Пигменты - это сухие красящие порошки, являющиеся также наполнителями системы, нерастворимые в воде, масле и других растворителях. Зависимо от происхождения пигменты классифицируются на минеральные и органические, а по методу получения - на природные и искусственные (Табл.1). Для получения природных минеральных пигментов создают механическую обработку природных материалов: помол, просев либо отмучивание.
Таблица 1
Систематизация пигментов по природе происхождения
Пигменты
Минеральные
Органические
Железные порошки
Природные
Искусственные
Мел
Известь
Каолин
Охра
Мумия
Умбра
Сурик металлический
Перекись марганца
Графит
Белила цинковые
Белила титановые
Белила свинцовые
Литопон сухой
Крон цинковый
Умбра жженая
Сажа малярная
Зелень цинковая
Оксид хрома
Лазурь малярная
Пигмент желтоватый
Пигмент красный
Пигмент красноватый
Пигмент голубой
Киноварь икусственная
Пудра дюралевая
Пыль цинковая
Бронза золотистая
Искусственные минеральные пигменты получают методом термообработки минерального сырья. К примеру, жженые охра, умбра.
Кроме обычных сухих порошковых пигментов получают пигменты в виде паст-концентратов, эмульсий и микрокапсул. Запрещено применение ядовитых пигментов, содержащих в в собственном составе, к примеру, свинец.
1.Характеристики пигментов
Пигменты владеют определенным цветом, т.к. они способны избирательно отражать лучи дневного цвета. Когда на пигмент падает световой луч, то часть лучистой энергии поглощается, а другая отражается, окрашивая пигмент в цвет отраженных лучей. Пигмент, отражающий практически весь падающий на него свет, кажется белоснежным, а пигмент, всасывающий падающие на него световые лучи - черным.
Хим состав пигмента обуславливает его главные характеристики: термостойкость, коррозионную и хим устойчивость, цвет. Содержание водорастворимых солей в пигментах должно быть наименьшим, т.к. под действием воды они вымываются.
Дисперсность пигмента оказывает влияние на все его главные характеристики. Чем тоньше частички, тем выше укрывистость и красящая способность пигмента. Полидисперсный состав пигмента позволяет получитьплотное покрытие при наименьшем расходе связывающего.
Укрывистостью именуют способность пигмента при равномерном нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней. Лучшая укрывистость достигается при использовании частиц пигмента 0,2 - 10 мкм. Укрывистость выражается в граммах пигмента, нужной для того, чтоб сделать невидимым цвет закрашиваемой поверхности площадью 1 квадратный метр. Укрывистость пигментов считают неплохой, если она составляет 20-60 г/кв.м.
К примеру, у стального сурика она составляет 35 г/кв.м., а у охры - 180 г/кв.м.
Красящая способность - способность пигмента передавать собственный цвет консистенции с белоснежным пигментом.
Маслоемкость - это способность частиц пигмента задерживать на собственной поверхности определенное количество масла. Выражается она в граммах на 100 г пигмента и колеблется обычно от 40 до 100. Так как цена связывающего масла (олифы) обычно выше , чем пигмента, более экономны пигменты с малой маслоемкостью. Не считая того, чем меньше связывающего требуется для получения краски малярной смеси, тем паче долговременным будет покрытие.
Светостойкость характеризуется способностью пигмента сохранять собственный цвет при действии ультрафиолетовых лучей. Большая часть природных пигментов - светостойки, некие органические пигменты обесцвечиваются в процессе использования.
Щелочестойкость нужна, т.к. некие пигменты изменяют собственный цвет при соприкосновении с щелочными смесями (цементные системы). Их не используют для производства ярких составов, наносимых на поверхность бетона. Щелочестойкими являются практически все природные пигменты, также многие искусственные пигменты (титановые белила, оксид хрома; органические пигменты >красный< и >оранжевый<).
