Что влияет на цвет бетона

Обновлено: 09.05.2024

В настоящее время роль качества неуклонно растет. По этой причине такие понятия, как дозирование и распределение пигментов в бетоне; установятся очень важными критериями качества, так как высококачественный окрашенный продукт — это результат точной дозировки пигмента, добавленного к строительному материалу и равномерного распределения/диспергирования достаточного количества пигмента. Если говорить о диспергировании пигмента, то следует заметить, что вопрос о времени подачи пигмента в бетоносмеситель имеет на практике решающее значение. Хорошо зарекомендовал себя на практике метод, при котором пигмент смешивается с наполнителем за 15 секунд до подачи цемента. В дальнейшем процесс смешивания происходит так же, как и в случае непигментированного бетона. В любом случае не следует смешивать все компоненты одновременно или добавлять цемент в качестве первого компонента сразу же после подачи песка. Само собой разумеется, что большое значение имеет и время смешивания, а также тот факт, была ли достигнута однородность смеси или нет. Для каждого смесителя определено минимальное время смешивания. В бетоносмесителях принудительного действия этот период составляет от 1,5 до 2 минут. В том случае, если на предприятии по производству бетона доля цветного бетона является достаточно высокой, то возникает вопрос об автоматизации подачи пигмента. Известно, что любое техническое решение имеет как свои положительные, так и отрицательные стороны. В вопросе о преимуществах сухого или влажного дозирования тоже нет готового рецепта. Мы со своей стороны могли бы дать лишь рекомендации, которые в совокупности с детальным знанием местных условий и с учетом различных торгово-экономических показателей могли бы оказать нашим клиентам помощь в решении данного вопроса. Таблица, с которой вы сможете ознакомиться на следующей странице, демонстрирует в упрощенной форме преимущества и недостатки различных методик дозирования. Наряду с очевидными преимуществами автоматической подачи пигментов, производителю бетона открывается и ряд возможностей по расширению цветовой палитры окрашиваемого бетона. Выпускаются следующие основные пигменты с маркой Байферрокс: красный, черный и желтый. Однако на основе любого из этих тонов можно добиться целого ряда различных тонов и оттенков.

Диспергирование пигментов

Рекомендуемая последовательность заполнения смесителя: наполнители + пигмент -смешать предварительно + цемент + вода.

Время смешивания (для принудительного действия) — от 1,5 до 2 минут

Песок + пигмент — около 15-20 секунд
Песок + пигмент + цемент — около 15-20 секунд
Песок + пигмент + цемент + вода — около 1-1,5 минуты

Для каждого смесителя определен минимальный срок смешивания. В том случае, если процесс смешивания был короче или был нарушен определенный порядок подачи компонентов, однородность смеси может быть не достигнута. Время смешивания в значительной степени зависит от мощности смесителя. Приведенные выше данные о продолжительности перемешивания являются лишь ориентировочными сведениями.

Комбинируя два или три пигмента Байферрокс,можно получить неограниченное количество оттенков. Приведем конкретный пример: на рисунке внизу видно, как скомбинировав красный пигмент Байферрокс с черным пигментом той же марки, можно получить коричневый цвет. Современная техника в области бетоносмесителей позволяет осуществить одновременную подачу нескольких пигментов непосредственно в бетоносмеситель. Предварительное смешивание пигментов друг с другом проводить при этом не следует.

Воздействие условий отверждения на цвет бетона

Цементный камень, который возникает при смешивании цемента с водой для затворения, представляет собой в зависимости от температуры, при которой происходит отверждение бетона, более или менее крупные кристаллы. В свою очередь, от величины этих кристаллов зависит рассеивание света, падающего на бетон. При этом существует определенная закономерность: более высокие температуры отверждения вызывают образования более мелких игольчатых кристаллов. Более сильное рассеивание света игольчатыми кристаллами приводит, в свою очередь, к тому, что оттенок этого бетона кажется более светлым нежели чем оттенок такого же бетона, отверждение которого происходило при более низкой температуре. Этот феномен становится явным лишь тогда, когда разница температур становится значительной: например, когда бетон, отвержденный паром, сравнивается с бетоном при комнатной температуре.

Римский акведук, который 2000 лет тому назад снабжал Кельн водой из Эфеля, был построен из трассового цемента. Если бы этот античный «бетон» окрасили с помощью натуральной окиси железа, которая была известна уже тогда, то водопровод, который еще частично сохранился, по сей день сохранил бы свой цвет. Отклонения от первоначального тона в подобных случаях незначительны. Изменения цвета связаны с различными причинами и могут носить как временный (например, выцветы известняка), так и постоянный характер (например, обнажение наполнителя).

