Пигменты для сухих смесей и бетонов
Неорганические пигменты для сухих строительных смесей и декоративных бетонов. Свойства. Эффективность применения
Хотите получать свежие статьи на свою почту?
Все свежие статьи публикуются в электронном журнале ВесьБетон.
Подписка на журнал бесплатная, процедура подписки занимает одну минуту! Подписаться!
Журнал «ВесьБетон»— всегда свежая и профессиональная
Неорганические пигменты для сухих строительных смесей и декоративных бетонов. Свойства. Эффективность применения
Статья рассказывает о неорганических пигментах, необходимых для получения декоративных сухих строительных смесей и цветных бетонов.
В технологии получения декоративных сухих строительных смесей и цветных бетонов основной объём потребления составляют неорганические пигменты.
В строительной индустрии почти все применяемые неорганические пигменты представляют собой соединения железа.
Такие пигменты окрашены: при наличии в них катиона Fe2+ (очень слабого хромофора) — в светлый зеленовато-желтый цвет, а при наличии катиона Fe3+ (сильного хромофора) — в буро-красный или желто-бурый цвет.
Совместное присутствие ионов Fe2+ и Fe3+ вызывает сине-черное окрашивание. Это является причиной существования целого класса неорганических красящих веществ — железоокисных пигментов, имеющих широкую цветовую гамму.
Между химическим составом и цветом железоокисных пигментов существует определенная зависимость, а именно:
желтые пигменты являются гидратами оксида трехвалентного железа Fe2O3·Н2О
красные — оксидами трехвалентного железа Fe2O3
черные — ферритами железа Fe3O4 (FeO·Fe2O3)
коричневые — смесью желтых и красных пигментов
Пигмент, поступающий на рынок, под названием «зеленый железоокисный пигмент» представляет собой продукт помола механической смеси, состоящей из 90% желтого железоокисного пигмента и 10% голубого фталоцианинового пигмента.
Химический состав пигмента обусловливает такие его свойства, как термостойкость, коррозионную и химическую устойчивость, цвет.
Железоокисные пигменты обладают высокой укрывистостью и красящей способностью, они устойчивы к действию света, солей, слабых кислот и щелочей. Благодаря этим свойствам, железоокисные пигменты обеспечивают стойкое окрашивание продуктов гидратации портландцемента.
Эти свойства обусловливают повсеместное применение железоокисных пигментов для производства декоративных сухих строительных смесей, цветного цемента и декоративных бетонов.
Для получения сухой смеси заданного эталона цвета железоокисные пигменты вводят в количестве 3 — 15% от веса цемента.
Уменьшение этой концентрации вызывает снижение интенсивности окраски смеси. Дисперсность железоокисных пигментов во много раз выше дисперсности портландцемента, поэтому увеличение указанной концентрации приводит к резкому повышению водопотребности смеси (до 32%), что способствует повышению пористости цементного камня и сопровождается сбросом прочности при затвердевании камня на 20% и выше.
Введение железоокисных пигментов в сухую строительную смесь в указанных пропорциях не оказывает существенного влияния на сроки схватывания цемента и кинетику нарастания прочности, если цемент является нормально схватывающимся. При этом начало схватывания наступает не ранее 45 минут, а конец — не позднее 10 часов с момента затворения.
Интенсивность окраски сухой смеси и декоративного бетона напрямую зависит от концентрации пигмента. На рисунке наглядно проиллюстрирована эта зависимость. Как правило, чем выше красящая способность пигмента, тем меньше его потребуется для получения сухой смеси или декоративного бетона с заданной интенсивностью окраски.
Эффективность применения пигментов с высокой красящей способностью зависит от технологических характеристик оборудования, используемого для производства декоративных сухих строительных смесей и бетонов. Для достижения высокой степени гомогенизации малого количества пигмента в большой массе смеси требуется энергонапряжённое оборудование с высокой скоростью перемешивания.
Следует также принимать во внимание то, что пигмент окрашивает только цементное вяжущее, а не наполнитель и заполнитель. Поэтому при одинаковом количестве пигмента, которое рассчитывается на весовую часть цемента, сухая смесь с высоким содержанием цемента будет иметь большую интенсивность окраски, чем сухая смесь с низким содержанием цемента.
Для получения декоративных сухих строительных смесей и бетонов при использовании комбинированного окрашивания несколькими пигментами предпочтительно смешивать пигменты разных цветов до получения необходимого оттенка перед их добавлением в цемент. В противном случае для получения гомогенной равномерно окрашенной смеси потребуется больше времени.
Введение пигментов в состав цемента при его помоле вызывает уменьшение механической прочности цементного камня на 15 — 20 %. Однако испытания показали, что светостойкость и прочность камня, полученного из декоративного цемента, выше по сравнению с аналогичным камнем, изготовленным из механической смеси цемента и пигмента.
