Пигменты (красители) для бетона

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОКРАШИВАНИЮ БЕТОНОВ ПИГМЕНТАМИ

1. Сырье для производства окрашенных изделий.

1.1. Пигменты.

Выбор пигмента имеет решающее значение для качества конечного продукта. К ним предъявляются следующие основные требования:

• высокая окрашивающая способность;
• устойчивость к агрессивной среде, создаваемой сильнощелочным цементным вяжущим;
• светостойкость;
• атмосферостойкость.

Пигменты не должны растворяться в воде затворения. В процессе изготовления окрашенного бетона они должны равномерно и устойчиво распределяться по его объему. С помощью пигментов, используемых для окраски бетона, можно получить практически любой тон или оттенок, пользующийся наибольшим спросом. Тем не менее, следует помнить, что добиться получения чистого цвета, например желтого, можно лишь используя белый цемент.

1.1.1. Цвета.

Самыми популярными в окрашивании бетонов являются следующие цвета:

• красный;
• зеленый;
• синий;
• черный;
• коричневый;
• желтый.

1.1.2. Интенсивность окраски. Интенсивность окраски является важным показателем качества пигментов. В конечном счете, окрашивающая способность - решающий фактор для оценки экономичности данного пигмента, при соблюдении других основных требований. Под интенсивностью окрашивания понимается способность пигмента окрасить в свой цвет окружающую среду. Относительную окрашивающую способность можно оценить как отношение массовой части пигмента-эталона к массовой части исследуемого пигмента при достижении одинаковой интенсивности.

1.1.3. Техника безопасности и промышленная санитария.

Порошкообразные пигменты не являются токсичными и не раздражают кожу и слизистую оболочку. Тем не менее, при работе с ними следует избегать пылеобразования в целях соблюдения санитарно-гигиенических норм на рабочем месте. Пигменты не наносят вреда организмам, обитающим в водной среде благодаря своей нерастворимости, однако вызывают окрашивание воды. В случае попадания пигментов в окружающую среду их следует собрать в сухом или увлажненном виде.

2. Факторы, влияющие на цвет бетона.

2.1. Цвет цемента и его воздействие на цвет окрашенного бетона.

Портландцемент имеет различные оттенки серого цвета. Серый цвет приглушает все остальные цвета и оттенки. Поэтому при окраске бетона, который производится на основе обычного портландцемента, невозможно добиться той яркости и сочности цвета, которые можно обеспечить на белом цементе. Степень насыщенности и чистоты цвета, получаемого на белом цементе, зависит и от цвета самого пигмента. В том случае, когда применяют черный пигмент, окрашенный им серый цемент практически не отличается от окрашенного им же бетона на белом цементе. В случае красно-коричневого пигмента это отличие бывает незначительным. Что касается зеленого, синего и, особенно желтого пигмента, отличие может быть разительным. Чем выше степень чистоты желаемого оттенка, чем он светлее, тем больше необходимость использования белого цемента. Необходимо учитывать также, что на практике цвет серого цемента варьируется от светло-серого до темно-серого. Смена сорта цемента или поставщика часто приводят к тому, что изменяется и конечный цвет полученного после окраски бетона. Причиной этого является разница в первоначальном цвете цемента.

2.2. Наполнители.

При изготовлении цветного бетона частицы наполнителя обволакиваются окрашенным цементным вяжущим. При этом может случиться, что частицы наполнителя не укрываются полностью, что приводит к влиянию цвета наполнителя на конечный оттенок бетона. Еще заметнее влияние цвета наполнителя на оттенок бетона вследствие атмосферного воздействия, когда зерна наполнителя более отчетливо проступают на бетонной поверхности. В этом случае происходит визуальное смешение цветов. Подобное же воздействие на светлые тона бетона (желтые, голубые, зеленые) оказывает собственный цвет песка. Это влияние значительно снижается, когда речь идет о коричневом или черном бетоне.

2.3. Влияние количества пигмента на качество цветного бетона.