Высаливание известняка на бетоне

Высаливание бетона — это бич всех его производителей. Особенно важна эта проблема тогда, когда цвет имеет решающее значение и предъявляются повышенные эстетические требования к внешнему виду строительных материалов. Но прежде всего хотелось бы заметить, что ни пигменты марки Байферрокс, ни зеленая окись хрома, не оказывают никакого воздействия на высаливание бетона. Но само собой разумеется, что белые известковые пятна гораздо более заметны на окрашенном, нежели чем на натуральном сером или даже белом бетоне.

Известковые пятна возникают на поверхности бетона, потому что при схватывании цемента происходит образование свободной извести, которая, растворяясь в воде для затворения (первичное высаливание) и в примесной воде, например в дождевой или талой (высаливание), попадает на поверхность бетона и, вступая в реакцию с углекислым газом, находящимся в воздухе, превращается в нерастворимый карбонат кальция. При этом важную роль имеет пористость бетона.

Чем выше плотность бетона, тем менее он склонен к появлению известкового высаливания. Находящийся на поверхности бетона карбонат кальция вступает в медленно протекающую реакцию с растворенным в воде углекислым газом и превращается в гидрокарбонат, растворимый в воде. Таким образом появившиеся высаливания могут и исчезнуть. Само собой разумеется, что и кислые частицы, находящиеся в атмосфере, растворяют известковые отложения на поверхности бетона. Фирма Ланксесс подготовила специальное издание, касающееся вопросов известковых отложений на бетоне, которое может быть предложено клиенту по его желанию.

Выветривание цементного камня

В зависимости от состава смеси, способа уплотнения и т.д. на поверхности бетона находится более или менее толстый слой, который состоит из мельчайших частиц наполнителя и цемента. Атмосферное воздействие на протяжении многих лет приводит к тому, что происходит обнажение частиц наполнителя, находящихся на поверхности бетона, что, в свою очередь, приводит к тому, что цвет, этих частиц начинает влиять на общий цвет бетонной поверхности. То, что изменение цвета происходит в достаточно узких границах, находит свое подтверждение на фотографиях, приведенных ниже. По сравнению с образцом, который не подвергался атмосферному воздействию, бетонная стена, которая в течение 25 лет подвергалась любым атмосферным воздействиям, практически не изменила цвет, если не принимать во внимание легкое поверхностное загрязнение.

Погодостойкость пигментов

В том случае, если погодостойкие пигменты Байферрокс, зеленая окись хрома применяются для окраски строительных материалов, то можно быть уверенным в том, что устойчивость и долгосрочность окраски гарантированы. Это утверждение неголословно и опирается на накопленный опыт и результаты почти двадцатипятилетних исследований в области устойчивости пигментов. Во время этих исследований выяснилось, что только соответствующие результаты испытаний на атмосферную коррозию позволяют делать заявления о погодостойкости пигментов, применяемых для окраски строительных материалов.

Влияние количества пигмента на конечный результат

Сведения об оптимальном количестве пигмента необходимы для получения желаемых результатов, помогают сэкономить средства, т.к. в данном случае вы не будете применять больше продукта, чем необходимо. В том случае если мы увеличиваем количество пигмента, то тем самым на первом этапе мы достигаем линейного увеличения интенсивности окрашивания. При дальнейшем увеличении количества пигмента наступает момент, когда цвет перестает меняться, изменение его интенсивности перестает быть хоть сколько-нибудь значительным. Таким образом, увеличение количества используемого пигмента становится с этого момента экономически невыгодным. Определение диапазона насыщения зависит в том числе и от системных характеристик бетона: однако в среднем в случае применения пигментов Байферрокс, отличающихся высокой окрашивающей способностью, их количество не должно превышать 5% (из расчета на количество связующего). В случае использования пигментов с более низкой окрашивающей способностью граница насыщения достигается при добавлении значительно большего количества пигмента. Однако может случиться так, что количество пигмента, необходимое для того, чтобы добиться получения какого-то определенного оттенка, может вырасти до такой степени, что это приведет к увеличению мучной фракции, а это, в свою очередь, может повлечь за собой негативные последствия и вызовет ухудшение технологических качеств бетона.