При выборе железоокисных пигментов для окрашивания декоративных сухих строительных смесей и бетонов необходимо в первую очередь обращать внимание на показатель рН водной суспензии пигмента. Величина рН используется как мера контроля среды: кислотности, нейтральности или основности. Кислая среда отвечает рН 7.
Практически все железоокисные пигменты получают осаждением солей железа. Реакция идет в кислой среде при показателе рН равном 3,5 — 4. Качественные пигменты в процессе производства проходят многоступенчатую отмывку водой от остатков кислоты, при этом конечный продукт имеет слабокислую или нейтральную реакцию среды (рН = 6 — 7). Только такие пигменты можно использовать при производстве декоративных сухих строительных смесей.
При меньшем значении рН пигмент будет вступать в реакцию кислотно-основного взаимодействия с продуктами гидратации портландцемента при его твердении, так как цементное тесто имеет щелочную реакцию среды (рН = 9,5 — 11). Это приведет в результате к полному обесцвечиванию смеси.
Вторым очень важным показателем при выборе пигмента является его укрывистьсть.
Укрывистость выражается через расход весового количества пигмента на единицу поверхности (г/м2). Практически, чем меньше укрывистость пигмента, тем меньше его потребуется для получения цветной сухой строительной смеси и бетона с заданной интенсивностью цвета.
Таким образом, укрывистость определяет экономическую эффективность использования того или иного пигмента. На практике лучше использовать качественный более дорогой пигмент, но в меньшем количестве, чем дешевый пигмент с большим расходом на весовую часть цемента.
Наилучшая укрывистость достигается при использовании частиц пигмента размером 0,2 — 10 мкм.
Интенсивность (или красящая способность) пигмента определяется его способностью передавать при смешении свою окраску другим веществам с той или иной насыщенностью тона. Насыщенность тона влияет на результирующую окраску сухой смеси, а следовательно, и бетона, а также определяет экономичность производства декоративной продукции.
Интенсивность пигмента выражается в процентах по отношению к эталону, согласованному с заказчиком, и определяется визуальным сравнением цвета эталонного и испытуемого образца пигмента в разбеле с белым пигментом.
Интенсивность согласованного эталонного пигмента при этом принимается за 100%.
На красящую способность пигмента влияет главным образом его химический состав и дисперсность. Так, уменьшение массовой доли соединений железа в пигменте всего на 1% может привести к уменьшению интенсивности окрашивания до 10%, поэтому, чем больше хромофорных групп в пигменте (а, следовательно, меньше посторонних примесей), тем лучше его качество.
С увеличением дисперсности пигмента его интенсивность (красящая способность) увеличивается. Тонкость помола пигмента оценивается после мокрого просева по остатку в процентах на стандартных ситах с размером ячеек 0063, 0056 и 0045 мм.
В отечественной промышленности допускается использование сита 008 мм, что уже говорит о более низкой красящей способности используемого пигмента.
Таким образом, чем меньше размер отверстия сита, используемого для определения дисперсности пигмента, тем выше его качество.
Нами были проведены лабораторные исследования ряда железоокисных пигментов, присутствующих на отечественном рынке. Самую полную и наглядную информацию о качестве дает «растяжка» пигмента в смеси с TiO2.
Чистый пигмент при этом затирается в пасте и постепенно разбеливается белой пастой из диоксида титана (TiO2) в соотношении 1:2,5; 1:5; 1:10; 1:20 и 1:40.
Полученные натуральные накраски пигментов дают самую полную информацию о пигменте, так как в разбеле можно оценить чистоту тона пигмента, его интенсивность, насыщенность и кроющую способность.
Представленные ниже компьютерные иллюстрации накрасок передают реальные цвета пигментов с достаточно большой погрешностью, так как компьютерные эталоны подбирались визуально без использования специального колористического оборудования, однако, глядя на них, можно совершенно точно сделать ряд выводов о качестве пигментов при одинаковой погрешности визуальной оценки.
Натуральные накраски разбелов пигментов выполнены Худорожковой В. А.
Рис. 1. Накраски желтых железоокисных пигментов
На рис. 1. представлены накраски желтых железоокисных пигментов, все они отличаются характерным охристым оттенком в чистом тоне (содержание белого пигмента TiO2 равно 0), исключение составляет лишь желтый железоокисный пигмент Шанхайского пигментного завода марки S 960, он имеет ярко выраженный красно-оранжевый оттенок. При разбеле до 40 раз все пигменты, кроме S 960 переходят в чистый светло-желтый тон. Именно такой оттенок при прочих равных условиях будет иметь сухая смесь, изготовленная с применением желтых железоокисных пигментов и высококачественного белого портландцемента первого сорта.
Сухая смесь на основе пигмента марки S 960 будет иметь персиковый оттенок.
