L'impregnazione idrorepellente con silano (anche protettivo penetrante o liquido di impregnazione silanico) è un rivestimento funzionale che non lascia un film continuo in superficie. Gli alchossipilani attivi — isobutiltrietossipilano, ottiltrietossipilano — vengono aspirati per capillarità nella rete porosa di calcestruzzo, malta, laterizio e pietra naturale, dove idrolizzano e condensano sulla parete dei pori, ancorandosi tramite legami –Si–O–Si– con le catene alchiliche apolari rivolte verso il canale. La parete passa da idrofila a idrofobica. Due effetti compaiono insieme: l'acqua liquida che trasporta cloruri e sali disgelanti viene respinta, mentre la sezione dei pori resta aperta e l'umidità interna esce come vapore. È questa impermeabilità traspirante a collocare il prodotto nella zona di bagnamento marino, sui ponti, negli ambienti con sali disgelanti e sulle facciate in pietra, senza che sostituisca una membrana o un sistema pittorico.
TL;DR — Il risultato dipende da profondità di penetrazione e grado di idrorepellenza, non dallo spessore di un film. I criteri pubblici di accettazione sono: penetrazione ≥3 mm con il metodo di colorazione, riduzione dell'assorbimento d'acqua ≥90%, riduzione dell'assorbimento di cloruri ≥80%, contenuto di silano attivo non inferiore al 98% (JTS/T 236-2019). Dosaggio tipico 250–350 g/m² liquido e 350–450 g/m² pasta, in due passate a 3–6 h di distanza, protezione dalla pioggia per 24 h, reazione completata in circa 7 giorni. Il trattamento non resiste all'acqua in pressione sul lato esposto, non colma le fessure e qualunque ricopertura o incollaggio va qualificato con un primo campione in cantiere.
1. Valori chiave a colpo d'occhio
- Contenuto attivo: silano ≥98% (pratica di prova JTS/T 236-2019); scheda costruttore del monomero isobutiltrietossipilano: silano attivo ≥98,9%, silossani ≤0,3%, cloruri ≤0,01%.
- Profondità di penetrazione: ≥3 mm con colorazione; per classe di resistenza ≥3–4 mm fino a C45 e ≥2–3 mm nel calcestruzzo ad alta resistenza >C45.
- Respingimento acqua e sali: riduzione dell'assorbimento d'acqua ≥90%; riduzione dell'assorbimento dei cloruri ≥80% (alcune schede dichiarano ≥90%).
- Dosaggio: 250–350 g/m² liquido, 350–450 g/m² pasta, ripartiti in due passate consecutive a 3–6 h di intervallo.
- Reazione e protezione precoce: nessuna pioggia o dilavamento per 24 h; idrolisi-condensazione conclusa in circa 7 giorni.
- Qualifica ambientale: 21 giorni in Ca(OH)₂ saturo senza anomalie, 50 cicli gelo-disgelo tra −15 °C e 20 °C senza fessurazione, 300 h nebbia salina in NaCl al 5%.
- Protettivi per pietra (JC/T 973-2005): resistenza all'acqua per il tipo finitura ≥85% categoria superiore, 70–85% primo, 50–70% conforme; VOC in acqua ≤200 g/L; a solvente: benzene ≤0,5% e toluolo più xilolo ≤10%; calo di adesione sul retro ≤5,0%.
- Scala fisica: una molecola di alchossipilano è tra il sub-nanometrico e 1 nm e raggiunge pori oltre 10 nm; le particelle di emulsione acrilica sono 50–500 nm e restano in superficie come film — origine fisica della differenza tra le due famiglie.
- Criterio di bagnabilità: angolo di contatto con l'acqua >90° idrofobico, >150° superidrofobico; una superficie silanata si colloca di solito a 100°–120°, respinge l'acqua senza costruire micro-nano rugosità.
