Hydrophobierung: wasserabweisend imprägnieren, Wirkung und Grenzen

Unter Hydrophobie (griech. hydor=Wasser und phobos=Furcht) versteht man die stark wasserabweisende Eigenschaft eines Materials oder einer Oberflächenschicht. Die Moleküle dieses Materials mischen sich nicht mit Wassermolekülen, sondern lassen es abperlen. Einige wenige Materialien sind von Natur aus mit einer hydrophoben Oberfläche ausgestattet, in den allermeisten Fällen wird aber eine hydrophobe Schicht (Hydrophobierungsmittel) auf bestimmte Materialien absichtlich aufgebracht, um die Materialoberfläche wasserabstoßend zu machen (Imprägnierung).

Durch die wasserabweisende Behandlung wird verhindert, dass Wasser in das Material (zum Beispiel einen Baustoff) eindringt und ihn durchfeuchtet. Durchfeuchtungen sind in vielen Fällen stark nachteilig, einerseits kann das eingedrungene Feuchtigkeit bei Frost gefrieren und durch die Volumenausdehnung beim Gefrieren am Material Abplatzungen (Frostschäden) verursachen, andererseits verlieren durchfeuchtete Materialien ihre wärmedämmenden Eigenschaften (Wasser ist ein guter Wärmeleiter). Bei allen Baustoffen werden durch eindringendes Wasser auch Verwitterungsprozesse beschleunigt.

Chemisch beruht die Wirkungsweise auf einem Herabsetzen der Oberflächenenergie des Materials. Die Oberflächenenergie ist dann geringer und es können sich zwischen den Material-Molekülen und dem Wasser keine Bindungen mehr ausbilden, das Wasser wird daher abgestoßen, weil die Oberflächenenergie und die Anziehungskraft des Materials deutlich geringer ist als die Oberflächenspannung des Wassers.

Eine einfache Anwendung dieses Effekts ist der Lotoseffekt: Hier ist die Oberfläche mit bestimmten Strukturen (Nano-Strukturen) so geformt, dass die Anhaftung von Wasser stark erschwert wird (geringe Benetzbarkeit der Oberfläche). Nach diesem Prinzip der mikrostrukturierten Oberfläche schützen sich Pflanzen (Lotosblume, aber auch Kapuzinerkresse oder Kohl) vor dem Anhaften von Wasser und darin befindlichen für die Pflanze schädlichen Mikroorganismen. Auch viele Insektenflügel besitzen eine ähnlich strukturierte Oberfläche (zusätzliches Gewicht von anhaftendem Wasser würde die Flugfunktion beeinträchtigen). Zur Nanotechnik dahinter lesen Sie den Glossarbegriff Nano­technologie.

Die Wirkungsweise von Siloxanen beim Hydrophobieren beruht auf einer zweiseitigen Funktion des Moleküls: eine Seite ist wasseranziehend (hydrophil), die andere wasserabstoßend (hydrophob). Die hydrophile (wasseranziehende) Seite stellt eine feste Bindung zu mineralischen Baumaterialien her, die wasserabweisende Seite zeigt nach außen und stößt auftreffendes Wasser (zum Beispiel bei Beregnung der Oberfläche) ab.

Da die Siloxan-Moleküle sehr klein sind, werden sie beim Hydrophobieren über kapillare Anziehungskräfte bis in die Tiefe der Poren des Baustoffs gesaugt. Sie verhindern auch dort die Wasseraufnahme, Baustoffe können so bis zur Eindringtiefe der Moleküle auch innerhalb der Poren hydrophobiert werden. Auch in der Tiefe der Poren erfolgt durch das Hydrophobieren dann keine Wasseraufnahme.

Je größer die Saugfähigkeit des Baustoffs desto mehr Hydrophobierungsmittel muss dabei angewendet werden; bei Natursteinen kann sich je nach Steinart die nötige Auftragsmenge in sehr unterschiedlichen Bereichen bewegen (maßgeblich ist das technische Merkblatt des Herstellers).

Ein ganz wesentlicher Vorteil beim Hydrophobieren besteht ganz sicher im Schutz des Baustoffs vor eindringendem Wasser und damit vor Verwitterung, Rissbildungen und Frostschäden (Abplatzungen). Ebenfalls sehr vorteilhaft ist, dass sich durch die Abstoßung des Wassers auch kaum Schmutz, Salze, Algen oder Pilze an der Oberfläche anlagern. Nach einem Regenguss ist die Oberfläche deutlich sauberer als ohne Imprägnierung. Damit erspart man sich auch viel aufwendige Reinigungsarbeit, das gilt auch im Innenbereich, etwa bei Fliesenspiegeln oder in der Dusche, sofern die Fläche saugfähig ist. Abspülen mit Wasser entfernt dann leichten Schmutz, der kaum anhaften kann.

Auch das Quellen und Schwinden von „saugenden“ Baustoffen und das Eindringen und Anlagern von Schadstoffen in das Innere des Baustoffs wird unterbunden. Durch das ständige Trockenbleiben der hydrophobierten Baustoffe werden auch Schwankungen in der Wärmeleitfähigkeit (Verlust der Dämmfähigkeit) vermieden sowie gefährliche Schwankungen in der Festigkeit des Baustoffs bei Feuchtigkeitsaufnahme. Diese Faktoren sind besonders bei der Bauwerkserhaltung sehr wichtig, viele schädliche klimatische Effekte werden dadurch vermindert.

Als nachteilig ist zu sehen, dass sich die tatsächliche Wirkung und Wirksamkeit eines Mittels nicht direkt überprüfen lässt. Hydrophobierungsmittel mit sehr geringem Wirkstoffgehalt oder geringer Wirksamkeit erkennt man am Anwendungsergebnis nicht. Im schlimmsten Fall geht man dann von einer Wirkung aus, die gar nicht oder nur minimal vorhanden ist oder die Wirkung des angewendeten Mittels lässt schon nach kurzer Zeit stark nach.

Aufgrund der zahlreichen, mit vielen einzelnen Inhaltsstoffen und oft mehreren Wirkstoffen aufgebauten Produkte ist die Gesamtwirkung eines Produkts kaum verlässlich einzuschätzen. Ob die Hydro­phobierung mit einem bestimmten Mittel im Einzelfall das vollständige Austrocknen eines Baustoffs eventuell verhindert, wie umfangreich und wie langanhaltend die Wirkung ist, lässt sich im Einzelfall auch von Experten kaum mehr beantworten. Eine zu 100 % wirkungsvolle Hydro­phobierung gelingt in den meisten Fällen ohnehin nicht, es bleiben immer einige wenige Wege offen, auf denen Wasser völlig unbemerkt in das Baustoffinnere gelangen kann.

Der bereits ohnehin bestehende Kostenaufwand für die Hydro­phobierung kann in einzelnen Fällen möglicherweise auch dazu führen, dass der notwendige konstruktive Bautenschutz zu sehr vernachlässigt wird, was dann bei einer zu geringen Wirksamkeit der Hydro­phobierung wieder ein hohes Risiko für Schäden an der Bausubstanz bietet, besonders im Bereich der Bautenerhaltung und Konservierung.

Eine Imprägnierung macht die Oberfläche wasserabweisend, während die Poren offen bleiben; so entspricht es dem Hydrophobieren. Manche Anbieter bezeichnen diesen Schutz als Versiegelung. Klären Sie deshalb, ob damit eine Imprägnierung oder eine Versiegelung gemeint ist, und erfragen Sie das verwendete Mittel; eine Versiegelung bildet dagegen eine Schicht auf der Oberfläche. Ob sich die Behandlung lohnt, hängt von Steinart und Zustand ab. Wir führen sie in unserem Angebot als gesonderten Posten auf (Preisliste: Spezialimprägnierung zum Schutz der Steine).

Mehr dazu in den Ratgebern Naturstein imprägnieren und Pflaster­steine versiegeln; Richtwerte für Stein­reinigung und Schutzbehandlung stehen auf der Seite Kosten der Stein­reinigung. Der Glossarbegriff Nano­technologie erklärt, was mit „Nano-Effekt“ bei Imprägnierungen gemeint ist.

Hydrophobierungen sind ein gutes Mittel, um viele Baustoffe wie Ziegeln und auch Natursteine wasserabweisend und „selbstreinigend“ zu machen (Nano-Effekte); der selbstreinigende Effekt ist allerdings eingeschränkt. Auch im Innenbereich, etwa auf saugfähigen Fliesenspiegeln, können Hydrophobierungen viel Arbeit ersparen. Auch Algen, Pilze und Schadstoffe können sich auf den Oberflächen weniger anlagern und ihre schädigende Wirkung entfalten.

Die Wirkung von Produkten lässt sich allerdings (auch vom Fachmann) nie zuverlässig einschätzen, auch die Zeitdauer der Wirksamkeit ist vorab schwer abzuschätzen. Häufig notwendiges Wiederholen würde am Ende zu einem sehr hohen, unvertretbaren Kostenaufwand führen. Die Eignung eines Baustoffs für bestimmte Wirkstoffe sollte im Vorfeld unbedingt geprüft werden, nicht alle Mittel eignen sich uneingeschränkt für alle Baustoffe und Natursteine.

Die Vorteile beim Hydrophobieren von Oberflächen überwiegen dabei aber meist deutlich.

Die Eignung des Baustoffs und die Wahl des Mittels sollten vorab geprüft werden; ein Probefeld an unauffälliger Stelle zeigt mögliche Farbtonänderungen. Bei unklarem Untergrund empfiehlt sich eine Beratung.

Besichtigung und Angebot

Liegen Bilder und sämtliche erforderlichen Angaben vor, erhalten Sie innerhalb von 48 Stunden eine Rückmeldung oder ein Angebot von uns. Ihre Anfrage erreicht unmittelbar unseren SteinRein-Fachbetrieb in Ihrer Region, der das Angebot ausarbeitet und die Arbeiten übernimmt. Wenn Sie es wünschen, besichtigen wir die Fläche kostenlos; im Einzugsradius unseres Fachbetriebs nehmen wir auf Wunsch auch eine Probereinigung vor. Als passende Leistung kommt die Stein­reinigung mit anschließender Imprägnierung infrage.

Auf diese Quellen stützen sich die Aussagen dieser Seite. Auf externe Seiten führen die Links.

• Wikipedia: Hydrophobie
• Wikipedia: Hydro­phobierung