Желтые железоокисные пигменты отечественного производства имеют схожие цветовые характеристики. В чистом неразбеленном тоне их цвет абсолютно одинаков. При разбеле в 2,5 раза сразу можно отметить, что желтый пигмент Челябинского ЛКЗ имеет наибольшую интенсивность окраски, что объясняется его большей удельной поверхностью по сравнению с другими пигментами (R0063=0,13%), его расход на приготовление сухой смеси будет несколько меньше.
Пигмент Челябинского завода ЖБИ обладает наименьшей интенсивностью (R0063=0,98%).
Ярославский пигмент занимает промежуточное положение (R0063=0,3%). При разбеле до 20 раз видно, что самый чистый оттенок имеет пигмент Челябинского ЛКЗ (он не содержит оттенка черного цвета), что вероятно вызвано меньшим количеством примеси Fe3O4 в составе пигмента. Кажущаяся большая интенсивность ярославского пигмента обусловлена присутствием черного оттенка.
При разбеле в 40 раз пигмент Челябинского ЛКЗ и ярославский пигмент приобретают идентичный по насыщенности светло-желтый цвет, а пигмент Челябинского завода ЖБИ отличается от них меньшей интенсивностью окраски.
Все отечественные желтые пигменты содержат одинаковое количество соединений железа в пересчете на Fe2O3, равное 84 — 84,6%, что говорит о схожести их качества.
Различие цветовых характеристик обеспечивает разная степень дисперсности пигментов. Для изготовления декоративных сухих смесей и бетонов из отечественных желтых пигментов наиболее пригоден ярославский пигмент, т. к. он имеет слабокислую реакцию среды (показатель рН равен 6,0) и хорошую укрывистость, равную 20 г/м2.
Пигмент Челябинского ЛКЗ имеет более кислую реакцию среды (рН=5,4), это говорит о большей вероятности его выцветания, и большую укрывистость — 34,3 г/м2.
Показатель рН пигмента Челябинского завода ЖБИ находится на совершенно недопустимом уровне, он равен 2,1, по этой причине его не рекомендуется использовать для приготовления декоративных сухих строительных смесей и бетонов.
Сумской желтый железоокисный пигмент имеет чистый оттенок, аналогичный пигменту Челябинского ЛКЗ, его интенсивность чуть меньше (R0063=0,2%), а массовая доля соединений железа несколько больше (Fe2O3=85%). Он имеет слабокислую реакцию среды (рН=6,0). Укрывистость равна 20 г/м2. Эти показатели говорят о хорошем качестве пигмента, его можно применять в сухих смесях и декоративных бетонах.
Железоокисные пигменты китайского производства марки S 313 абсолютно идентичны по цветовым характеристикам, они качественно не отличаются от украинского пигмента, обладают такой же интенсивностью окраски и оттенком, но они обладают постоянным цветом при дельте Е = 1. Этот показатель указывает на то, что китайские пигменты Шанхайского пигментного завода производят в режиме автоматического управления цветом готового продукта.
Цвет пигмента марки S 960 обусловлен присутствием значительного количества Fe2O3.
Самым качественным из них является пигмент марки S 313 производства JECO PIGMENTS, он имеет нейтральный рН, равный 6,5, укрывистость 23,3 г/м2, кроме того в его производстве контролируются остатки на ситах 0056 и 0045 мм (они равны 0,026 и 0,05% соответственно), его рекомендуется использовать в сухих смесях и бетонах.
Железоокисные пигменты марки S 313 и S 960 Шанхайского пигментного завода имеют кислую реакцию среды (рН=4,3 и 5,0 соответственно), их использование приведет к обесцвечиванию готовых изделий.
При использовании чешского и узбекского пигментов следует контролировать рН по той же причине.
Рис. 2. Накраски красных железоокисных пигментов
На рис. 2 представлены накраски красных железоокисных пигментов. Среди отечественных пигментов наибольшей интенсивностью обладает ярославский пигмент, что подтверждается его меньшей дисперсностью (R0063=0,05%, R0045=0,16%). Это свидетельствует о высоком качестве данного пигмента. Он обладает рН равным 6,6 и небольшой укрывистостью 12 г/м2.
Ему чуть уступает в качестве пигмент Челябинского ЛКЗ, имеющий менее интенсивную окраску, большую укрывистость (15,7 г/м2) и более кислую реакцию рН (5,9).
Остальные отечественные пигменты имеют неудовлетворительное качество, они представляют собой неотмытые полупродукты с ярко выраженным кислотным характером (рН равен 2,3 — 3,3).
Среди украинских пигментов наилучшие качества имеет пигмент производства ГАК «Титан», он обладает чистым и насыщенным тоном, самой маленькой укрывистостью (5,3 г/м2), практически нейтральной реакцией среды (6,6). Массовая доля соединений железа в этом пигменте достигает 97%. Однако, следует учитывать, что этот пигмент дает синий оттенок при окрашивании цементных продуктов в красный цвет.
