تفاوت نانو آجرنما با مواد آب‌گریز معمولی

در سال‌های اخیر استفاده از تکنولوژی نانو در صنعت ساختمان به صورت گسترده‌ای افزایش یافته است. یکی از مهم‌ترین کاربردهای فناوری نانو در این صنعت، پوشش دادن سطح آجرنما و افزایش مقاومت و آب‌گریزی است. آجرنما یکی از پرکاربردترین مصالح برای نمای ساختمان است.

معمولا شرایط جوی و جغرافیایی خصوصا بارندگی و آلودگی تاثیر مستقیمی روی کیفیت نمای ساختمان دارد و فعالان عرصه ساختمان‌سازی قبلا به‌صورت سنتی از مواد آب‌گریز برای محافظت از آجرنما استفاده می‌کردند. این کار با هدف افزایش دوام و حفظ زیبایی نمای ساختمان انجام می‌شود. حال در این مطلب قصد داریم به مقایسه تفاوت میان مواد آب‌گریز معمولی و تکنولوژی مدرن نانو آجرنما بپردازیم. اگر دوست دارید با فناوری، میزان نفوذ و نحوه ایجاد خاصیت آب‌گریزی در نانو آجرنما بیشتر آشنا شوید، تا انتهای این مطلب ما را همراهی کنید.

نحوه عملکرد نانو آجرنما در مقایسه با مواد آب‌گریز

نانو آجرنما یا پوشش نانویی آجر، تکنولوژی است که بر پایه ذراتی در مقیاس نانومتر طراحی شده است و معمولا به صورت پودر روی سطح آجر اسپری یا با قلم‌مو و غلتک آغشته می‌شود. این ذرات بسیار ریز می‌توانند به سادگی به منافذ سطح آجر نفوذ می‌کند و ساختار مولکولی آن را تغییر می‌دهد.به این ترتیب بدون نیاز به ایجاد یک لایه ضخیم و قابل مشاهده، خاصیت آب‌گریزی و مقاومت در برابر رطوبت در آجرنما افزایش می‌یابد.

در طرف مقابل مواد آب‌گریز معمولی بیشتر به عنوان یک پوشش سطحی استفاده می‌شوند و با ایجاد یک لایه نازک یا نیمه ضخیم روی سطح آجر از آن حفاظت می‌کنند. این مواد  بیشتر عملکرد فیزیکی دارند به این معنی که به مرور زمان بر اثر شرایط جوی و تماس با باران و اشعه خورشید، دچار ترک، فرسایش یا خوردگی می‌شوند و خاصیت خود را از دست می‌دهند و ترمیم آن‌ها نیز بسیار سخت و هزینه‌بر است.

اگر بخواهیم به صورت علمی تفاوت این نانو آجرنما و مواد آب‌گریز را بررسی کنیم باید گفت که مواد نانو با نفوذ به سطح آجرنما و تغییر ساختار مولکولی، انرژی سطحی آجر را نیز تغییر می‌دهند و به این ترتیب قطرات آب به جای نفوذ، به صورت کروی روی سطح آجرنما باقی می‌مانند و به راحتی لغزش پیدا می‌کنند. این در حالی است که مواد آب‌گریز معمولی به عنوان یک سد موقتی در برابر آب عمل می‌کنند و در صورت ایجاد هر گونه ترک یا خوردگی به سرعت این خاصیت کاهش پیدا کرده و آجرنما در معرض خطر نم زدگی، تغییر شکل و سایر آسیب‌ها قرار می‌گیرد.

به نقل از سایت hydrophobe.org درمورد مقایسه عملکرد نانو آجرنما و مواد آبگریز سنتی گفته شده:

“The tested nano-coatings show to significantly reduce water absorption, while they do have a limited effect on the drying behavior, much lower than traditional water repellents. This might have a positive effect on the occurrence of both salt and frost damage.”

نانوپوشش‌های آزمایش‌شده نشان می‌دهند که جذب آب را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهند، در حالی که تأثیر محدودی بر خشک کردن دارند، بسیار کمتر از دافع‌های آب سنتی. این ممکن است تأثیر مثبتی بر وقوع آسیب نمک و سرما داشته باشد.

تکنولوژی نانو در برابر پوشش‌های سطحی معمولی

تکنولوژی نانو مبتنی بر مهندسی مواد در مقیاس اتمی و مولکولی است. در زمینه نانو آجرنما، از ذرات سیلیکونی در مقیاس نانومتر و ترکیبات مشابه استفاده می‌شود که توانایی ایجاد پیوند شیمیایی با ساختار آجر را دارند و خواص سطحی آجرنما را تغییر می‌دهند. به این ترتیب بر اثر این پیوند شیمیایی، ذرات نانو به بخشی از ساختار مولکولی تبدیل می‌شوند نه صرفا یک لایه اضافی روی آجر. از طرفی دیگر، پوشش‌های سطحی معمولی اصولا از رزین، سیلیکون‌های درشت مولکول یا مواد پلیمری ساخته می‌شوند.