2.Выбор подходящего сырья
2.2 Цветные пигменты
Пигменты для расцветки бетона не должны вступать в реакцию с цементом и выцветать под действием света и погодных явлений, они должны быть устойчивы по отношению к брутальной среде, создаваемой сильнощелочным цементным вяжущим. Пигменты не должны растворяться в воде для растворения. Этим требованиям соответствуют неорганические оксидные пигменты.
2.3 Цемент
По сей день не имеется данных о несовместимости цемента и оксидных пигментов. Потому для производства цветных бетонов могут без ограничения употребляться все типы цементов. Свой цвет цемента влияет на цвет готового изделия: сероватый цвет цемента приглушает все цвета и цвета, потому при расцветке бетона, который делается на базе обыденного портландцемента, бывает нереально достигнуть таких яркости и сочности цвета, которые достигаются при использовании белоснежного цемента. Потому для производства бетона светлых тонов, также зеленоватого бетона рекомендуется использовать белоснежный цемент.
Степень насыщенности и чистоты цвета, которая достигается благодаря применению белоснежного цемента, зависит и от самого пигмента. В этом случае, если идет речь о черном пигменте, то окрашенный им бетон на базе сероватого цемента, фактически не отличается от окрашенного им бетона, в состав которого заходит белоснежный цемент. В случае использования темно-коричневого либо красноватого пигмента это отличие является малозначительным. Что касается желтоватого и голубого пигментов, то в этом случае это отличие существенно. Чем выше степень чистоты хотимого колера, чем он светлее, тем выше необходимость использования белоснежного цемента.
Рис.1 Воздействие цвета цемента на цвет бетона
Белоснежный цемент
Сероватый цемент
Разные виды цемента имеют обычно разные цвета сероватого цвета. Даже цвет цементов 1-го типа различается зависимо от завода-производителя. Эти различия могут проявиться на окрашенном бетоне, при этом бетон, окрашенный в светлые тона, более чувствителен к схожим изменениям, чем бетон, окрашенный в более черные тона.
Таким макаром, бетонные детали, образующие оптически цельную поверхность (к примеру: фасады построек, тротуарная плитка) должны быть сделаны из цемента 1-го типа, произведенным одним и этим же цементным заводом.
2.4 Заполнители
При добавлении пигмента в бетон окрашивается только цементный камень: он покрывается узким слоем частиц пигмента. Окрашивание наполнителя играет потому для следующего общего воспоминания второстепенную роль. Под воздействием погодных явлений заполнитель медлительно обнажается, в связи с этим меняется зрительное воспоминание при взоре на бетонную поверхность. Это изменение будет малозаметным, если собственная расцветка заполнителя не очень отличается от цвета цементного камня.
Рис.2 Воздействие цвета заполнителя на колер бетона
Светлые добавки
Черные добавки
3. Зависимость цвета бетона от его состава
3.1 Расход пигмента
Требуемое количество пигмента вводимое в бетонную смесь определяется хотимым цветом и экономической необходимостью. Повышение количества пигмента на первом шаге приводит к линейному повышению интенсивности окрашивания. При предстоящем увеличении количества пигмента приходит момент, когда цвет перестает изменяться, изменение его интенсивности перестает быть хоть сколько-либо весомым. Таким макаром повышение количества применяемого пигмента становится отныне экономически нерентабельным.
Определение спектра насыщения зависит в том числе и от бетона; но в среднем в случае внедрения чешских пигментов, отличающихся высочайшей красящей способностью, их количество не должно превосходить 5 % от массы цемента. В случае использования пигментов с более низкой окрашивающей способностью граница насыщения достигается при добавлении существенно большего количества пигмента, но возрастание количества пигмента в бетоне больше 5% может привести к лишнему повышению маленькой фракции, повышению водопотребности бетонной консистенции и к ухудшению технологических свойст бетона (понижению прочности, морозостойкости и т.д.)