Пигменты ОАО «Химпром» имеют более низкое качество, однако их также можно применять в сухих смесях и бетонах.
Все отечественные и украинские пигменты имеют гарантированный цвет в объёме только одной партии. Цветовое различие между партиями может достигать значения дельты Е до шести единиц.
Китайские пигменты представлены тремя марками S 120, S 130 и S 190. Две последние марки обладают удовлетворительным качеством и хорошими цветовыми характеристиками при гарантированном эталоне цвета, дельта Е = 1.
Чешский пигмент обладает лучшей красящей способностью среди всех представленных железоокисных пигментов, он обеспечит наиболее интенсивную окраску цементного продукта при меньшем расходе на весовую часть цемента, дельта Е = 1.
Рис. 3. Накраски коричневых железоокисных пигментов
Рис. 4. Накраски черных железоокисных пигментов
Рис. 5. Накраски зеленого железоокисного пигмента
Коричневые, черные и зеленые пигменты, присутствующие на рынке, обладают высоким качеством, все они могут быть использованы для получения сухих смесей и бетонов. Здесь можно отметить лишь несколько лучшие цветовые характеристики китайских пигментов по сравнению с чешскими, они имеют более насыщенный тон и лучшие технические показатели.
Таким образом, анализируя основные свойства железоокисных пигментов, можно сделать заключение об их пригодности для получения декоративных сухих строительных смесей и бетонов. При этом выбор марки пигмента зависит от заданного эталона цвета получаемой смеси
Хорошее качество сухих смесей обеспечат (от меньшего к большему значению):
Желтые пигменты ООО «Ярпромцентр», ОАО «Химпром» и китайских заводов -Шанхайского пигментного завода и фирмы JECO PIGMENTS.
Красные пигменты ООО «Ярпромцентр», Челябинского ЛКЗ, ОАО «Химпром», Шанхайского пигментного завода (марки S 120, S 130 и S 190) и чешской фирмы PRECOLOR.
Коричневые, черные и зеленые пигменты НИИ пигментных материалов, Шанхайского пигментного завода и чешской фирмы PRECOLOR.
Вышеперечисленные показатели качества пигментов являются основными для определения пригодности использования пигментов для окрашивания сухих строительных смесей и бетонов. Однако существует еще ряд дополнительных показателей качества, которыми нельзя пренебрегать.
Под светостойкостью понимается устойчивость пигмента к фотохимическому разрушению. Практически все пигменты под действием солнечного света обесцвечиваются (выцветают) в той или иной степени. Это особенно характерно для органических пигментов, способных переходить в бесцветную лейкофазу за счет фотохимических реакций окисления-восстановления.
Светостойкость железоокисных пигментов достаточно велика.
Термостойкость — свойство пигмента сохранять свой цвет в определенном интервале температур, который устанавливается для каждого пигмента индивидуально. Этот показатель весьма важен, если пигмент будет использован для производства цветного силикатного кирпича при запаривании в автоклаве или бетона при тепловлажностной обработке.
Железоокисные пигменты могут быть использованы до температуры 190 С при давлении 9 атм. Однако температура и объем воды оказывают влияние на размер кристаллов гидросиликатов кальция, образующихся в ходе взаимодействия цемента с водой.
При этом существует определенная закономерность: более высокие температуры твердения вызывают образование более мелких игольчатых кристаллов. Более сильное рассеивание света мелкими игольчатыми кристаллами приводит в свою очередь к тому, что оттенок этого бетона кажется более светлым, нежели оттенок такого же бетона, твердение которого происходило при более низкой температуре.
Постоянство цвета пигмента очень важно для производителей сухих строительных смесей и бетонов. Современные требования к технологии производства пигментов предусматривают применение автоматической системы управления цветом, что обеспечивает выпуск пигмента с гарантированным эталоном цвета.
Среди всех пигментов, присутствующих на отечественном рынке, постоянный эталонированный оттенок имеют лишь чешские и китайские пигменты. Цвет остальных пигментов может отличаться от партии к партии, что, несомненно, скажется на качестве сухой смеси.
Устойчивость пигментов в различных средах определяет области их применения. Железоокисные пигменты стойки к действию разбавленных кислот (2% HCl), вследствие чего могут применяться при окрашивании гипса, гипсовых смесей и искусственного мрамора на основе гипса.
Устойчивость железоокисных пигментов к действию разбавленных щелочей (1% NaOH) делает их пригодными для окрашивания сухих смесей и бетонов на основе портландцемента и извести.
Содержание водорастворимых примесей в пигменте должно быть минимальным, т. к. под действием воды (дождь, погружение в морскую или речную воду) пигмент вымывается из структуры цементного камня, вследствие чего готовое изделие или покрытие постепенно обесцвечивается и в результате полностью теряет свою окраску.
Миграционная стойкость пигмента характеризует его способность выделяться на поверхность цементного камня из его внутренних слоев. Процесс десорбции пигмента идет самопроизвольно, т. к. пигмент не связан химически с продуктами гидратации портландцемента. В результате процесса миграции на поверхности изделия или декоративного слоя образуется налет пигмента, который можно легко удалить.
Этот процесс может идти вплоть до полного удаления пигмента из материала, в результате чего он полностью теряет свои декоративные свойства. Этот показатель не нормирует ни один производитель пигментов, поэтому подбор качественного пигмента для закупки можно осуществить, лишь основываясь на опыте использования того или иного пигмента.
Для обеспечения грамотного окрашивания сухих строительных смесей и бетонов железоокисными пигментами следует придерживаться следующих принципов:
Точный контроль концентрации пигмента в сухой смеси обеспечит дозировка пигмента по весу, т. к. пигменты имеют различную плотность и насыпной вес, колеблющиеся в достаточно широких пределах.
Необходимо соблюдать одинаковое время перемешивания, которое должно обеспечивать полную гомогенизацию и равномерную окраску смеси
Для сохранения цвета смеси от партии к партии необходимо учитывать влияние цвета портландцемента, песка, а также различных добавок, используемых наряду с пигментами
При окрашивании сухой смеси в светлые цвета необходимо использовать белый портландцемент, т. к. при применении рядового серого портландцемента цвет сухой смеси получается приглушенным (грязным), а добиться заданного тона при окрашивании в желтый или зеленый цвета практически невозможно.
Устойчивый синий цвет с различными оттенками сухой строительной смеси или бетона можно получить только при использовании белого цемента и дорогостоящих неорганических пигментов: кобальтовых пигментов или кобальтово-алюминиевой шпинели, применяемых в керамической промышленности.
Хорошее окрашивание продукта в голубой или зелёно-бирюзовый цвет можно получить на щёлоче- и атмосферостойких марках органических фталоцианиновых пигментов.
источник
Стандартный цвет бетона – серый. Чтобы придать ему другой оттенок, необходимо либо воспользоваться колером, либо изменить оттенок еще на этапе производства. Такие красители нередко применяются при изготовлении тротуарных плиток, бордюров, брусчатки и других стройматериалов и конструкций.
Метод окраски еще на этапе производства считается наилучшим. Так как если сотрется верхний слой, то он все равно не потеряет своей красочности. Главный недостаток этого способа окрашивания – большие денежные затраты. Чтобы придать насыщенный оттенок, понадобится много красителя.
Такое окрашивание применяется при создании плитки для тротуарных дорожек, бордюров и тому подобного. Также при заливке цельным слоем каких-либо площадок или дорог. Стройматериал, покрашенный еще на этапе производства, не требует подкрашивания на протяжении всего срока использования.
Уже отстроенные конструкции – стены или тротуарную плитку, также можно окрасить колером. Но по сравнению с обычными красками, которые создают на поверхности пленку, краситель для бетонных оснований – это глубокопроникающий состав. Он пропитывается в глубину на несколько миллиметров. Следует учитывать, что эта характеристика полностью зависит от жидкого носителя, в котором будет разведен красящий пигмент. Чем глубже она сможет проникнуть, тем дольше сохранится цвет.
Такой способ можно сравнить с глубокопроникающими пропитками для защиты деревянных поверхностей. Работает он по тому же принципу, красящий пигмент разводится в глубопроникающей жидкости для бетона. Воду использовать для разведения колера не рекомендуется, так как она не удерживает краситель. Под воздействием трения или атмосферных осадков он быстро вымывается.
Пигмент можно развести не только в обычных пропитывающих составах, но и смешать с глубокопроникающим лаком или с базовой жидкостью под покраску. Главная характеристика, на которую нужно обращать внимание при выборе затворителя – это глубина его проникновения и устойчивость к влаге после высыхания. Затворитель – это жидкость, в которой разводится колер. Чем глубже краситель проникнет в структуру бетона, тем дольше сохранится цвет.
Верхняя часть многих оснований, например, тротуарной плитки, постоянно подвергается трению, влиянию атмосферных осадков и ультрафиолетовых лучей. Из-за чего пигмент выгорает и вымывается вместе с бетоном. Именно по этой причине стройматериалы, которые постоянно находятся под механическими и другими воздействиями, чаще всего производят по первому способу – окрашивают раствор, так как если поверхность плитки даже сильно сотрется, то у нее все равно сохранится изначальный цвет.
Пигмент – это сухой порошок, который после высыхания становится устойчивым к воде, маслам и растворителям. Изделия высокого качества не выгорают под воздействием ультрафиолетовых лучей. По происхождению бывают органическими и минеральными, по способу получения – искусственными и природными. Органические производятся путем термической обработки минерального сырья.
Характеристики, по которым различаются колеры:
- цвет;
- термостойкость;
- устойчивость к коррозиям и химическим жидкостям.
