Барвники для бетону (пігменти в бетоні) - ооо хімснаб
Вимоги до пігментів, що застосовуються для фарбування бетону.
Кольорові барвники. повинні бути стійкі по відношенню до агресивного середовища, створюваної лужної в'язким цементом. Крім того, вони повинні бути світло і атмосферостійкими. Вони не повинні розчинятися у воді для замішування. В процесі виготовлення пофарбованого бетону вони повинні рівномірно і стійко розподілятися в ньому. Неорганічні а особливо оксидні пігменти, неймовірно добре відповідають цим вимогам. Цим вимогам відповідають барвники вироблені таких фірмою як: Lanxess, Bayferrox і IOX. Саме вони мають вічним якістю.
Дисперсність пігменту впливає на всі його основні властивості. Чим менше розмір частки, тим вище покриваність і красить здатність. Полідисперсний складу пігменту дозволяє отримати щільне покриття при мінімальному витраті сполучного. Покриваністю називають здатність при рівномірному нанесенні на одноколірну поверхню робити невидимим колір останньої. Найкраща покриваність досягається при використанні часток пігменту (0,2 - 10) мкм. Укривістость виражається в грамах, необхідних для того, щоб зробити невидимим колір закрашиваемой поверхні площею 1 квадратний метр. Укривістость пігментів вважають гарною, якщо вона становить (20-60) г / кв.м. Наприклад, у залізного сурику вона становить 35 г / кв.м. а у охри - 180 г / кв.м.
Фарбувальна здатність - здатність пігменту передавати при змішуванні забарвлення суміші з білим пігментом. Інтенсивність забарвлення - Інтенсивність забарвлення є важливим показником якості пігменту. Показники фарбувальний здібності є вирішальними для оцінки економічності даного пігменту. Під інтенсивністю фарбування розуміється здатність пігменту забарвити в свій колір навколишнє середовище.
Стандарт DIN 53 237 є основним для дослідження пігментів марки Bayferrox. і в першу чергу для оцінки їх фарбувальний здібності. При цьому суха суміш досліджуваного пігменту і важкого шпату порівнюється зі сумішшю відповідного пігменту Bayferrox - стандарт і важкого шпату. Відносна окрашивающая здатність розраховується наступним чином: Відносна окрашивающая здатність дорівнює відношенню: ваговій частини пігменту - еталона до вагових частинах досліджуваного пігменту помноженого на 100 відсотків. Маслоємність - це здатність часток пігменту утримувати на своїй поверхні певну кількість масла. Виражається вона в грамах на 100 г пігменту і коливається зазвичай (40-100) г. Оскільки вартість сполучного масла (оліфи) зазвичай вище, ніж пігменту, економічніші пігменти з малою маслоемкость. Крім того, чим менше сполучного потрібно для отримання фарби робочої консистенції, тим більше довговічним буде покриття.
Світлостійкість характеризується здатністю пігменту зберігати свій колір при дії ультрафіолетових променів. Більшість природних пігментів - світлостійкі. Деякі органічні пігменти знебарвлюються в процесі експлуатації.
Лугостійкість потрібна, тому що деякі пігменти змінюють свій колір при зіткненні з лужними розчинами (цементні системи). Їх не застосовують для виготовлення фарбувальних складів, що наносяться на поверхню бетону. Щелочестойкими є майже всі природні пігменти, а також багато штучних пігменти (титанові білила, оксид хрому, і т.д.).
2. Вибір відповідного сировини.
До теперішнього часу немає даних про несумісність цементу і оксидних пігментів. Тому для виробництва кольорових бетонів можуть без обмеження використовуватися всі типи цементів. Власний колір цементу впливає на колір готового виробу: сірий колір цементу приглушує всі кольори і відтінки, тому при забарвленні бетону, який проводиться на основі звичайного портландцементу, буває неможливо домогтися такої яскравості і соковитості кольору, яка досягаються при використанні білого цементу. Тому для виробництва бетону світлих тонів, а також зеленого бетону рекомендується використовувати білий цемент.