Информация об оптимальном количестве пигмента, необходимом для получения желаемого результата, помогает сэкономить средства, так как в этом случае не будет происходить перерасхода дорогостоящего (по сравнению с остальными компонентами) продукта. При увеличении пигментной части в композиции достигается линейное увеличение интенсивности окрашивания. При дальнейшем увеличении количества пигмента наступает момент, когда изменения интенсивности цвета не наблюдается. Именно с этого момента увеличение доли пигмента в смеси становится экономически невыгодным. Рекомендуемый верхний предел применения пигментов в бетонных смесях на сером портландцементе ограничен 6-ю %-ми пигмента от массовой части вяжущего. Чаще всего вводят 3-5%. В случае использования менее интенсивных пигментов граница насыщения достигается при добавлении значительно большего количества пигмента. Однако может случиться так, что необходимое для получения желаемого результата количество пигмента вырастет до такой степени, что повлечет за собой негативные последствия в виде ухудшения технологических характеристик бетона (это происходит при увеличении доли пигмента свыше 10% масс.)

2.4. Водоцементное соотношение и цвет бетона.

Избыток воды затворения испаряется из бетона, что ведет к образованию мелких пор, которые рассеивают падающий свет и осветляют бетон. Чем больше величина водоцементного отношения, тем более светлым кажется бетон. Влияние этого фактора на различие оттенков можно почти полностью исключить тщательным соблюдением технологии приготовления бетона.

2.5. Цвет бетона в зависимости от содержания цемента.

При окраске бетона окрашивается не наполнитель, а цементное вяжущее, которое, в свою очередь, укрывает отдельные частицы наполнителя. Чем больше окрашенное цементное вяжущее разбавляется наполнителем, тем менее насыщенным становится конечный цвет бетона. При одинаковом уровне пигментирования бетон с высоким содержанием цемента имеет значительно более интенсивную окраску, чем бетон с низким содержанием вяжущего.

3. Особенности производства цветных бетонов.

3.1. Дозирование и распределение пигмента в бетоне.

Требования к качеству и стойкости цвета окрашенных бетонных изделий постоянно находятся в центре внимания потребителей. По этой причине такие понятия, как дозирование пигмента и распределение его в бетоне становятся важными критериями качества. Если говорить о диспергировании пигмента в бетонной смеси, то следует отметить, что вопрос об очередности и времени подачи пигмента в бетоносмеситель имеет на практике большое значение.

Наилучшим образом цвет проявляется при следующем порядке загрузки компонентов:

• загрузка цемента;
• загрузка пигмента;
• перемешивание
• загрузка остальных компонентов;
• перемешивание;
• выгрузка бетона.

Естественно, большое значение имеет и время смешивания, а также тот факт, была ли достигнута достаточная степень однородности смеси. Для каждого типа бетоносмесителя должно быть определено минимальное время смешивания.

3.2. Воздействие условий отверждения на цвет бетона.

Цементный камень, который возникает при смешивании цемента с водой, представляет собой, в зависимости от температуры отверждения, более или менее крупные кристаллы. От величины этих кристаллов зависит рассеивание света, падающего на бетон. При этом существует закономерность: более высокие температуры отверждения вызывают образование более мелких игольчатых кристаллов. Более сильное рассеивание света игольчатыми кристаллами приводит к тому, что оттенок бетона, отвержденного при более высокой температуре, кажется более светлым, чем оттенок такого же бетона, отвержденного при более низкой температуре. Этот факт становится очевидным, когда разница температур значительна, например, бетон, отвержденный в пропарочной камере сравнивается с бетоном, твердевшим при комнатной температуре.

4. Высаливание известняка на бетоне.

Высолы на бетонных изделиях – это проблема всех производителей. Особое значение она приобретает в случае высоких эстетических требований к внешнему виду строительных материалов. Практика окрашивания бетонов говорит о том, что светоустойчивые пигменты не оказывают никакого воздействия на процесс высаливания. Другое дело, что белые известковые пятна гораздо заметнее на окрашенной поверхности, чем на сером или белом бетоне. Известковые пятна возникают на поверхности бетона вследствие того, что при схватывании цемента происходит образование свободной извести, которая, растворяясь в воде, попадает на поверхность бетона, вступает в реакцию с углекислым газом, находящимся в воздухе и превращается в нерастворимый карбонат кальция. При этом играет роль и пористость бетона. Чем выше плотность бетона, тем меньше склонность к известковому высаливанию. Высаливание может исчезнуть со временем, так как карбонат кальция вступает в медленно протекающую реакцию с растворенным в воде углекислым газом и превращается в гидрокарбонат, растворимый в воде.