Помимо сухих пигментов для бетона и искусственного камня производятся колеры в виде эмульсий и капсул.
Свойства, на которые нужно обращать внимание:
- Укрывистость. Способность скрыть цвет обрабатываемой поверхности.
- Дисперсность. Чем меньше его частицы, тем лучше все характеристики.
- Красящая способность. Насколько хорошо пигмент передается смеси с белым оттенком.
- Маслоемкость. Чем меньше этот показатель, тем дольше срок эксплуатации.
- Щелочестойкость. Устойчивость к компонентам цементно-песчаного или других растворов.
- Светостойкость. Способность не менять свой цвет под воздействием ультрафиолетового излучения.
Перед тем как разводить колер, внимательно изучите инструкцию по применению. Чтобы оттенок был насыщеннее, необходимо увеличить количество пигмента.
Приготовление красителя, и какой выбрать цемент
Для производства стройматериалов и конструкций из бетона можно использовать цемент любой марки. Но от цвета цемента напрямую зависит конечный результат после окрашивания колером. При применении серого цемента оттенок получается ненасыщенным и приглушенным. Если нужна тротуарная плитка или другой материал с ярким и насыщенным цветом, то выбирается только белый цемент.
Перед тем, как замешивать цементно-песчаный раствор в больших объемах, делается пробная смесь, чтобы определить нужное количество красителя для конкретного оттенка. При последующем замешивании необходимо точно следовать найденной дозировке, чтобы цвет всегда был одинаковым.
При применении пигмента в больших количествах в бетоне после высыхания могут появиться трещины. Порошок вытянет часть воды в себя, в итоге цементу для полного затворения ее не хватает. В таком случае рекомендуется добавлять в раствор влагоудерживающие добавки.
При внесении пигмента в цемент насыщенность цвета меняется до определенного момента, когда его избыток уже не способен изменить оттенок. Диапазон этого насыщения зависит от характеристик цемента. Необходимое количество пигмента для полного насыщения не превышает 5 % ото всей массы цемента. Если превысить эту норму, то снизятся прочность и морозоустойчивость бетона. Поэтому при применении красителей нужно следовать инструкции их производителя и соблюдать установленные нормы.
Объемы вносимого пигмента в зависимости от желаемого оттенка (на 100 кг белого цемента):
- Пастельный тон – от 1 до 2 кг.
- Оттенок средней интенсивности – от 3 до 4 кг.
- Максимально насыщенный – от 4 до 6 кг.
Для темных оттенков берется меньшее количество, а для ярких и светлых – большее.
От количества внесенной в раствор воды также зависит оттенок: чем ее больше, тем светлее будет материал. Особенно заметно это при производстве тротуарной плитки. Стройматериал, изготовленный вибропрессованием, значительно отличается от плитки, сделанной методом вибролитья. При окрашивании бетона цвет изменяется не у заполнителя, а у цемента. Поэтому чем больше внесено цемента, тем насыщеннее получится тон.
Краситель возможно сделать своими руками, но, учитывая, что этот процесс не относится к простым, лучше приобрести готовый состав. Если нарушить дозировки, то можно получить не тот цвет или испортить весь раствор.
При применении пигмента для окрашивания бетона замешивание проводится по следующей схеме:
- В течение 15-20 секунд перемешивается заполнитель и краситель.
- Добавляется цемент и все снова перемешивается до однородного состояния около 20 секунд.
- Вливается вода в сухую смесь и замешивается в течение минуты или полторы.
Оставлять для затвердевания рекомендуется в местах с неизменяемой температурой, повышенной влажностью и без сквозняков. Испарение воды должно быть минимальным, тогда риск появления высолов снижается к минимуму.
| Название | Цена за мешок 25 кг, рубли |
| Красный, Red 130 | 1 800 |
| Красный, Red 2100 | 4 300 |
| Желтый Ж-1 | 3 000 |
| Диоксид титана, белый, TiOx-220 | 5 000 |
| Зеленый, Green-5100 | 7 600 |
| SikaCim Color (желтый, коричневый, черный, красный) | Цена за 0,7 кг – 600 |
Высококачественный материал сделает оттенок бетона насыщенным, продержится длительное время и не будет выгорать. Замешивая своими руками цементно-песчаный раствор, лучше сделать его более плотным, так как тогда меньше вероятность появления высолов.
источник
Разнообразить естественную серость встречающихся на каждом шагу бетонных конструкций, можно несколькими способами. Чаще обращаются к отделке сторонними материалами или окрашивают поверхности. Но, помимо дополнительных расходов сил и средств, такие меры несравнимы по сроку службы с несущим основанием: со временем их внешний вид портится, требуя обновления.
Есть еще один способ придать сооружению эстетическую выразительность – добавлять краситель в бетон еще на стадии изготовления, и использовать для строительства уже цветные изделия. Какое для этого требуется сырье, что нужно делать и как достичь желаемого окраса, будет рассмотрено в данной статье.
Составы, применяемые для окраски бетонной смеси, называют пигментами.
- Минеральные. Среди неорганических наибольшую популярность приобрели составы на основе оксидов металлов. И это неспроста. Помимо их доступной стоимости, 25-летние исследования, проведенные немецкой компании Lanxess, выявили, что бетоны, окрашенные оксидными пигментами, дольше других сохраняют свой эстетичный вид.
- Органические. Из этой группы распространение получили кислотные красители по бетону, которые применяются уже на готовых поверхностях. Подробнее о том, как работать с данным типом пигментов, можно узнать, посмотрев видео в этой статье.
Пигменты выпускают в следующих формах:
- Суспензии – водно-дисперсионный жидкий пигментный раствор. Это наиболее удобный для применения вид, и работать с ним допустимо без специальной защиты органов дыхания. В недостатки, пожалуй, можно записать значительное процентное соотношение воды — то есть по весу такого состава нужно затратить больше, чем сухого пигмента. Соответственно, объёмы транспортных и погрузочно-разгрузочных работ увеличивается. Но для частного использования, конечно, это не имеет значения.
- Порошковые – это самый первый вид, который стали применять для колерования цементных растворов. Классический вариант – краситель порошок для бетона на основе красной кирпичной крошки, придающий изделию розоватый оттенок. Потом начали изготавливать порошковый пигмент с использованием оксидов металлов.
Но чтобы добиться более насыщенного окраса, требовалось большое количество красителя, что могло привести к снижению качества самого бетона. Да и работы по смешиванию таких пигментов сопровождались некоторыми потерями, так как они очень сильно пылили и разлетались по сторонам.
- Сыпучие – отличаются от порошковых тем, что менее подвержены пылеобразованию, а также улучшенной красящей способностью.
На заметку: цвета теплого спектра – красный, желтый, коричневый – держатся наиболее устойчиво, что практически не зависит от производителя и стоимости красителя. А вот синий, зеленый и черный цвета зачастую очень быстро блекнут, выцветают. Зеленый может превратиться в грязно-желтый или произойти другие неприятности. Если есть необходимость использовать такие пигментные красители для бетона – лучше обратиться к проверенным изготовителям.
От правильного подбора красителя зависит не только итоговый цвет, но и качество полученного изделия.
Какими характеристиками должен обладать пигмент:
- Устойчивость к щелочной бетонной среде. Если выбор идет среди предназначенных для цементных смесей составов, то беспокоиться не о чем. Об этом важно знать, если пробовать изготовить самодельные красители для бетона.
- Свето- и атмосферостойкость. В идеале, пигментам не подобает: выцветать под лучами ультрафиолета, вымываться и выветриваться под действием погодных условий и перепадов температур.
- Красящая способность также должна быть высокой. Нужно для того, чтобы не приходилось увеличивать процент красителя в бетоне, избыток которого может негативно отразиться на прочностных характеристиках. Помимо этого, на показатель красящей способности оказывает влияние тонкость помола пигмента, чем мельче крупицы, тем лучше будет их проникающее свойство.
- Есть еще одна особенность. Краситель должен растворяться не в воде затворения, а прочно закрепляться на цементном вяжущем веществе, обволакивая его частицы. Так повышается стойкость цвета. Этот критерий следует учитывать, если изготавливать пигмент своими руками, потому как все заводские, особенно продукты на неорганической основе соответствуют этому и остальным изложенным требованиям.
В основном цветовой ассортимент красителей ограничен базовой палитрой, это: красный, желтый, синий или голубой, зеленый и черный. Если необходимо получить дополнительные оттенки, то, достигают этого сочетанием основных пигментов.
Белого пигмента, хорошо справляющегося со своей задачей – не существует.
Белый цвет изделий достигается путем применения:
- Белого портландцемента по ГОСТ 965-89 вместо стандартного;
- Белых или прозрачных наполнителей;
- Иногда применяют двуокись титана, чтобы немного осветлить серый бетон.
На заметку: при пигментировании такого бетона получаются самые чистые окраски.
Но, все не так просто — на окончательный цвет влияет комплекс различных факторов. В первую очередь – это то, что бетон имеет собственный, в большинстве случаев серый окрас. Конечный оттенок всегда будет темнее чистых цветов, даже если применять самые качественные красители.
В таблице ниже приведен список некоторых выявленных компанией Lanxess в ходе многолетних исследований взаимосвязей – как свойства основного материала и окружающей среды влияют на итоговый результат.
1
Точно наоборот дело обстоит с темными наполнителями: желтый цвет блекнет. Это проявляется сразу при производстве, но еще заметнее становится в процессе эксплуатации под влиянием выветривания.
