Информация в этом разделе приводится исключительно в рекомендательных целях, и все операции с пигментами вы осуществляете на свой страх и риск.
Виды пигментов
Различают две группы пигментов:
- Минеральные. Среди неорганических материалов наибольшую популярность приобрели составы на основе оксидов металлов, и это неслучайно: они не только недорогие, но и более долговечны. Как показали исследования немецкой компании Lanxess, проводившиеся в течение 25 лет, бетон, окрашенный с помощью оксидного пигмента, сохраняет свои эстетические свойства дольше, чем бетонные изделия, изготовленные с помощью других типов красителей.
- Органические. В группе органических пигментов широкое распространение получили кислотные красители по бетону, которые применяются уже на готовых поверхностях.
С точки зрения формы различают суспензии, порошковые и сыпучие красители. Наиболее удобны для работы суспензии, которые представляют собой водно-дисперсионный жидкий пигментный раствор. При работе с суспензиями обязательно защищать органов дыхания. Недостатком этой формы пигментов является высокий расход готового состава. Порошковые красители стали применять для колерования цементных растворов одними из первых. Однако значительно количество красителя, которое добавлялось в бетон, могло привести к снижению качества самого бетона. Сыпучие красители отличаются от порошковых меньшей подверженностью пылеобразованию и улучшенной красящей способностью.
Цвета теплого спектра — красный, желтый, коричневый — самые стойкие, и это почти не зависит от производителя и стоимости красителя. А вот синий, зеленый и черный цвета зачастую очень быстро блекнут и выцветают, поэтому такие красители лучше приобретать у проверенных производителей.
Какой краситель использовать?
От правильного подбора красителя зависит не только итоговый цвет, но и качество изделия.
Какими характеристиками должен обладать пигмент:
- Устойчивость к щелочной бетонной среде.
- Свето- и атмосферостойкость. Пигмент не должен выцветать под воздействием солнечных лучей, вымываться и выветриваться под действием погодных условий и перепадов температур.
Красящая способность также должна быть высокой. Это необходимо для того, чтобы не приходилось увеличивать процент красителя в бетоне. Излишнее количество красителя может негативно сказаться на прочностных характеристиках изделия. На красящую способность пигмента также влияет тонкость его помола: чем мельче крупицы, тем лучше будет их проникающее свойство.
Оттенки неорганических пигментов
В основном цветовой ассортимент красителей ограничен базовой палитрой — это красный, желтый, синий или голубой, зеленый и черный. Если необходимо получить дополнительные оттенки, этого достигают сочетанием основных пигментов.
Рисунок 1 (этот рисунок было бы отлично перерисовать или найти аналог на американских ресурсах)
При смешивании базовых (первичных) цветов в равных пропорциях можно получить вторичные, такие как зеленый, оранжевый, фиолетовый и коричневый, после чего — третичные, к примеру, оливковый и другие.
Белый цвет
Белого пигмента, хорошо справляющегося со своей задачей, не существует.
Белый цвет изделий достигается путем применения белого архитектурного бетона
При пигментировании белого бетона получаются самые чистые тона.
Факторы, влияющие на оттенок
На окончательный цвет изделия влияет комплекс различных факторов. В первую очередь это то, что бетон имеет собственный, в большинстве случаев серый оттенок. Конечный оттенок всегда будет темнее чистых цветов, даже если применять самые качественные красители.
Ниже обобщаются выявленные компание Lanxess в ходе многолетних исследований связи между свойствами основного материала и окружающей среды и итоговым результатом.
1. Собственный цвет заполнителя цементной смеси – песка и щебня. Белый щебень и прозрачный или светлый кварцевый песок улучшают внешний вид светлых пигментов, но при этом темные тона осветляются. С темными наполнителями все с точностью до наоборот: желтый цвет блекнет. Изменение тона заметно сразу при производстве и становится еще более заметным в процессе эксплуатации под влиянием выветривания.
2. Водоцементное соотношение бетонной смеси также играет свою роль: чем больше воды, тем светлее бетон. Это происходит за счет повышенного порообразования во время испарения лишней воды. При попадании света на сформировавшиеся в бетоне поры поверхность становится визуально светлее.
Изображение наглядно показывает, что верхний ряд (менее насыщенный водой при изготовлении), с показателем В/Ц = 0,3 будет темнее, чем нижний, при В/Ц=0,4.
3. Если рассматривать отношение цемента к наполнителю, то здесь тоже вырисовывается закономерность. Так, чем больше в составе песка и щебня, тем менее интенсивным получается цвет. Это обусловлено тем, что пигмент для бетона окрашивает именно цементное вяжущее вещество, и чем больше его будет, тем насыщеннее получится цвет.
Температура, при которой происходит отверждение бетона. Данный показатель влияет на величину кристаллов, образовывающихся в процессе застывания смеси. При высокой температуре формируются кристаллы незначительно меньшего размера, чем при низкой. Попадая на эти игольчатые образования, свет рассеивается, поэтому чем меньше кристаллы, тем светлее выглядит поверхность.
Различие более ярко выражено при сравнении образцов, отверждение которых протекало при температуре окружающей среды с разницей примерно в 30 градусов.
На фото слева: образцы, отверждение которых происходило при +2°С, справа: при +35°С
На цвет также влияет соотношение пигмента и бетонной смеси. Очевидно, что чем меньше красителя в бетоне, тем менее выражен тон. В то же время существуют пределы содержания цветных добавок в цементной смеси, которые находятся в диапазоне 8–10%.
Для сильнокрасящих составов такого процента более чем достаточно — обычно хорошей интенсивной окраски добиваются добавлением всего 5% пигмента. А дальнейшее увеличение его содержания уже экономически нецелесообразно, так как разница в цвете становится несущественной.
Отличие красителей разных производителей при одинаковом их соотношении в смеси. Слева – пигментный порошок, справа – современный сыпучий краситель.
А вот при добавлении простых красящих составов линейная зависимость качества тона от количества пигмента наблюдается в широком диапазоне значений, превышающих 10% от массы смеси. Однако значительный объем постороннего вещества в смеси ухудшает технические свойства, поэтому за процентным содержанием пигмента в смеси необходимо тщательно следить.
Изменение цвета с течением времени
Оксидные компоненты показывают наиболее высокую стойкость цвета. Но какими 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, что наиболее заметно на декоративных поверхностях: ярко выражено на темных бетонах, и совсем незаметно на белых. Можно пробовать счищать или чем-то обрабатывать высолы. В то же время такие дефекты исчезают под воздействием атмосферных явлений самостоятельно, в результате вымывания и выветривания свободной извести.
Особенности приготовления цветной бетонной смеси
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.
Поверхностные органические красители
В основном, это органические кислотные красители для бетона, суть действия которых заключается 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.