Таблица 2
Приблизительное количество пигмента, вводимое в бетонную смесь
Слабо окрашенный бетон, пастельные тона при использовании белоснежного цемента
1 - 2 кг на 100 кг цемента
Средняя интенсивность окрашивания
3 - 4 кг на 100 кг цемента
Насыщенный окрас
5 - 6 кг на 100 кг цемента
Для темных и карих пигментов более свойственны нижние пределы приводимых цифр, а для желтоватых, зеленоватых и, в особенности, голубых - верхние. Для бардовых бетонов более свойственны средние величины из приводимого спектра.
Рис.3 Соотношение уровня пигментирования и цвета бетона
2%
4%
6%
8%
3.2 Соотношение воды и цемента
Излишек воды затворения испаряется из бетона и оставляет пустоты в виде маленьких пор. Эти поры рассеивают падающий свет и таким макаром просветляют бетон. Чем выше величина водоцементного дела, тем паче светлым кажется бетон.
Если ассоциировать цвета различных видов бетона, резко отличающихся друг от друга содержанием воды (к примеру брусчатку , изготовленную способом вибропрессования либо брусчатку, изготовленную способом вибролитья), то при схожем количестве использованного пигмента цвет сравниваемых образцов будет различен.
Рис.4 Воздействие водоцементного фактора на цвет бетона
В/Ц 0,3 В/Ц 0,35 В/Ц 0,4
Непигментированный бетон
Непигментированный бетон
3.3 Содержание цемента
При расцветке бетона окрашивается не заполнитель, а цементное вяжущее, которое покрывает отдельные зерна заполнителя. Потому чем больше мы >разбавляем< цветное цементное вяжущее заполнителем, тем наименее насыщенным становится конечный цвет бетона. Потому при схожем уровне пигментирования, который рассчитывается в процентах в расчете на вес цемента, бетон с высочайшим содержанием цемента имеет существенно более насыщенную расцветку, ежели чем бетон с низким содержанием цемента.
Рис.5 Воздействие содержания цемента на цвет бетона
4% 4% 4%
330 кг/м3
450 кг/м3
4. Изготовление бетона
4.1 Дозирование компонент
Состав цветных бетонов следует сохранять неизменным. Точность дозы пигментов, цемента, наполнителя и воды должна быть не ниже +5%.
4.2 Смешивание
При изготовлении цветных бетонов внедрение смесителей гравитационного деяния не нужно (смесители, работающие по принципу свободного падения консистенции).
Для высококачественного рассредотачивания пигмента в бетоне более подходят смесители принудительного деяния.
Время введения пигмента в смеситель имеет огромное значение для окончательного результата смешивания. Более удачной зарекомендовала себя последующая схема:
1-й шаг: предварительное сухое смешивание пигмента и заполнителя 15-20 секунд;
2-й шаг: предстоящее смешивание после прибавления цемента 15-20 секунд;
3-й шаг: смешивание после прибавления воды затворения 1-1,5 минутки.
В особенности принципиальным является шаг смешивание пигмента и заполнителя, при всем этом собственная влажность заполнителя благотворно оказывает влияние на итог смешивания.
5. Предстоящая обработка
5.1 Уплотнение
Плотность бетона не оказывает приметного воздействия на его цвет. Но плохо уплотненный пористый бетон имеет огромную тенденцию к возникновению высолов в процессе использования и хранении, чем более плотный.
Возникновение высолов может очень поменять внешний облик цветного бетона, что является более нередкой предпосылкой рекламаций.
Возникновение высолов происходит, когда гидроксид кальция Са(ОН)2, который появляется в процессе взаимодействия цемента с водой, выходит на поверхность с водой, проникающей через капилярные поры бетона и образует нерастворимое соединение - карбонат кальция СаСО3.
Карбонат кальция образует белоснежную пленку на поверхности бетона, изменяя тем его цвет.
Пигменты не оказывают никакого воздействия на возникновение высолов, но белоснежная пленка СаСО3 будет более видна на окрашенном, ежели чем на натуральном сероватом либо даже на белоснежном бетоне.
Процесс высолообразования добивается собственного максимума через год эксплуатации и сходит на нет через два года после начала эксплуатации. Исчезновение высолов связано с тем, что находящийся на поверхности бетона карбонат кальция вступает в медлительно протекающую реакцию с растворенным в воде углекислым газом и преобразуется в гидрокарбонат, растворимый в воде, который смывается осадками.