Соотношение воды и цемента и цвет бетона

Неторопливо потягивая пиво, задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему пивная пена белая, в то время как само ячменное пиво желтое? Пена состоит из массы воздушных пузырьков, которые рассеивают свет подобно тому, как это делают белые пигменты. Этот пример является очень важным для понимания взаимосвязи между цветом бетона и водоцементным отношением. Избыток воды для затворения испаряется из бетона и оставляет пустоты в виде мелких пор. Эти поры подобны пузырькам в пивной пене: они рассеивают падающий свет и таким образом просветляют бетон. Чем выше величина водоцементного отношения, тем более светлым кажется бетон. Если мы посмотрим на фотографии, то увидим, что на серый бетон без добавления пигментов это правило распространяется так же, как и на окрашенный бетон.

Как применяются эти сведения на практике?

Если сравнивать оттенки разных видов бетона, резко отличающихся друг от друга содержанием воды (например, бетонную брусчатку и монолитный бетон), то можно заметить, что даже при одинаковом количестве использованного пигмента цвет сравниваемых образцов различен.

Однако другая картина наблюдается при сравнивании образцов в рамках одной группы продуктов. Диапазон консистенций, которые гарантируют идеальную обрабатываемость бетона, в данном случае резко ограничен, что заставляет производителя, как правило, строго следить за тщательным соблюдением дозирования воды для затворения. По этой причине цветовые колебания в рамках одной линии продуктов, обусловленные величиной водоцементного отношения, являются, скорее исключением, чем нормой. Подобные отличия могут стать более заметными, если слишком высокая влажность бетона повлечет за собой более интенсивное взмучивание на его поверхности. В этом взмученном слое, называемом также при производстве брусчатки «апельсиновой коркой», содержатся мельчайшие частицы бетона, являющиеся его компонентами: цемент, мучная фракция, а также излишки пигмента, которые придают бетону другой вид по сравнению с поверхностью, для которой характерна незначительная взмученность.

Цвет бетона в зависимости от содержания цемента

При окраске бетона окрашивается не наполнитель, а цементное вяжущее, которое покрывает отдельные частицы наполнителя. Размышляя о том, влияет ли содержание цемента в цветном бетоне на цвет окрашенного бетона, мы можем упрощенно представить себе, что в данном случае речь идет о двухкомпонентной смеси, а именно о смеси цветного цементного вяжущего и наполнителя. Чем больше мы «разбавляем» цветное цементное вяжущее наполнителем, тем менее насыщенным становится цвет бетона. Это теоретическое предположение подтверждается и на практике. При одинаковом уровне пигментирования, который обычно рассчитывается в процентах в расчете на вес цемента, бетон с высоким содержанием цемента имеет значительно более интенсивную окраску, нежели чем бетон с низким содержанием цемента.

Цвет бетона – эстетический фактор, который учитывают застройщики при строительстве. От оттенка застывшего бетонного раствора напрямую зависит привлекательность сооружения. Также цветовая палитра БСГ важна при необходимости окрашивания смеси с помощью специальных пигментов (исходный оттенок оказывает значительное влияние на итоговый результат).

Что определяет цвет бетона?

На оттенок бетонного раствора влияет множество факторов. Среди основных следует отметить:

цвет используемого цемента (серый оттенок цемента делает пигмент более тусклым, что важно учитывать при окрашивании бетонного раствора красителями);
оттенок песка (чтобы цвет получился более насыщенным без грязного оттенка, рекомендуется использовать белый морской песок);
фракция и оттенок заполнителей (чем крупнее фракция используемого заполнителя, тем больше вероятность, что гранулы не окрасятся полностью; также важно учитывать цвет зерна – при добавлении пигмента происходит визуальное смешение оттенков, что может привести к нежелательному результату);
количество и качество используемого красителя (в соответствии со стандартом, количество пигмента в бетонной смеси не должно превышать 6% от объема применяемого вяжущего вещества, так как излишек краски может привести к потере эксплуатационных преимуществ бетонных изделий);
процентное соотношение воды в составе (чем больше количество воды, тем пористее структура застывшего бетона, а значит, пигмент рассеивается, и бетонное изделие приобретает менее интенсивную окраску);
количество цемента (важно понимать, что пигмент окрашивает не заполнитель, а именно вяжущее вещество, таким образом, раствор, в котором пропорции цемента больше, будет гораздо интенсивнее окрашен).

Чтобы получить максимально насыщенный оттенок при окрашивании бетонного раствора пигментом, важно подбирать цемент и песок, цвет которого наиболее приближен к белому. Такая смесь намного лучше поддается колорированию. Не следует увеличивать количество красителя, рекомендованное стандартом, так как подобное пренебрежение рецептурой негативно сказывается на качестве изготовленных изделий.

Рассмотрим подробно от каких факторов зависит Цвет окрашиваемых бетонных изделий.