2. Meccanismo: chimica di parete e inversione della pressione capillare
2.1 Prima idrolisi, poi condensazione
Gli alchossipilani si scrivono R–Si(OR′)₃, con R come metile, isobutile o ottile e OR′ come etossi o metossi idrolizzabile. Una volta entrato il liquido nel poro, l'acqua adsorbita idrolizza i gruppi etossi in silanoli (Si–OH) liberando etanolo. I silanoli condensano tra loro e con gli idrossili superficiali del supporto — Si–OH del gel C-S-H e del quarzo nel calcestruzzo, M–OH dei minerali silicatici della pietra — e costruiscono una rete –Si–O–Si– ancorata alla parete. Le catene alchiliche apolari si affacciano sul canale: l'energia superficiale scende dai 500–1000 mJ/m² di un solido inorganico a circa 20–30 mJ/m² e l'angolo di contatto sale oltre 100°. Etanolo e acqua sono molecole piccole e ridiffondono verso l'esterno: i pori vengono modificati, non otturati.
2.2 Acqua liquida frenata, vapore che passa
L'assorbimento capillare segue Young–Laplace. In un poro idrofilo (θ < 90°) il menisco è concavo verso l'acqua e la pressione aggiunta è negativa: il liquido viene aspirato. Con parete idrofobica (θ > 90°) il segno si inverte: l'acqua entra solo se pressurizzata, e l'effetto cresce al ridursi del raggio del poro. Il trasporto di vapore è invece diffusione molecolare guidata da un gradiente di umidità e non forma menisco, quindi non è ostacolato. Una sola modifica blocca cloruri, sali disgelanti e CO₂ disciolto trasportati dall'acqua liquida e lascia proseguire l'asciugatura: è il fondamento dell'impermeabilità traspirante e la prevenzione di macchie d'acqua e danni da gelo.
2.3 Dove comandano i prodotti filmogeni
I filmogeni — pitture acriliche elastiche, membrane poliuretaniche o bituminose, ponti di adesione epossidici — fermano l'acqua per continuità e spessore, reggono la pressione sul lato esposto e colmano le micro-fessure, ma frenano il vapore e possono vescicare se il supporto è umido. Il silano penetrante non dà spessore di film, né colmatura, né resistenza alla pressione idrostatica; si specifica quando l'aspetto non deve cambiare, quando un film che si stacca è inaccettabile e quando l'elemento deve continuare a respirare. Un capitolato robusto sovrappone impermeabilizzazione strutturale, idrorepellenza penetrante e sistema di finitura, invece di chiedere tutto a un solo prodotto.
3. Confronto tra le quattro rotte di formulazione
| Rotta | Chimica rappresentativa | Scala | Penetrazione e ancoraggio | Comportamento in servizio | Rischio principale |
|---|---|---|---|---|---|
| Monomero silanico (oggi dominante) | Isobutil- e ottiltrietossipilano | Sub-nm a 1 nm | Fino all'interno del poro; ancoraggio Si–O–Si; etanolo e acqua come sottoprodotti | 3–4 mm raggiungibili, attivo ≥98%, aspetto invariato | Umidità elevata del supporto fa reagire prima il prodotto; punto di infiammabilità e odore richiedono ventilazione |
| Oligomero silossanico | Metilsilossano parzialmente idrolizzato | Pochi nm fino a decine | Si concentra nei primi 0–2 mm; blocca alla bocca del poro | Perlagione rapida, lieve fissazione della polvere superficiale | Le molecole grandi vengono filtrate in superficie; calano traspiranza e profondità |
| Silicato alcalino | Metilsilicato di sodio o potassio | Soluzione ionica | Precipita metilsilicato insolubile con il Ca²⁺ | Economico e semplice da applicare | Perde efficacia in ambiente alcalino, può dare efflorescenze bianche e alza l'umidità superficiale |
| Ibrido nano e fluor-silano | Nano-SiO₂, fluor-silano, sol di silice | Particelle 10–100 nm | Chimica di parete più micro-nano topografia | Angoli di contatto e di scivolamento più alti, verso la superidrofobicità | La microstruttura è sensibile all'usura; la durabilità diventa il limite |
Da separare i concetti: un rivestimento superidrofobico supera i 150° costruendo rugosità, il silano cambia solo la chimica di superficie. Lo strato di silano non ha film da scrostare e invecchia con il supporto, ma il respingimento dell'acqua è più mite e non porta autopulizia.
