Одной из важнейших проблем в строительстве является увеличение долговечности возводимых сооружений и снижение затрат на их ремонт. Большинство строительных материалов разрушается под действием воды. Мигрируя в порах, вода постепенно растворяет кристаллы солей, а при переменном увлажнении и высыхании это приводит к нарушению структуры материала и снижению его прочности. Растворенные в воде соли диффундируют на поверхность строительного материала и образуют на нем пятна («высолы»), которые портят внешний вид здания и нарушают его теплообмен. При замерзании вода в порах материала увеличивается в объеме до 10%, что создает в них давление свыше 200 МПа. Под действием таких внутренних давлений растрескиваются даже наиболее прочные материалы.
Следовательно, для увеличения долговечности и улучшения эксплуатационных свойств, строительные материалы, прежде всего, следует защищать от действия воды. Применяемые гидрофобизаторы должны глубоко проникать в поры материала, не образовывать поверхностной корки при высыхании, не препятствовать испарению влаги из материала, сохранять цвет и фактуру поверхности, обладать высокой химической стойкостью, термостойкостью и стойкостью к атмосферным воздействиям, а также быть безвредными.
Для гидрофобизации строительных материалов и некоторых других целей разработаны полимеры, растворимые в водно-спиртовых смесях, – алкилсиликонаты. Эти жидкости имеют щелочную реакцию, хорошо растворяются в воде, не смешиваются с углеводородами и при использовании не выделяют вредных паров и газов.
Алкилсиликонаты широко применяются в строительстве для придания конструкциям и материалам гидрофобных свойств, пластификации бетонной смеси, для повышения коррозионной стойкости и морозостойкости бетонов и железобетонных конструкций.
Для повышения морозостойкости и коррозионной стойкости, а также объемной гидрофобизации бетонов, водно-спиртовые растворы ГКЖ-11 или его водорастворимые порошкообразные аналоги (ГКП-11), вводятся в бетонную смесь с водой затворения. Таким образом, например, при испытаниях в морской воде удалось достигнуть значительного увеличения морозостойкости бетонов нормального твердения: 210 циклов замораживания – оттаивания (с добавками растворов ГКЖ-11); 260 циклов (с добавками ГКП-11) по сравнению с бетонами без добавок, разрушение которых наблюдается уже после 100 циклов.
Для проведения поверхностной гидрофобизации конструкций и деталей раствор гидрофобизатора концентрацией не выше 10% наносится пульверизатором или кистью. Глубина проникновения гидрофобизирующего состава внутрь защищаемого материала тем больше, чем ниже поверхностное натяжение и вязкость гидрофобизатора. Обработанная поверхность становится гидрофобной на воздухе при 15¸20°С в течение двух суток после нанесения раствора. Окончательное образование гидрофобной пленки завершается по истечении 5¸7 суток.
Фасады кирпичных зданий обрабатываются свежеприготовленными растворами гидрофобизаторов. Раствор следует наносить обильно и равномерно по всей поверхности кладки в один слой до появления слегка заметного блеска жидкости. На кладку и бетонные конструкции, обладающие высокой пористостью, раствор можно наносить в два приема, с интервалом не более 10¸15 мин. Обрабатывать стены рекомендуется в сухую погоду при температуре не ниже 5°С, в противном случае гидрофобный эффект резко снижается.
При нанесении на обрабатываемую поверхность растворы алкилсиликонатов натрия разлагаются под действием углекислоты, присутствующей в воздухе, с образованием алкилсилантриолов и полиалкилсилоксанолов. Эти соединения в свою очередь взаимодействуют с гидроокисями и окисями, входящими в состав строительного материала, а также подвергаются дальнейшей поликонденсации с образованием на поверхности нерастворимой водоотталкивающей пленки. Алкилсиликонаты натрия химически связываются также с солями, входящими в состав строительных материалов. Обработанный материал теряет способность смачиваться водой и капиллярно ее всасывать.