1. Пигменты

Для окрашивания бетонных изделий применяются минеральные пигменты - оксиды металлов не меняющие цвета в процессе эксплуатации. В некоторых случаях допустимо применять органические свето- щелочестойкие пигменты.

2. Цвет

С помощью оксидных пигментов, применяемых для окраски бетонов, можно получить практически любой тон или оттенок, пользующийся наибольшим спросом.

Красный: от желто-красного до сине-красного
Желтый: от желто-зеленого до красно-желтого
Коричневый: от бежевого до шоколадного
Черный: от стального до антрацита
Зеленый: от салатного до темно-зеленого
Синий: от голубого до темно-синего

Следует учесть, что достичь чистых колеров можно лишь при использовании белого цемента.

Цвет окрашиваемых бетонных изделий зависит от колера цемента. Серо-черная гамма цветов не зависит от типа применяемого цемента - белого или серого, но насыщенный антрацитовый цвет можно получить только на белом цементе. Грубые, сильно насыщенные цвета (красный, желтый, зеленый, синий) можно получить на сером цементе. Чистые пастельные колера (розовый, голубой, салатный) можно получить только на белом цементе при малой дозировке пигментов.

3. Интенсивность окраса

Интенсивность окраски бетона зависит от следующих факторов:

показателя окрашивающей способности пигмента;
количества вносимого пигмента в бетонную смесь;
сорта цемента;
цвета и качества заполнителей;
количества и качества воды в бетонной смеси;
режима твердения изделий;
типа применяемого материала для формования лицевой поверхности изделий.

3.1. Влияние количества и качества пигментов

Добиться одного цвета можно при применении пигментов разных фирм. Показатели окрашивающей способности являются решающими для выбора пигмента с точки зрения экономичности. Применение высококачественных дорогих пигментов в ряде случаев экономичнее низкокачественных, дешевых пигментов ввиду малого количества необходимого для достижения конкретного цвета или оттенка а также высокой стабильности цвета пигментов.

Для получения большинства цветов и оттенков бетона целесообразно смешение пигментов. Для получения темных оттенков рекомендуется смешивать черный пигмент со всеми видами пигментов. В некоторых случаях необходимо смешивание до трех пигментов.

Допустимо применение органических щелочестойких слабовыгорающих на солнце пигментов. Органические пигменты целесообразно применять в сочетании с неорганическими пигментами.

Наиболее качественный окрас обеспечивают пигментные пасты, производимые специально для бетонных смесей.

Конкретный цвет или его оттенок подбирается исключительно опытным путем каждым производителем декоративных бетонных изделий.

3.2. Влияние цемента

Сорт серого цемента значительно влияет на оттенок, чистоту цвета окрашиваемого бетона. Наибольшую чистоту цвета дают бездобавочные цементы. Следует учесть, что оттенки окрашиваемого бетона значительно изменяются в зависимости от завода-поставщика цемента и даже от партии цемента одного сорта с данного завода. Степень окраса бетона тем интенсивнее, чем больше цемента присутствует в бетонной смеси. Постоянство цвета изделий, особенно для бетонов на серых цементах, достигается введением большого количества пигментов в бетонную смесь: 3-5% для импортных пигментов и 5-8% для отечественных пигментов.

3.3. Влияние заполнителей

Цвет заполнителей (песка и щебня) для окрашенных бетонных изделий изготавливаемых на основе серого цемента по литьевой технологии мало влияет на степень окраса. Для изделий на основе белого цемента на интенсивность и чистоту цвета в большей степени влияет степень загрязненности песка пылью и глиной чем цвет заполнителей.

3.4. Количества воды в бетонной смеси

Степень окраса бетона тем интенсивнее, чем меньше воды присутствует в бетонной смеси. Жесткая вода с большим количеством карбонатов значительно ослабляет интенсивность цвета.

3.5. Влияние режима твердения изделий

Степень окраса бетона тем интенсивнее, чем ниже начальная температура твердения изделий. Цвет изделий, подвергнувшихся пропарке или сильному нагреву в ранние сроки схватывания, имеет блеклый мучной оттенок. Длительная выдержка изделий в формах усиливает интенсивность цвета.

4. Хранение и эксплуатация окрашенных бетонных изделий

Применение в качестве окрашивающего компонента в бетонных изделиях оксидов металлов высокого качества в значительных количествах обеспечивают постоянство цвета в процессе всего срока эксплуатации изделий.

Органические пигменты в чистом виде в бетонных изделиях выгорают в большинстве случаев в течение 1-3 лет эксплуатации. Сочетание минеральных пигментов с органическими изменяет колер изделий в процессе эксплуатации в светлую сторону без значительного снижения интенсивности окраса.

