نانو آب گریز

مواد پایه این محصولات (اغلب بر پایه ترکیبات سیلان/سیلوکسان) به دلیل ابعاد نانومتری، به عمق شبکه مویینگی مصالح نفوذ کرده و با گروه‌های هیدروکسیل ($OH$) موجود در زیرآیندهای معدنی (مثل سیلیکات‌های بتن) واکنش شیمیایی می‌دهند. این واکنش منجر به تشکیل پیوندهای پایدار $Si-O-Si$ روی دیواره‌ی حفرات می‌شود.

برخلاف رزین‌های اکریلیک یا اپوکسی که با ایجاد یک فیلم (لایه) ضخیم، منافذ را کاملاً مسدود می‌کنند، نانو آب‌گریزها صرفاً دیواره‌ی مویرگ‌ها را می‌پوشانند و کشش سطحی را به شدت کاهش می‌دهند (ایجاد زاویه تماس قطره آب بزرگتر از 90∘). در نتیجه، آب مایع نمی‌تواند وارد حفرات شود، اما بخار آب به راحتی از میان این حفراتِ باز عبور کرده و اصطلاحاً قابلیت تنفس بتن (Breathability) حفظ می‌گردد.

انتخاب بین این دو به نوع زیرآیند و شرایط محیطی بستگی دارد:

• پایه حلال: به دلیل کشش سطحی بسیار پایین‌ترِ حلال‌های آلی نسبت به آب، قدرت و عمق نفوذ بسیار بالاتری دارد. این محصول برای سطوح بسیار متراکم (مانند بتن‌های پرمقاومت) و شرایط جوی سخت ایده‌آل است. اما به دلیل وجود حلال، قابل اشتعال بوده و بوی تندی دارد.
• پایه آب: دارای ذرات درشت‌تری است و بر پایه آب فرموله شده است. این محصول دوست‌دار محیط زیست بوده، بوی نامطبوعی ندارد و برای سطوح با تخلخل بیشتر (مانند آجر، گچ، سنگ‌های طبیعی و بناهای تاریخی) بسیار مناسب است، زیرا خطر واکنش حلال با بافت‌های حساس تاریخی را از بین می‌برد.

اجرای تر روی تر به معنای اعمال لایه دوم (و لایه‌های بعدی) پیش از تبخیر حلال یا آبِ لایه اول و تکمیل واکنش پلیمریزاسیون آن است.

اگر لایه اول خشک شده و واکنش شیمیایی خود را کامل کند، سطح زیرآیند خاصیت آب‌گریزی قدرتمندی پیدا می‌کند. در این حالت، اگر قصد اجرای لایه دوم را داشته باشید، خودِ لایه اول مانع نفوذ مواد جدید شده و لایه دوم را اصطلاحاً «پس می‌زند». این امر باعث می‌شود مواد روی سطح باقی مانده و پس از خشک شدن، لکه‌های سفیدرنگ (شوره مانند) یا حالت چسبناک روی نما ایجاد کنند. بنابراین، برای رسیدن به حداکثر عمق اشباع، لایه‌ها باید بلافاصله و پشت سر هم اسپری شوند.

این محصولات بر اساس اصل «دفع مویینگی» (Capillary Repulsion) کار می‌کنند و در برابر آب‌های جاری یا باران که فاقد فشار هستند، مقاومت ۱۰۰ درصدی دارند.

اما در استخرها، مخازن و بام‌هایی که آب روی آن‌ها جمع می‌شود، «فشار هیدرواستاتیک» (Hydrostatic Pressure) شکل می‌گیرد. این فشار فیزیکی بر نیروی دافعه کشش سطحیِ ایجاد شده توسط نانوپوشش غلبه کرده و آب را با فشار وارد منافذ می‌کند. برای محیط‌های غوطه‌ور در آب، باید از متریال‌هایی که منافذ را کاملاً مسدود کرده یا کریستال‌شونده هستند (مانند پوشش‌های پایه سیمانی الاستومری یا نفوذگرها) استفاده شود.

ماندگاری این محصولات بسیار بالاست (بسته به شرایط اجرا و محیط، بین ۵ تا ۱۵ سال). پوشش‌های ارگانیک (مثل رنگ‌ها و رزین‌ها) دارای پیوندهای کربن-کربن ($C-C$) هستند که انرژی پیوند آن‌ها از انرژی فوتون‌های اشعه ماوراء بنفش ($UV$) کمتر است؛ به همین دلیل به مرور زمان تخریب و زرد می‌شوند.

اما نانو آب‌گریزهای پایه سیلان/سیلوکسان بر پایه پیوندهای سیلیسیم-اکسیژن ($Si-O$) استوارند. انرژی این پیوند بسیار بالاتر از انرژی اشعه $UV$ است، در نتیجه نور خورشید نمی‌تواند این پیوندها را بشکند. همچنین چون فیلمی روی سطح تشکیل نمی‌دهند، پدیده‌هایی مانند تبخله زدن (Blistering) یا پوسته شدن (Peeling) در آن‌ها رخ نخواهد داد.

خیر، به هیچ وجه. اگر سطح دارای شوره، جلبک یا آلودگی است، باید پیش از اجرا حتماً توسط روش‌های مکانیکی (سندبلاست ملایم، واتر جت) یا شیمیایی (شوینده‌های اسیدی ضعیف همراه با آب‌کشی کامل) تمیز شود.

اجرای نانو آب‌گریز روی سطح شوره‌دار، نمک‌ها را در زیر پوشش حبس می‌کند. از طرفی، وجود رطوبت بیش از حد یا نمک‌ها مانع از نفوذ کامل ماده به داخل منافذ (Capillaries) می‌شود. سطح زیرکار پیش از اجرا باید از نظر ظاهری کاملاً خشک باشد تا منافذ مویینگی آماده مکش مواد نانو به داخل بافت خود باشند.