2
На изображении наглядно видно, что верхний ряд (менее насыщенный водой при изготовлении), с показателем В/Ц = 0,3 будет темнее, чем нижний, при В/Ц=0,4.
3
4
Это более ярко выражено при сравнении образцов, отверждение которых проистекало при разнице температуры порядка 30 градусов.
На фото: слева образцы, твердение которых происходило при +2°С, справа +35°С
Также на цвет влияет процент пигментирования от массы цемента. Понятно, что чем меньше красителя насыпать в бетон – тем тусклее получится результат. Однако существуют максимальные пределы содержания цветных добавок в цементной смеси. Они находятся в диапазоне 8-10%.
Для сильнокрасящих составов такой процент более чем достаточен, обычно хорошей интенсивной окраски добиваются добавлением всего 5% пигмента. А дальнейшее увеличение его содержания уже экономически нецелесообразно, так как разница в цвете становится несущественной.
А вот для простых красящих составов, линейная зависимость от их количества наблюдаться может довольно долго, выходя за рамки 10% расхода. Но такое большое добавление постороннего невяжущего вещества, влияет на технические характеристики бетона в худшую сторону, поэтому за расходом пигмента необходимо тщательно следить.
Оксидные компоненты показывают наиболее высокую стойкость цвета. Но, каким бы хорошими ни были пигменты-красители для бетона – высолов на поверхности таких изделий не избежать.
Они появляются в результате химических процессов, происходящих при отверждении смеси. Образовавшаяся свободная известь под действием влаги высаживается на поверхность.
Наиболее заметно это на декоративных поверхностях: ярко выражено на темных бетонах, и, совсем незаметно на белых. Можно пробовать счищать высолы или чем-то их обрабатывать.
Но, со временем (один – три года) свободная известь вымывается и выветривается под действием естественных погодных явлений, и поверхность возвращает себе презентабельный вид уже на долгие годы.
Точное дозирование и диспергирование (равномерное распределение по массе) неорганических красителей – залог качественного результата. Идеальную точность, конечно, обеспечить довольно трудно.
Допустимая погрешность для сильнокрасящих пигментов составляет 5%, иначе разница между партиями изделий будет сильно заметна.
А вот диспергирования можно достичь следующим образом:
- Предварительно смешать сухой пигмент с песком в течение 20 секунд при автоматизированном способе. Если это смеситель принудительного действия, время перемешивания должно быть продлено до 2 минут. В случае приготовления смеси своими руками – нужно просто хорошенько тщательно смешать сухие компоненты.
- Добавить цемент в полном объеме и перемешивать еще 20 секунд (2 минуты).
- Прибавить к полученной сухой смеси воду, смешивать еще минимум 1,5 минуты.
Важно! для каждого автобетоносмесителя существует своя инструкция, в которой оговорены минимальные промежутки времени на перемешивание, в первую очередь, следует ориентироваться на нее.
Путем выполнения данной последовательности смешивания точно дозированных составляющих, достигается наиболее качественное равномерное распределение красителя по всей массе бетонной смеси. Но нельзя загружать все компоненты одновременно, сколько их потом ни перемешивай – диспергирования уже не добиться.
В основном, это органический кислотный краситель для бетона, суть действия которого в окрашивании существующей каменной поверхности путем химической реакции со щелочной цементной средой. Таким способом покрытия приобретают тот или иной оттенок.
Те же оксиды металлов, входящие в состав кислотного красителя для бетона – проникают во «вскрывшийся» под действием кислоты цемент, и окрашивают его. Получается довольно износостойкий окрас поверхности, которую при желании можно отполировать и покрыть защитным лаком.
Наибольшей популярностью декоративный бетон пользуется при изготовлении тротуарной плитки. Таким изделиям надлежит обладать повышенными износостойкими характеристиками, соответственно, и пигменты, применяемые для них, должны быть высокого качества.
На втором по популярности месте располагается использование изделий из декоративных бетонов для облицовки фасадов зданий. Хоть такой материал и обойдется недешево, но служить он будет столько, сколько стоять и само строение.
Окрашенная в соответствии с технологическими требованиями цементная смесь, не теряет своих прочностных и других качеств, поэтому применять ее можно везде, так же как и обычный бетон. Использовать цветные панели для строительства домов.
Устраивать ограждения и архитектурные композиции. Или даже заливать им пешеходные тропки и укладывать выделенные автомобильные зоны парковок из окрашенного асфальтобетонного дорожного покрытия.
Конечно, производство цветных изделий выходит дороже, так как краситель бетона имеет свою, зачастую высокую стоимость. Но почти все поверхности рано или поздно окрашивают, и какая бы износостойкая краска ни использовалась – со временем она истирается или облезает. В этом плане, прокрашенный по всей своей массе материал, который долгие годы будет сохранять декоративный облик, не требуя ремонта, определенно выгоднее.
источник
19 Авг 2019 admin 9