4. Come si misura la prestazione
4.1 Grado di idrorepellenza e riduzione di assorbimento
L'idrorepellenza si calcola sull'acqua assorbita prima e dopo il trattamento: R = (1 − W_trattato / W_non trattato) × 100%, con W assorbito per unità di superficie (kg/m² o g/m²) sotto immersione definita. Per i materiali isolanti esiste il metodo GB/T 10299-2011. Nella protezione del calcestruzzo si parla di riduzione dell'assorbimento d'acqua, con ≥90% come valore pubblico di accettazione. Tre dettagli rendono confrontabili le prove: condizionamento a 60 °C ± 2 °C secondo JC/T 973-2005, reazione di 7 giorni conclusa prima della misura e provini appaiati dalla stessa roccia o dallo stesso impasto.
4.2 Profondità di penetrazione con colorazione
Su carota o frattura fresca si spruzza un colorante: le zone trattate restano incolori, le non trattate si colorano e lo spessore incoloro è la profondità, giudicata contro ≥3 mm. Porosimetria e profilo dei cloruri completano la lettura di laboratorio. La profondità dipende da tre variabili: resistenza e struttura porosa del supporto (3–4 mm fino a C45, 2–3 mm oltre), umidità di base e succhiamento per metro quadrato, perché una dose insufficiente lascia la modifica discontinua. È un prodotto assorbito: contano dosaggio e porosità, e la lettura dello spessore da bagnato qui non significa nulla.
4.3 Riduzione dei cloruri e invecchiamento
La riduzione dell'assorbimento dei cloruri ≥80% è il riferimento pubblico per la resistenza ai sali; le opere marine o soggette a disgelanti aggiungono di solito immersione alcalina (Ca(OH)₂ saturo, 21 giorni), gelo-disgelo (−15 °C a 20 °C, 50 cicli) e nebbia salina (NaCl 5%, 300 h) alla qualifica del materiale. Riferimenti di progetto: JTS 153-2015 per il calcestruzzo marino e TB/T 3228-2010 per le strutture ferroviarie.
5. Norme e valori di richiesta
| Norma | Titolo | Ambito | Valori utili in questo tema |
|---|---|---|---|
| JT/T 991-2015 | Paste di silano per la protezione superficiale del calcestruzzo dei ponti | Specificazione di prodotto | Profondità di penetrazione, riduzione di assorbimento e dei cloruri e relativi metodi di prova |
| JTS 153-2015 | Standard di durabilità delle strutture marittime e portuali | Progetto del calcestruzzo marino | Logica di scelta in zona di bagnamento ed esposizione ai cloruri |
| JTS/T 236-2019 | Norma di prova del calcestruzzo per opere marittime | Controllo dei materiali in ingresso | Contenuto efficace di silano non inferiore al 98%; residui alcolici controllati |
| JC/T 2273-2014 | Determinazione del contenuto efficace e delle sostanze pericolose nei protettivi silano/silossano | Metodo analitico | Quantificazione GC-MS e limiti di sostanze pericolose |
| TB/T 3228-2010 | Riparazione e protezione durabile del calcestruzzo ferroviario | Protezione delle strutture ferroviarie | Condizioni d'impiego e requisiti collegati ai prodotti di impregnazione |
| JC/T 973-2005 | Protettivi per pietra naturale da rivestimento edilizio | Classificazione dei protettivi per pietra | Resistenza all'acqua ≥85% / 70–85% / 50–70% per categoria; VOC in acqua ≤200 g/L; benzene ≤0,5%, toluolo più xilolo ≤10%; calo di adesione ≤5,0%; stufa 60 °C ± 2 °C, invecchiamento con lampada di mercurio 500 W |
| GB/T 10299-2011 | Metodo di prova dell'idrorepellenza dei materiali isolanti | Metodo di prova | Riferimento generale per il calcolo del grado di idrorepellenza |
Le voci derivano da sintesi pubbliche di norme e programmi di prova di laboratori terzi. Le norme sono soggette a revisione: approvvigionamento e accettazione devono seguire il testo vigente, la specifica di progetto e il rapporto di controllo di fabbrica.