Поверхность высокопрочных бетонных изделий изготовленных по литьевой технологии, подвергающихся в процессе эксплуатации, воздействию истирающих нагрузок, приобретает шелковистый блеск, характерной для каменных лощеных поверхностей. Изделия, не подвергающиеся в процессе эксплуатации истирающим нагрузкам, имеют более светлый неравномерно окрашенный мучнистый оттенок.

5. Борьба с высолами

Высолы на поверхности изделий появляются вследствие миграции свободной извести и сульфата натрия содержащихся в цементе, химических добавках или в воде затворения к поверхности бетонных изделий.

Радикальных способов борьбы с высолами не существует.

Для сокращения проявления высолов на поверхности изделий следует принять следующий комплекс мер:

применять только бездобавочные цементы;
применять мягкую или химически очищенную воду.
выдерживать бетонные изделия в формах 48 часов;
при укладке изделий лицом к лицу на поддоны перестилать лицевые поверхности влагопоглощающим материалом;
изделия, на которых выступили высолы, не следует смывать кислотными моющими средствами.

Единственный случай, когда высолы играют положительную роль в смысле декоративности, является применение цементов с большим количеством добавок или щелочных окислов без пигментов или с небольшим количеством технического углерода. Такие цементы придают изделиям вполне приличный пепельно-серый колер.

Наибольшую гарантию от высолов дает только вторичная защита поверхности бетонных изделий силиконовыми пропитками на основе органических растворителей достаточно глубоко проникающих в поры плотного бетона. Силиконовые пропитки связывают свободную окись кальция и образуют нерасторимые соединения. Стоимость таких пропиток весьма высока. Применение паро-, водонепроницаемых покрытий для защиты бетонных изделий от высолов (например полиуретановых) через один-два сезона приведет к успешному отслаиванию покрытия вместе с 2-3 мм слоем бетона вследствии разности объемного расширения материалов.

6. Многоцветный окрас бетонных изделий

Для придания большей выразительности для бетонных изделий с фактурной поверхностью рекомендуется на поверхность форм наносить цементную краску контрастного цвета. В ряде случаев целесообразно на слабоокрашенные изделия необходимо на поверхность наносить более интенсивный цвет того же колера и напротив, на темноокрашенные изделия следует наносить краску аналогичного менее интенсивно окрашенного колера.

Цвет бетона – критерий, на который следует обращать особое внимание в процессе возведения построек. От оттенка застывшей бетонной смеси непосредственно зависит визуальная привлекательность здания. Также колористическая палитра раствора учитывается перед предполагаемой процедурой окрашивания БСГ с помощью специальных пигментирующих присадок, которые влияют на итоговый результат.

От чего зависит цвет бетонного раствора?

На колористическую палитру бетонной смеси влияет целый перечень аспектов, среди которых следует обратить внимание на:

цвет используемого вяжущего компонента (серый цвет портландцемента или цементного порошка делает пигмент более тусклым, что важно учесть при окрашивании бетонной смеси красителями);
оттенок песка (для максимальной насыщенности цвета без грязного оттенка стоит использовать белый нерудный материал морского происхождения);
окрас и фракция заполнителей (чем крупнее размер зерен, тем больше вероятность, что они не окрасятся полностью, также следует брать во внимание оттенок наполнителя: при изготовлении смеси происходит визуальное смешение оттенков, что может привести к ненужному эффекту);
количество и качество пигмента (пропорция красителя не должна превышать 6%, так как пренебрежение данной рекомендацией может негативно сказаться на эксплуатационных качествах изготавливаемой бетонной смеси);
количество используемой воды (чем больше жидкости, тем более пористой становится структура бетона, а значит пигмент распределяется неравномерно, что приводит к снижению его интенсивности);
пропорция отвердителя (краситель не закрашивает цемент, что также влияет на насыщенность цвета бетона).

Для получения максимально интенсивного цвета при окрашивании бетона с помощью пигмента следует отдавать предпочтение цементу и песку с оттенком, максимально приближенным к белому. Такая смесь окрасится лучше всего. Не стоит увеличивать количество красителя в составе, ведь пренебрежение рецептурой способно снизить эксплуатационные преимущества изготавливаемого раствора, тем самым, повышая риск деформации, растрескивания и крошения готовой конструкции.

Соотношение воды и цемента и цвет бетона

Как применяются эти сведения на практике?

Цвет бетона в зависимости от содержания цемента

Читайте также: