Железоокисные пигменты для бетона

Существует целый класс неорганических красящих веществ, так называемых железоокисных пигментов. Оксиды железа имеют широкую цветовую гамму: от зеленовато-желтых оттенков до сине-черных.

Свойства железоокисных пигментов

1. Показатель pH водной суспензии пигмента.
Железоокисные пигменты должны иметь значение равное или больше нормального pH=7, так как цементная смесь имеет щелочную реакцию среды и использование пигмента с низким значением pH приведет к полному обесцвечиванию смеси.

2. Укрывистость.
Укрывистость показывает расход пигмента на покрытие единицы поверхности. Чем меньше показатель укрывистости, тем меньше пигмента потребуется.

3. Интенсивность.
Это способность пигмента передавать при смешивании свою окраску другим веществам с той или иной насыщенностью тона. Интенсивность выражается в процентах по отношению к эталону, заданому заводом-производителем.

4. Дисперсность.
Это тонкость помола пигмента. Чем меньше помол, тем выше красящая способность пигмента.

5. Светостойкость.
Это устойчивость пигмента к фотохимическому разрушению.

6. Термостойкость.
Свойство пигмента сохранять свой цвет в определенном интервале температур.

7. Постоянство цвета пигмента.
Это стабильность оттенка пигментов от партии к партии.

8. Содержание водорастворимых примесей.

Принципы окрашивания бетонных смесей железоокисными пигментами

Традиционно для окрашивания бетонных изделий применяются железоокисные пигменты, которые обладают высокой красящей способностью и низкой укрывистостью. Они устойчивы к действию света, солей, слабых кислот и щелочей. Именно благодаря этому железоокисные пигменты получили широкое распространение в окрашивании продуктов гидротации портландцемента (цемента).

Железоокисные пигменты бывают отечественного и импортного производства. В зависимости от страны происхождения для получения цветного бетона пигменты вводятся в количестве 3-15% от веса цемента. Важно, что дисперсность железоокисных пигментов значительно выше дисперсности портландцемента, поэтому превышение указанной выше концентрации ведет к резкому повышению водопотребности смеси, что приводит к повышению пористости бетона и значительному снижению прочности при заливании бетона.

Выбирая для себя линейку пигментов, важно знать следующие моменты:

1. Эффективность применения пигмента зависит от технических характеристик оборудования. Для достижения хорошего перемешивания при малом количестве пигмента в большой массе смеси требуется оборудование с высокой скоростью перемешивания

2. При окрашивании бетонной смеси пигмент окрашивает только цементное вяжущее, а не наполнитель, поэтому при одинаковом количестве пигмента смесь с высоким содержанием цемента будет интенсивней окрашена, чем смесь с низким.

3. Для получения цветов цемента, отличных от цветов отдельно взятых пигментов, можно использовать два и более пигментов. При использовании комбинированного окрашивания несколькими пигментами предпочтительно смешивать их до получения необходимого оттенка перед их добавлением в цемент. При этом всё равно потребуется больше времени для перемешивания смеси, чем при окрашивании пигментом одного цвета.

4. Собственный цвет цемента оказывает влияние на цвет готового изделия. Серый цвет приглушает все цвета, а соответственно при изготовлении на основе обычного портландцемента бывает невозможно добиться яркости и сочности цвета. В этом случае используют белый цемент, который применяют также для получения светлых тонов, зеленого и синего оттенков.

5. Различные виды цемента имеют различные оттенки серого цвета. Даже цемент одного типа значительно отличается в зависимости от завода производителя. Эти различия проявляются на окрашиваемом бетоне, при этом бетон, окрашенный в светлые тона, более чувствителен в подобным различиям, чем бетон, окрашенный в темные тона. Таким образом, бетонные изделия одной партии должны изготавливаться из цемента одного типа, произведенного на одном и том же заводе.

6. При получении бетона светлых тонов возможно влияние цвета наполнителя на конечный оттенок цвета бетонного изделия. В этом случае также необходимо руководствоваться принципом единого состава при изготовлении изделий одной партии. Данное влияние значительно снижается, когда речь идет о коричневом и черном бетоне.

7. Плотность бетона не оказывает значительного влияния на его цвет, однако, пористый бетон. будучи плохо уплотненным, имеет тенденцию к образованию высолов в процессе хранения и эксплуатации. Появление высолов изменяет внешний вид цветного бетона и является частой причиной рекламаций. Пигмент не оказывает никакого влияния на появление высолов, однако высолы более заметны на окрашенном, нежели на натуральном сером.

8. Различные условия твердения бетона часто являются причиной изменения цвета. Цвет может измениться за счет быстрого испарения воды и её конденсации на поверхности бетона, что приводит к образованию тонкого налета. Для стабильности окраса необходимо соблюдать температурный режим и объем воды, используемый для затворения бетона. Существует определенная закономерность: более высокая температура твердения вызывает 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.

9. Железоокисные пигменты можно разделить на «сильные» (с высокой красящей способностью) с критической объемной концентрацией 10% и относительно «слабые» с критической объемной концентрацией 25%. Если для получения нужного оттенка требуется более 10% отдельно взятого пигмента от массы цемента, рекомендуется применять меньшую порцию «сильного» пигмента, так как большие пропорции пигмента снижают прочность цемента за счет увеличения водопотребления. Если необходимо получить бетонную продукцию пастельного цвета, то обычно трудно распределить очень маленькие пропорции «сильного» пигмента и более удобно применять большую порцию «слабого» пигмента.

10. Специфика приготовления окрашенной бетонной смеси основана на следующих принципах:
1) дозировка пигмента по весу, так как пигменты имеют различную плотность
2) необходимость соблюдения одного времени перемешивания, обеспечивающего равномерную окраску смеси

Основными производителями железоокисных пигментов являются китайские, чешские и немецкие заводы. Наиболее привлекательными с точки зрения качества и цены на данный момент являются китайские пигменты. Среди чешских наиболее привлекательными являются коричневые и красные цвета. Германские пигменты являются неоспоримыми лидерами по качеству, но имеют очень высокую стоимость и нерентабельны для производства тротуарных покрытий.

Есть ряд отечественных пигментов, которые могут быть рекомендованы для производства декоративного бетона. Данные пигменты имеют удовлетворительные характеристики и низкую стоимость, что дает положительный экономический эффект от их применения в сравнении с импортными.