6. Finestra di applicazione e esecuzione
6.1 Supporto: asciutto e aperto
Il supporto deve essere perfettamente asciutto, senza acqua stagnante, olio, disarmante o polverosità, con fessure e nidi di ghiaia riparati prima, perché una protezione penetrante non sigilla i difetti. Sul calcestruzzo vecchio vanno rimossi carbonatazione, sporco e eventuale pittura precedente fino a esporre una struttura porosa aperta; una superficie già pitturata o membrata non è impregnabile e il lavoro sarebbe perso.
6.2 Due passate, fresco su fresco
L'applicazione tipica è in due passate sulla stessa area fino a 250–350 g/m² (liquido) o 350–450 g/m² (pasta), la seconda 3–6 h dopo la prima, quando questa è asciutta in superficie ma ancora reattiva. In verticale si procede dal basso verso l'alto per limitare le colature; pavimenti e platee si allagano a bassa pressione. Temperatura dell'aria tra 5 °C e 35 °C, supporto almeno 3 °C sopra il punto di rugiada, e stop 24 h prima della pioggia, con vento forte o polvere in sospensione.
6.3 Protezione precoce e maturazione
Per 24 h la superficie va protetta da pioggia, ristagni e calpestio, mentre il prodotto migra ancora all'interno e idrolizza; la condensazione si completa dopo circa 7 giorni e la prestazione si stabilizza. Prova di accettazione, ricopertura, incollaggio e sigillatura dei giunti si programmano dopo quel termine e si qualificano con un primo campione.
6.4 Computo metrico e condizioni commerciali
Il computo si sviluppa come dosaggio di progetto × superficie × coefficiente di perdita. I supporti ruvidi e porosi assorbono spesso dal 20% al 50% in più rispetto a quelli densi e lisci, quindi il coefficiente va ricavato da un pannello di prova misurato in cantiere. Per la collaborazione export preventiviamo solo con clausole EXW/FOB; imballaggio, punto di infiammabilità e condizioni di trasporto differiscono tra sistemi a solvente e in emulsione acquosa e vanno verificati sulla SDS e sulla clausola concordata.
7. Confini: ciò che questo trattamento non fa
7.1 Né pressione dal lato esposto, né colmatura delle fessure
Il respingimento si basa sull'inversione della pressione capillare, di entità limitata. Una pressione idrica persistente sul lato esposto — platea di interrato, parete di vasca, acqua ristagnante su copertura — attraversa il trattamento; servono membrane o impermeabilizzazione strutturale. Lo strato non è meccanicamente continuo e non copre fessure esistenti: prima vanno sigillate o rese elastiche.
7.2 Rischio di ricopertura e incollaggio
A reazione avvenuta la parete del poro ha bassa energia superficiale: peggiorano la stesura delle pitture in acqua e l'ancoraggio di adesivi ceramici e malte; disturbano anche i residui di pasta non reagita. Dove è previsto un successivo rivestimento, incollaggio o sigillatura, esegua un primo campione di adesione (griglia o distacco) dopo il periodo di reazione; se non supera il criterio, ripristini l'interfaccia per abrasione, lasci zone porose non trattate o applichi un ponte di adesione compatibile.
