Цветной бетон и пигменты
Пигменты – это сухие красящие порошки нерастворимые в воде, масле и растворителях. Они могут быть минеральными и органическими, а по способу получения – природные и искусственные. Для получения природных минеральных пигментов производят механическую обработку природных материалов: помол, просев, отмучивание. Искусственные минеральные пигменты получают путём термообработки минерального сырья. Кроме сухих порошковых пигментов получают пигменты в виде паст-концентратов, эмульсий и микрокапсул.
Свойства пигментов. Абсолютно все пигменты обладают определённым цветом, потому что способны избирательно отражать лучи дневного света. Как только на пигмент падает луч света, то часть лучистой энергии поглощается, а другая часть отражается, окрашивая пигмент в цвет отражённых лучей. Например, пигмент, отражающий почти весь, падающий на него свет, кажется нам белым, а пигмент, поглощающий падающий на него свет – чёрным. Химсостав пигмента обуславливает и его свойства: термостойкость, коррозионную и химическую устойчивость, цвет. Содержание водорастворимых солей в пигментах должно быть минимальным, потому что они вымываются водой. Чем тоньше частицы порошка, тем выше укрывистость и, естественно, красящая способность пигмента, а также меньше расход.
Укрывистость – это способность пигмента при нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет поверхности, на которую нанесен пигмент. Наилучшая укрывистость при использовании пигмента с частицами 0,2 – 10 мкм. Укрывистость выражается в граммах пигмента нужного, чтобы сделать невидимым цвет закрашиваемого участка площадью в 1м2. Укрывистость считают хорошей, если она составляет 20-60 г/кв.м. Например, укрывистость железного сурика 35 г/кв. м., а у охры – 180 г/кв.м.
Красящая способность – способность пигмента передавать свой цвет смеси с белым пигментом.
Маслоёмкость – способность пигмента удерживать на своей поверхности частицы масла. Выражается эта способность в граммах на 100 г пигмента и колеблется от 40 до 100. Так как стоимость олифы выше, чем стоимость пигмента, то экономичны пигменты с малой маслоёмкостью. К тому же, чем меньше олифы пойдёт на краску, тем долговечнее покрытие.
Светостойкость – способность пигмента сохранять свой цвет под действием ультрафиолета. Некоторые органические пигменты обесцвечиваются во время эксплуатации, а из природных пигментов большинство – светоустойчивы. Некоторые пигменты изменяют свой цвет при соприкосновении с цементом. Такие пигменты не применяют для изготовления красочных составов для бетона. Почти все природные пигменты являются щелочестойкими и их можно наносить на бетон, также щелочестойки многие искусственные пигменты – титановые белила, оксид хрома, органические пигменты <алый> и <оранжевый>.
Выбор сырья. Пигменты для окраски бетона: не должны вступать в реакцию с цементом, выцветать под действием света и погодных условий, не должны растворяться в воде для растворения, но должны быть щелочестойкими. Всем этим условиям отвечают неорганические оксидные пигменты.
Цемент. Данных о несовместимости цемента и оксидных пигментов нет. Поэтому все типы цементов могут использоваться в производстве цветных бетонов. Цвет самого цемента тоже оказывает влияние на цвет изделия. Так серый цвет цемента приглушает все цвета и оттенки, поэтому при окраске бетона из обычного портландцемента невозможно добиться яркости и сочности, которые можно получить лишь при использовании белого цемента. Для получения бетона светлых тонов, а также зелёного бетона необходимо использовать только белый цемент. Степень чистоты цвета и насыщенности зависит и от самого пигмента. При окрашивании черным пигментом нет отличия, какой бы бетон не применялся. При использовании темно-коричневого или красного пигмента отличие незначительно. Если берётся для окрашивания желтый или синий пигмент, то отличие значительное. Чем выше степень чистоты желаемого оттенка и, чем он светлее, тем больше необходимость использования белого цемента. Различные виды цемента всегда имеют и различные оттенки серого цвета. Цвет цемента различается в зависимости даже от того, какой завод его выпустил. Эти различия особенно заметны на бетоне, окрашенном в светлые тона.
Из вышесказанного делаем вывод, что бетонные детали, образующие оптически цельную поверхность, например, фасад театра, должны быть изготовлены из цемента одного типа, произведённого одним и тем же цементным заводом.
Заполнители. При добавлении в бетон пигмента происходит окраска только цементного камня, он покрывается тонким слоем частиц пигмента. Но при длительной эксплуатации происходит обнажение заполнителя, поэтому изменяется зрительное впечатление при взгляде на бетонную поверхность. Чтобы этого не происходило желательно, собственную окраску наполнителя подбирать схожей с цветом цементного камня.
Зависимость цвета бетона от его состава. Необходимое количество пигмента, для введения в бетонную смесь определяется не только желаемым цветом, но и экономической целесообразностью. Вначале увеличение количества пигмента увеличивает и интенсивность окраски, но наступает момент, когда при увеличении количества пигмента цвет перестаёт меняться, и дальнейшее увеличение пигмента становится экономически невыгодным. В среднем, при применении чешских пигментов, с их высокой красящей способностью, количество пигмента не должно превышать 5% от массы цемента.
Соотношение воды и цемента. Избыток воды затворения испаряется из бетона, оставляя мелкие поры, которые рассеивают падающий свет, просветляя бетон. Чем больше было воды, тем светлее кажется бетон. Если мы <разбавляем> цветное цементное вяжущее заполнителем, то чем больше наполнителя, тем менее насыщенным становится цвет бетона. Точность дозировки пигментов, цемента, наполнителя и воды не ниже +5%.