Project detail

Increasing the durability of cement composites using water-based hydrophobization

Duration: 1.1.2022 — 31.12.2024

Funding resources

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- whole funder (14. 4. 2022 - 31. 12. 2024)

On the project

If a concrete or other cementitious building structure is stressed by plastic shrinkage caused by drying, or by self-drying in the case of high-quality concretes, it may be damaged. This happens mainly due to non-compliance with measures to reduce unwanted shrinkage of concrete. Products that eliminate plastic shrinkage, such as hydrophobizations, can be the solution. However, the standard products are solvent-based, they contain about 70-90 wt.% of volatile solvents, which limits their effectiveness in shrinkage eliminating. Their annual consumption in the Czech Republic is in the hundreds of tons, and considerable amount of solvents, evaporate into the air. Water-based hydrophobic agents without the mentioned solvents are the solution, but its development is still in the beginning. Such compositions are based on a different chemical base and contain more dry matter, thus much more effectively reducing the plastic shrinkage of the cement-bound layers. Preferably, they contain water instead of solvents, the evaporation of which does not produce any toxic emissions.

Description in Czech
Pokud je betonová nebo jiná cementem vázaná stavební konstrukce namáhána plastickým smrštěním způsobeným jejich vysycháním, nebo samovysyscháním u vysokohodnotných betonů, může docházet k jejímu porušení. Toto se děje především vlivem nedodržení opatření pro omezení nežádoucího smrštění betonu. Řešením jsou produkty eliminující plastické smrštění, jako jsou hydrofobizace. Standardně dostupné produkty jsou však založeny na rozpouštědlové bázi, kdy obsahuji cca 70–90 hmotnostních % vysoce těkavých rozpouštědel, čímž je jejich účinnost v eliminaci smrštění omezená. Roční spotřeba těchto materiálů je v České republice ve stovkách tun, kdy dochází k odparu značného množství, často i zdraví škodlivých, rozpouštědel do ovzduší. Řešením je využití vodouředitelných hydrofobizací zcela bez zmíněných rozpouštědel, jejichž vývoj je ale teprve v počátcích. Takovéto hmoty jsou založeny na jiné chemické bázi a obsahují více sušiny, čímž daleko efektivněji omezují plastické smrštění cementem vázaných vrstev. S výhodou obsahují místo rozpouštědel vodu, jejíž odpar nevytváří žádné toxické emise.

Keywords
hydrophobization; durability; cement composite; microstructure; physical-mechanical properties;

Key words in Czech
hydrofobizace; trvanlivost; cementový kompozit; mikrostruktura; fyzikálně-mechanické vlastnosti;

Mark

22-08888S

Default language

English

People responsible

Hodul Jakub, Ing., Ph.D. - principal person responsible
Dufka Amos, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Hodná Jana, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Mészárosová Lenka, Ing., Ph.D. - fellow researcher

Units

Institute of Technology of Building Materials and Components
- responsible department (6.4.2021 - not assigned)
Institute of Technology of Building Materials and Components
- beneficiary (6.4.2021 - not assigned)

Results

HODUL, J.; MÉSZÁROSOVÁ, L.; ŽIŽKOVÁ, N. Utilisation of hydrophobic agents for water-repellent cement screeds intended for external thermal insulation composite systems. In Concrete-Polymer Composites in Circular Economy Proceedings of the 17th International Congress on Polymers in Concrete (ICPIC 2023). Springer Proceedings in Materials. Lech Czarnecki, Andrzej Garbacz, Ru Wang, Mariaenrica Frigione, Jose B. Aguiar. Springer Nature, 2024. p. 296-306. ISBN: 978-3-031-72954-6. ISSN: 2662-3161.
Detail

HODUL, J.; BENÍKOVÁ, T.; DROCHYTKA, R. Substantiation of the Effectiveness of Water-Soluble Hydrophobic Agents on the Properties of Cement Composites. Buildings, 2024, vol. 14, no. 11, p. 1-23. ISSN: 2075-5309.
Detail

HUDEC JAKUBÍKOVÁ, K.; HODUL, J.; HERMANN, R.; DROCHYTKA, R. Development of a Hydrophobic Polymer Coating in Polyurethane Organic–Mineral Base Containing Waste from Fibreglass Production. Coatings, MDPI, 2023, vol. 13, no. 11, ISSN: 2079-6412.
Detail

SEIDLOVÁ, M.; HODUL, J.; BORG, R.; ŽIŽKOVÁ, N. Possibilities of influencing the crystallization process of bisphenol A- and bisphenol F-based epoxy resins used for hydrophobic coatings on concrete. Polymers, 2023, vol. 15, no. 19, p. 1-24. ISSN: 2073-4360.
Detail

HODUL, J.; HODNÁ, J.; MÉSZÁROSOVÁ, L.; BORG, R. Experimental Comparison of Efficiency of Water-Soluble and Solvent Hydrophobic Agents for Concrete. Buildings, 2022, vol. 12, no. 11, ISSN: 2075-5309.
Detail

Responsibility: Hodul Jakub, Ing., Ph.D.