7.3 Calcestruzzo ad alta resistenza, fresco e prefabbricato
Sopra C45 la rete porosa si affina e la profondità raggiungibile scende a 2–3 mm; si compensa con maggior succhiamento o prodotto a viscosità più bassa e asciugatura più lunga. Il calcestruzzo fresco deve stabilizzare idratazione, alcalinità e umidità prima del trattamento, altrimenti l'acqua interstiziale spegne la reazione. Nei prefabbricati il residuo di olio di cassaforma è causa occulta frequente di fallimento: verifichi la bagnabilità prima di applicare.
7.4 Efflorescenze e macchie: l'ordine giusto
Efflorescenze e macchie d'acqua nascono da acqua che trasporta sali verso l'esterno o da vapore intrappolato all'interno. Trattare solo la faccia a vista lasciando retro e giunti aperti allunga l'umidità interna; i protettivi per il retro della pietra sono classificati in JC/T 973-2005 con calo di adesione ≤5,0% e senza macchia d'acqua nella prova di impermeabilità, appunto per tenere aperto il percorso del vapore. Sequenza dei lavori: prima tagliare l'acqua, poi governare il sale, infine idrorepellare — il contrario di solito fallisce.
8. Dove collocarlo: scenari e logica di scelta
| Scenario | Agressione principale | Soluzione raccomandata | Quando la sola idrorepellenza non basta |
|---|---|---|---|
| Zona di bagnamento marino e ponti | Cloruri, gelo-disgelo, carbonatazione | Impregnazione silanica a 250–350 g/m² in due passate più riparazione delle fessure, verificata con JTS 153-2015 | — (è il suo terreno forte) |
| Impalcati stradali e sali disgelanti | Ingresso di soluzione salina, distacchi da corrosione | Idrorepellenza con giunti trattati per primi | Un giunto di dilatazione non sigillato scarica acqua direttamente |
| Calcestruzzo a faccia vista e facciate storiche | Pioggia, sporco, macchie d'acqua | Silano o silossano a bassa viscosità, mantenendo aspetto e traspirazione | I filmogeni cambiano la brillantezza e intrappolano il vapore |
| Pietra lucida, soglie, rivestimenti | Oli, cambi di tono, velature alcaline | Protettivo a vista scelto come tipo acqua o olio, protettivo sul retro | Trattare solo la faccia chiude l'acqua dentro la lastra |
| Interrato senza impermeabilizzazione esterna | Acqua in pressione | Impermeabilizzazione rigida cristallina o polimerica | L'inversione capillare è insufficiente sotto colonna d'acqua |
| Supporti da pitturare o incollare | Lavori successivi | Decidere la sequenza da un primo campione di adesione; limitare l'idrorepellenza alle zone senza rivestimento | La bassa energia superficiale rende rischiosa la ricopertura diretta |
9. Fonti e letture correlate
- JT/T 991-2015, JTS 153-2015, JTS/T 236-2019, JC/T 2273-2014 e TB/T 3228-2010 su materiali di impregnazione, prove e progetto per calcestruzzi di ponti, marini e ferroviari.
- JC/T 973-2005 sui protettivi per pietra naturale (classi SJ/RJ, FS/FY, SM/DM; stufa 60 °C ± 2 °C; camera di invecchiamento con lampada rettilinea di mercurio 500 W) e GB/T 10299-2011 sul metodo di idrorepellenza.
- Dati pubblici di costruttore dei monomeri silanici (tipo isobutiltrietossipilano) e sintesi pubblicate da laboratori terzi cinesi sugli indicatori di impregnazione.
- Approfondimenti su questo sito: angolo di contatto e teoria della bagnabilità, idrofobizzazione con nano-SiO₂, durabilità meccanica dei rivestimenti superidrofobici, nano-protezione delle facciate, protettivi anti-olio per pietra e sistemi di primer anti-alcalino per calcestruzzo.
10. Domande frequenti
Un'impregnazione silanica equivale a una pittura impermeabilizzante trasparente?