این پوشش‌ها به سطح آجرنما می‌چسبند و پایه کار آن‌ها محافظت فیزیکی است نه شیمیایی. به دلیل اهمیت ساختار فیزیکی، ضخامت لایه پوششی حائز اهمیتی زیادی است و اگر در فرآیند اجرا اشتباهی صورت بگیرد، ممکن است خاصیت آب‌گریزی از بین برود یا شکل و ظاهر آجر تغییر کند و به زیبایی نمای ساختمان آسیب بزند.

به طور کلی فناوری نانو جوری طراحی شده است که مزایای بسیار بیشتری و برتری نسبت به پوشش‌های سطحی معمولی دارد. از جمله این مزایا می‌توان به تنفس‌پذیری آجر، عدم تغییر رنگ و بافت ظاهری آجر و مقاومت بالاتر در برابر اشعه UV خورشید اشاره کرد. این در حالی است که بسیاری از پوشش‌های معمولی به مرور زمان زرد می‌شوند و گرد و غبار را به خود جذب می‌کنند که باعث تیره شدن نمای ساختمان می‌شوند.

میزان نفوذ نانو آجرنما به بافت آجر

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های نانو آجرنما با مواد آب‌گریز معمولی، میزان نفوذ آن‌ها به بافت داخلی آجر است. آجر یک مصالح متخلخل است که دارای حفره‌ها و منافذ ریز بسیار زیاد و متعددی است که آن را به هدفی بسیار آسیب‌پذیر در برابر رطوبت و آلودگی تبدیل می‌کند. نانو ذرات به دلیل اندازه بسیار کوچک و خواص شیمیایی که دارند قادر هستند تا به عمق آجر نفوذ کنند و به دیواره‌های داخلی آن بچسبند.

به این ترتیب این نفوذ عمیق باعث می‌شود حتی در صورت سایش و فرسایش سطح خارجی آجر، خاصیت آب‌گریزی آن حفظ می‌شود و از بین نخواهد رفت. در سمت مقابل، مواد آب‌گریز معمولی نفوذ خیلی کمتری به داخل آجر دارند و همین باعث می‌شود تا بر اثر شستشوی مداوم، باران‌های اسیدی و بارندگی‌های طولانی و تغییرات دمایی به سرعت اثر محافظتی خود را از دست بدهند و در بازه‌های زمانی کوتاه و مداوم به تمدید و اجرای مجدد نیاز داشته باشند. به طور کلی دوام و ماندگاری نانو آجرنما به مراتب بیشتر است.

تفاوت در ایجاد خاصیت آب‌گریزی

خاصیت آب‌گریزی در نانو آجرنما به صورت ذاتی و پایدار ایجاد می‌شود. نانو ذرات با کاهش انرژی سطحی آجرنما، اجازه نفوذ آب را به بافت داخلی آجر نمی‌دهند و همزمان فرصت عبور بخار از داخل آجر به بیرون را فراهم می‌کنند. به عبارتی دیگر نانو آجرنما تنفس‌پذیر است. این ویژگی از حبس رطوبت داخل نمای ساختمان و اتفاقاتی مثل کپک زدن، ایجاد شوره و تخریب تدریجی جلوگیری می‌کند. در مواد آب‌گریز معمولی، خاصیت آب‌گریزی کاملا به ضخامت و سلامتی لایه فیزیکی بستگی دارد و در صورت هرگونه آسیب به لایه پوششی، آب و رطوبت به راحتی به بافت داخلی آجرنما نفوذ کرده و مشکلاتی مانند نم‌زدگی، شوره و کاهش عمر مفید نمای ساختمان را به همراه دارد.

همچنین برخلاف نانو آجرنما، این مواد خاصیت تنفس‌پذیری ندارند و در بلندمدت تاثیرات منفی زیادی روی سازه دارند. به طور کلی می‌توان گفت که مواد آب‌گریز معمولی برای کاربردهای کوتاه‌مدت و پروژه‌هایی با پوشش معمولی مناسب هستند. ولی نانو آجرنما یک گزینه مناسب و مقاوم در برابر باران‌های اسیدی، شستشوی مداوم، آلودگی شهری و چرخه‌های ذوب و یخ‌زدگی است.

با توجه به بررسی‌های انجام شده در این مطلب می‌توان گفت که نانو آجرنما نسل جدیدی از محافظ‌های نمای ساختمان است که در مقایسه با رقیبان سنتی خودش، عملکردی بهتر، مقاومتی بیشتر و سازگاری عالی با آجرنما دارد. اگرچه شاید در نگاه اولیه هزینه اجرای نانو آجرنما بیشتری از مواد آب‌گریز معمولی داشته باشد ولی به دلیل ماندگاری و طول عمر بالا، در بلندمدت شما را از شر تعمیرات، شستشو و اجرای مداوم راحت می‌کند و گزینه اقتصادی‌تری با این نگاه است. انتخاب میان این دو روش به نوع پروژه، میزان بودجه، شرایط اقلیمی بستگی دارد اما از منظر فنی، فناوری نانو برتری چشمگیری نسبت به مواد آب‌گریز معمولی دارد.