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Langlebige superhydrophobe Beschichtung für Beton
Ein spanisches Forschungsteam hat eine superhydrophobe Beschichtung für Beton entwickelt, die durch chemische Bindung mit der Zementmatrix dauerhaft schützt. Die Sol-Lösung dringt in Poren und Risse ein und reagiert mit Portlandit – mit nachgewiesener Wirksamkeit über 21 Monate an einem Denkmal in Litauen.
Wasser ist das Haupttransportmedium für Schadstoffe in Beton, bedingt durch dessen hohe Durchlässigkeit und hydrophile Natur. In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche superhydrophobe Behandlungen entwickelt, die Hydrophobie und Abweisung kombinieren. Ihr Hauptnachteil liegt jedoch in der mangelnden Beständigkeit, insbesondere im Außenbereich. Ein Forschungsteam stellt nun ein fortschrittliches Material mit langlebiger superhydrophober Leistung vor.
Konkret wurde ein organisch modifiziertes Silica-Sol (Ormosil) entwickelt, das in Poren und Risse des Betons eindringt und spontan mit Portlandit zu C-S-H-Gel reagiert – dem Hauptbestandteil zementgebundener Materialien. Eine umfassende Studie der Wechselwirkungsprozesse zeigte, dass das Sol über zwei komplementäre Mechanismen chemische Bindungen mit zementgebundenen Substraten eingeht: durch direkte Reaktion der Silica-Vorstufen und durch puzzolanische Reaktion des erzeugten Silica-Xerogels.
Lesetipp Sol-Gel-Technologie und Nanotechnologie:
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Erfolgreiche Validierung am Denkmal in Litauen
Die Leistung und Beständigkeit der mit dem Sol behandelten Zementmörtel wurden unter Laborbedingungen validiert. Die superhydrophoben Eigenschaften – ein statischer Kontaktwinkel von 160° und ein Abrollwinkel von unter 5° – entstehen durch das Zusammenspiel aus reduzierter Oberflächenenergie durch die organischen Komponenten und einer regelmäßigen Nanorauheit, die durch die im Sol enthaltenen Silica-Nanopartikel erzeugt wird.
Die Beständigkeit, die auch nach einem Starkregen-Test erhalten bleibt, ist auf die Bindungsfähigkeit mit dem Substrat zurückzuführen. Die abschließende Validierung erfolgte vor Ort an einem Denkmal aus Beton in Litauen. Die Schutzwirkung blieb dort auch nach 21 Monaten erhalten – ein Beleg für die praxistaugliche Langzeitleistung des Materials in realen Außenbedingungen.
Quelle: Luna, M. et al. Long-term superhydrophobic coatings for concrete by producing bonds with cement matrix. Prog. Org. Coat. 110128 (2026).