No. La pittura trasparente è filmogena: ferma l'acqua con uno strato polimerico continuo, riduce il passaggio di vapore e può colmare le micro-fessure. Il silano penetra, non lascia film visibile, respinge l'acqua con la chimica di parete e lascia respirare il supporto.
Come si verifica in cantiere che il lavoro sia fatto bene?
Con due misure: profondità di penetrazione con colorazione (≥3 mm) e riduzione di assorbimento rispetto a un provino non trattato (≥90%). La perlagione in superficie non è un giudizio valido — anche prodotto non reagito perla e spesso segnala che l'interno del poro non è stato raggiunto.
Si può ancora pitturare o incollare dopo il trattamento?
Solo dopo qualifica. Le pareti reagite hanno bassa energia superficiale, che indebolisce la stesura di una pittura in acqua e l'ancoraggio di un adesivo cementizio. Circa sette giorni dopo il trattamento esegua una griglia o un distacco come primo campione; se non passa, abbradi, applichi un ponte di adesione compatibile oppure eviti l'idrorepellente dove il rivestimento deve andare.
Meglio un prodotto in acqua o a solvente?
Differiscono per scala molecolare e gestione. Il monomero silanico a solvente è a bassa viscosità, penetra a fondo, dichiara ≥98% di attivo, ma ha punto di infiammabilità e odore. I sistemi in acqua sono microemulsioni o oligomeri: più comodi e sobri, leggermente minori in profondità e traspiranza. JC/T 973-2005 limita inoltre il VOC in acqua a 200 g/L, il benzene a 0,5% e toluolo più xilolo al 10%.
Perché nel calcestruzzo ad alta resistenza si chiede meno profondità?
Perché la rete porosa è più fine e meno connessa e il prodotto fisicamente non arriva così lontano. La gradazione 3–4 mm fino a C45 e 2–3 mm oltre descrive il conseguibile, non un risultato peggiore: un calcestruzzo denso resiste già di per sé all'assorbimento di cloruri.
Il trattamento sostituisce un sistema anticorrosivo?
No. Affronta il trasporto di acqua, cloruri e CO₂ disciolto attraverso i pori. Quando i distacchi da corrosione sono già iniziati, il copriferro è insufficiente o le fessure lavorano, vengono prima riparazione e protezione catodica; l'acciaio esposto e le strutture metalliche appartengono al sistema di verniciatura, non all'impregnazione.
Quanto dura e quando ripetere il trattamento?
Poiché la modifica vive dentro il supporto non c'è film che si stacchi; l'effetto scema quando carbonatazione, usura o nuove fessure riaprono i percorsi. La ripetizione si decide misurando l'idrorepellenza in sito, non con un calendario. La letteratura di settore dichiara oltre dieci anni per i protettivi organosilicei, in funzione dell'esposizione e delle riprove.
Ultimo aggiornamento: 2026-10-08 | Fonti e base pubblica: penetrazione ≥3 mm, riduzione di assorbimento d'acqua ≥90%, riduzione di assorbimento dei cloruri ≥80%, 21 giorni in Ca(OH)₂ saturo, 50 cicli gelo-disgelo da −15 °C a 20 °C e 300 h di nebbia salina in NaCl al 5% provengono da programmi di prova pubblicati da laboratori terzi collegati a JTS 153-2015, JT/T 991-2015, JC/T 2273-2014, TB/T 3228-2010 e JTS/T 236-2019; i dosaggi di 250–350 g/m² liquido e 350–450 g/m² pasta, l'intervallo di 3–6 h, la protezione dalla pioggia di 24 h, i circa 7 giorni di reazione e le profondità graduate 3–4 mm / 2–3 mm derivano da schede di prodotto e di applicazione dei costruttori; le categorie dei protettivi per pietra seguono JC/T 973-2005. I valori variano con struttura porosa, umidità, temperatura e formulazione: faccia fede il testo vigente della norma, la specifica di progetto e un pannello di prova in cantiere. Autore: team tecnico di Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. La collaborazione export è preventivata solo con clausole EXW/FOB.