Стопроцентно убрать высолообразование нереально, но его можно выдерживать в применимых границах за счет неплохого уплотнения бетона.
Рис.6 Исчезновение известкового высаливания
Атмосферное воздействие в протяжении 1 года
14 дней орошения
5.2 Твердение бетона
Разные условия твердения очень нередко являются предпосылкой конфигурации цвета. На этот процесс влияют два условия. Первым из их можно разъяснить возникновение высолов или за счет очень резвого испарения воды, использованной для затворения бетона, или за счет конденсации воды на поверхности бетона.
Другим условием являются температура и объем воды, оказывающие воздействие на размер кристаллов гидросиликата кальция, образующихся в процессе взаимодействия цемента с водой. При всем этом существует определенная закономерность: более высочайшие температуры твердения вызывают образование более маленьких игловатых кристаллов. Более сильное рассеивание света маленькими игловатыми кристаллами приводит в свою очередь к тому, что колер этого бетона кажется более светлым, ежели колер того же бетона, твердение которого происходило при более низкой температуре.
Разница в цвете становится очевидной, когда разница температур становится значимой: к примеру бетон который твердел в пропарочной камере при температуре 65-70 °С, сравнивается с бетоном, твердение которого происходило при комнатной температуре.
Потому при твердении бетонов следует соблюдать последующие условия:
1. Температура и влажность воздуха должны быть по способности неизменными. Для заслуги такового результата твердение лучше проводить в закрытой камере для твердения.
2. Влажность воздуха должна быть высочайшей, следует избегать воздействия сквозняков. Испарение воды следует держать на наименьшем уровне, что позволит с одной стороны предупредить высолообразование, а с другой послужит для улучшения критерий твердения бетона.
3. В процессе твердения вода не должна попадать на поверхность бетона. Это, к примеру, может произойти при обработке прохладного бетона в теплой и увлажненной пропарочной камере, когда влага сконденсируется на поверхности бетона. Не считая того влага может капать на поверхность бетона с потолка камеры твердения.
5.3 Хранение готовой продукции
Этот пункт более важен при изготовлении компактных бетонных деталей, таких, к примеру, как тротуарная плитка, которая после твердения хранятся пакетами. При хранении на открытом воздухе без защитной оболочки, дождевая вода просачивается меж плитками. Не считая того, меж плитками может конденсироваться влага прибольшой разнице дневных и ночных температур. Это безизбежно приводит к обесцвечиванию и к потере товарног вида изделия.
Плитки, собранные в палеты, можно защитить от попадания на их дождевой воды методом оборачивания пакетов защитной пленкой. Это следует сделать заблаговременно, не дожидаясь, пока на плитках начнет конденсироваться влага. Убрать это затруднение помогает перфорации пленки на боковых поверхностях. Идеальнее всего оборачивать только верхние слои плиток. Не считая того, в качестве защиты может послужить прокладывание упаковочной бумагой меж слоями плиток. В данном случае можно отрешиться от оборачивания пакетов пленкой.
Выводы
Из вышеприводимого материала можно сделать несколько заключений, без учета которых нереально создание высококачественного цветного бетона:
1. Использовать оксидные пигменты, не вступающие в реакцию с цементом.
2. Не поменять тип цемента и поставщика цемента в процессе выполнения всего заказа.
3. Учесть свой цвет наполнителей.
4. Погрешность в дозировании не должна превосходить +5%.
5. За ранее размешивать пигмент и заполнитель, при работе использовать бетоносмеситель принудительного деяния.
6. Отлично уплотнять смесь.
7. Твердение бетона должно происходить при завышенной влажности воздуха, без сквозняков и без конденсации воды.
8. При хранении готовых бетонных изделий защищать их от попадания воды.
Предоставлено компанией TROTUAR.RU
и журнальчиком 'Строительство'-Информационный бюлетень.