Ступінь насиченості і чистоти кольору, яка досягається завдяки застосуванню білого цементу, залежить і від самого пігменту. У тому випадку, якщо мова йде про чорному пігменті, то забарвлений їм бетон на основі сірого цементу, практично не відрізняється від пофарбованого ним же бетону, до складу якого входить білий цемент. У разі використання темно-коричневого або червоного пігменту ця відмінність є незначним. Що стосується жовтого і синього пігментів, то в даному випадку ця відмінність значно. Чим вище ступінь чистоти бажаного відтінку, ніж він світліше, тим виникає велика необхідність використання білого цементу.
Різні види цементу мають, як правило, різні відтінки сірого кольору. Навіть колір цементів одного типу розрізняється залежно від заводу-виробника. Ці відмінності можуть проявитися на пофарбованому бетоні. Причому бетон, пофарбований у світлі тони, більш чутливий до подібних змін, ніж бетон, пофарбований в більш темні тони. Таким чином, бетонні деталі, що утворюють оптично цільну поверхню (наприклад: фасади будівель, тротуарна плитка) повинні бути виготовлені з цементу одного типу, виробленим одним і тим же цементним заводом.
При виготовленні кольорового бетону частки наповнювача обволікаються пофарбованим цементним в'яжучим. При цьому можемо статися, що частинки інтенсивно забарвленого наповнювача не покриває їм повністю. Це призводить до того, що колір власного наповнювача впливає на кінцевий відтінок бетону. Цей ефект особливо спостерігається при виробництві кольорового бетону. Ще помітніше вплив кольору наповнювача стає внаслідок атмосферного впливу, коли зерна наповнювача більш чітко проступають на поверхні готового виробу. У таких випадках візуально змішується колір цементу і надходить наповнювача.
Подібне ж вплив на світлі тони бетону (наприклад, жовті або зелені) надає власний колір піску. Це вплив значно знижується, коли мова йде про коричневому або чорному бетоні.
3. Залежність кольору бетону від його складу.
Необхідна кількість пігменту, що вводиться в бетонну суміш, визначається бажаним кольором і економічною доцільністю. Збільшення кількості пігменту на першому етапі призводить до лінійного збільшення інтенсивності фарбування. При подальшому збільшенні кількості настає момент, коли колір перестає змінюватися, зміна його інтенсивності перестає бути значущим. Таким чином, збільшення кількості використовуваного пігменту стає з цього моменту економічно невигідним.
Визначення діапазону насичення залежить, в тому числі, і від бетону. Однак в середньому, в разі застосування німецьких пігментів, що відрізняються високою фарбувальною здатністю, їх кількість не повинна перевищувати 5% від маси цементу. У разі використання пігментів з більш низькою фарбувальний здатністю межа насичення досягається при додаванні значно більшої кількості пігменту. Однак зростання кількості пігменту в бетоні більше 5% може призвести до зайвого збільшення дрібної фракції, збільшення водопотребности бетонної суміші і до погіршення технологічних властивостей бетону (зниження міцності, морозостійкості і т.д.). Середній же витрата німецьких пігментів 1-2%, Чеських близько 4%, Китайських - близько 5-6%
Таблиця 2. Орієнтовна кількість пігменту, що вводиться в бетонну суміш.
Слабо пофарбований бетон, пастельні тони при використанні білого цементу
Для чорних і коричневих пігментів більш характерні нижні межі наведених цифр. Для жовтих, зелених і, особливо, синіх - верхні. Для червоних бетонів більш характерні середні величини з приводиться діапазону.
3.2 Співвідношення води і цементу.
Надлишок води замішування випаровується з бетону і залишає порожнечі у вигляді дрібних пір. Ці пори розсіюють падаюче світло і таким чином прояснюють бетон. Чим вище величина водоцементного відносини, тим більше світлим здається бетон.
4. Приготування бетону.
4.1 Дозування компонентів.
Склад кольорових бетонів слід зберігати постійним. Точність дозування: пігментів, цементу, наповнювача і води повинна бути не нижче + 5%.
