten Betonauswahl, normgerechten Bauausführung und kontinuierlichen Instandhaltung zu betrachten ist.
Möchten Sie mehr herausfinden?
Im zweiten Teil unserer MC-Pedia Reihe vertiefen wir die chemisch-physikalischen Wirkmechanismen von Hydrophobierungen. Dabei erläutern wir, welche Wirkstoffgruppen eingesetzt werden, wie sie im Beton wirken und welche Unterschiede in ihrer Leistungsfähigkeit bestehen.