Приготуванні кольорових бетонів з використанням змішувачів гравітаційної дії небажано (змішувачі, що працюють за принципом вільного падіння суміші). Для якісного розподілу пігменту в бетоні більш підходять змішувачі примусової дії. Час введення пігменту в змішувач має велике значення для остаточного результату перемішування. Найбільш успішною зарекомендувала себе наступна схема:
1-й етап: попередньо сухе перемішування пігменту і наповнювача 15-20 секунд;
2-й етап: подальше перемішування після додавання цементу 15-20 секунд;
3-й етап: перемішування після додавання води замішування 1-1,5 хвилини.
Особливо важливим є етап перемішування пігменту і заповнювача. При цьому власна вологість заповнювача благотворно впливає на результат перемішування.
5. Подальша обробка.
5.2 Твердіння бетону.
Різні умови твердіння вельми часто є причиною зміни кольору. На цей процес впливають дві умови. Першим з них можна пояснити появу висолів, або за рахунок дуже швидкого випаровування води, використаної для замішування бетону, або за рахунок конденсації води на поверхні бетону. Іншою умовою є температура і об'єм води, що впливають на розмір кристалів гідроксиду кальцію, що утворюється в ході взаємодії цементу з водою. При цьому існує певна закономірність: більш високі температури твердіння викликають утворення більш дрібних голчастих кристалів. Сильніший розсіювання світла дрібними голчастими кристалами призводить в свою чергу до того, що відтінок цього бетону здається більш світлим, ніж відтінок такого ж бетону, твердіння якого відбувалося при більш низькій температурі. Різниця в кольорі стає явною, коли різниця температур стає значною. Наприклад, бетон, який твердів в пропарювальної камері при температурі (65-70) ° С, порівнюється з бетоном, твердіння якого відбувалося при кімнатній температурі. Тому при твердінні бетонів слід дотримуватися таких умов:
1. Температура і вологість повітря повинні бути по можливості постійними. Для досягнення такого результату твердіння краще проводити в закритій камері для твердіння. 2. Вологість повітря повинна бути високою, слід уникати впливу протягів. Випаровування води слід тримати на мінімальному рівні, що дозволить з одного боку запобігти висолоутворень, а з іншого послужить для поліпшення умов твердіння бетону. 3. В ході твердіння вода не повинна потрапляти на поверхню бетону. Це, наприклад, може статися при обробці холодного бетону в теплій і вологій пропарювальної камері, коли волога сконденсіруется на поверхні бетону. Крім того, волога може капати на поверхню бетону зі стелі камери твердіння.
5.3 Зберігання готової продукції.
Цей пункт найбільш важливий при виготовленні малогабаритних бетонних деталей. Наприклад, тротуарна плитка, яка після твердіння зберігається в пакетами. При зберіганні на відкритому повітрі без захисної оболонки, дощова вода проникає між плитками. Крім того, між плитками може утворитися конденсат при великій різниці денних і нічних температур. Це неминуче призводить до знебарвлення і до втрати товарного вигляду виробу.
Плитки, зібрані в палети, можна захистити від попадання на них дощової води шляхом обертання пакетів захисною плівкою. Це слід зробити заздалегідь, не чекаючи, поки на плитках почне конденсуватися волога. Усунути це складне становище допомагає перфорація плівки на бічних поверхнях. Найкраще обертати тільки верхні шари плиток. Крім того, в якості захисту може послужити прокладання пакувальної папером між шарами плиток. В цьому випадку можна відмовитися від обертання пакетів плівкою.
З перерахованого вище можна зробити кілька висновків, без урахування яких неможливо виробництво якісного кольорового бетону:
1. Використовувати оксидні пігменти, які не вступають в реакцію з цементом.
2. Не змінювати тип цементу і постачальника цементу в ході виконання всього замовлення.
3. Враховувати власний колір наповнювачів.
4. Похибка в дозуванні не повинна перевищувати + 5% .5. Попередньо перемішувати пігмент і заповнювач. При роботі використовувати бетонозмішувач примусової действія.6. Добре ущільнювати смесь.7. Твердіння бетону повинно відбуватися при підвищеній вологості повітря, без протягів і без конденсації води.8. При зберіганні готових бетонних виробів захищати від попадання на них води.9. Використовувати, переважно, німецькі пігменти.