Покраска цементного раствора на этапе замеса

Покраска цементного раствора на этапе замеса, также известная как объемное окрашивание или пигментация, является эффективным методом придания цвета бетону и цементным смесям. Этот процесс позволяет получить равномерный и долговечный цвет, который проникает вглубь материала, в отличие от поверхностной окраски. Для достижения наилучших результатов необходимо тщательно подбирать материалы и соблюдать пропорции.

1. Выбор пигментов

Основным компонентом для окрашивания цементного раствора являются пигменты. Не все пигменты подходят для использования с цементом, так как они должны быть устойчивы к щелочной среде цемента и воздействию ультрафиолетового излучения.

1.1. Типы пигментов

Наиболее распространенными и подходящими для цемента являются неорганические пигменты. Они обладают высокой светостойкостью, устойчивостью к щелочам и атмосферным воздействиям.

• Оксиды железа: Это наиболее популярные пигменты для цемента, доступные в широком диапазоне цветов, включая красный, желтый, коричневый и черный.
  • Красные оксиды железа (гематит, Fe2O3) дают оттенки от розового до темно-красного.
  • Желтые оксиды железа (гётит, FeO(OH)) дают оттенки от светло-желтого до охры.
  • Коричневые оксиды железа представляют собой смеси красных и желтых оксидов железа с добавлением черного оксида железа.
  • Черные оксиды железа (магнетит, Fe3O4) дают оттенки от серого до глубокого черного.
• Оксиды хрома: Используются для получения зеленых оттенков. Оксид хрома (III) (Cr2O3) является очень стабильным и светостойким пигментом.
• Диоксид титана: Используется для осветления цемента или получения белого цвета. Рутильная форма диоксида титана (TiO2) обладает высокой кроющей способностью.
• Ультрамарин: Используется для получения синих оттенков. Однако ультрамарин менее устойчив к щелочам, чем оксиды железа, и его использование требует осторожности и предварительного тестирования.
• Сажа: Используется для получения черного цвета, но может снижать прочность бетона при высоких концентрациях. Рекомендуется использовать специальные марки технического углерода, предназначенные для бетона.

1.2. Форма пигментов

Пигменты для цемента доступны в различных формах:

• Порошковые пигменты: Наиболее распространенная форма. Требуют тщательного перемешивания для равномерного распределения.
• Жидкие пигменты (дисперсии): Представляют собой суспензии пигментов в воде или другом носителе. Легче дозируются и распределяются, но могут быть дороже.
• Гранулированные пигменты: Менее пыльные, чем порошковые, и легче дозируются.

2. Пропорции пигментов

Количество пигмента, добавляемого в цементный раствор, зависит от желаемой интенсивности цвета, типа пигмента и типа цемента.

2.1. Общие рекомендации

• Диапазон дозировки: Обычно пигменты добавляют в количестве от 1% до 10% от массы цемента.
  • Для получения светлых и пастельных оттенков достаточно 1-3% пигмента.
  • Для насыщенных и темных цветов может потребоваться до 5-8% пигмента.
  • Превышение 10% от массы цемента не рекомендуется, так как это может негативно сказаться на прочности и других свойствах раствора.
• Влияние на прочность: Высокие концентрации пигментов, особенно сажи, могут снижать прочность бетона. Это связано с тем, что пигменты могут увеличивать водопотребность смеси или нарушать гидратацию цемента.
• Влияние на водоцементное отношение: Некоторые пигменты могут увеличивать водопотребность смеси, что требует корректировки количества воды для поддержания заданной удобоукладываемости и прочности.

2.2. Расчет пропорций

Для расчета необходимого количества пигмента используйте следующую формулу:

Масса пигмента=Масса цемента×Процент пигмента100

Пример: Если вы используете 50 кг цемента и хотите добавить 3% пигмента, то:

Масса пигмента=50кг×3100=1.5кг

2.3. Важные замечания по пропорциям

• Тестовые замесы: Всегда рекомендуется проводить небольшие тестовые замесы с различными концентрациями пигмента, чтобы определить оптимальный цвет и убедиться в отсутствии негативного влияния на свойства раствора. Цвет бетона после высыхания может отличаться от цвета свежего раствора.
• Тип цемента: Цвет цемента (серый или белый) значительно влияет на конечный оттенок. Белый цемент позволяет получить более чистые и яркие цвета. Серый цемент придает цветам более приглушенный или грязноватый оттенок.
• Водоцементное отношение: Более низкое водоцементное отношение (меньше воды) обычно приводит к более насыщенному цвету.
• Заполнители: Цвет заполнителей (песка и щебня) также может влиять на конечный цвет бетона, особенно при использовании светлых пигментов.

3. Процесс замеса и добавления пигментов

Правильное добавление пигментов в цементный раствор является ключом к получению равномерного цвета без пятен и разводов.

3.1. Подготовка пигмента

• Сухие пигменты: Перед добавлением в смесь сухие порошковые пигменты рекомендуется предварительно смешать с небольшим количеством воды до получения однородной пасты. Это помогает предотвратить образование комков и обеспечивает лучшее распределение пигмента.
• Жидкие пигменты: Жидкие пигменты обычно добавляются непосредственно в воду затворения.

3.2. Порядок добавления компонентов

Существует несколько подходов к добавлению пигментов, но наиболее эффективным считается следующий:

1. Сухое смешивание: Сначала тщательно перемешайте сухой цемент и сухой пигмент в течение нескольких минут. Это помогает равномерно распределить пигмент по частицам цемента.
2. Добавление заполнителей: Добавьте песок и другие заполнители и продолжайте сухое перемешивание.
3. Добавление воды: Постепенно добавляйте воду затворения, в которую, при необходимости, можно предварительно ввести жидкий пигмент или пасту из сухого пигмента.
4. Тщательное перемешивание: Продолжайте перемешивание до получения однородной массы без комков и разводов. Время перемешивания должно быть достаточным, но не чрезмерным, чтобы избежать сегрегации.

3.3. Оборудование для замеса

• Бетономешалка: Для больших объемов рекомендуется использовать бетономешалку. Важно обеспечить достаточное время перемешивания.
• Ручное перемешивание: Для небольших объемов можно использовать ручное перемешивание, но оно требует большей тщательности и усилий для достижения однородности.

4. Факторы, влияющие на конечный цвет

Помимо типа и количества пигмента, на конечный цвет окрашенного цементного раствора влияют и другие факторы.

• Водоцементное отношение: Как уже упоминалось, более низкое водоцементное отношение обычно приводит к более насыщенному цвету.
• Тип цемента: Белый цемент дает более яркие и чистые цвета, чем серый цемент.
• Тип и цвет заполнителей: Светлые заполнители (например, белый песок) могут осветлять конечный цвет, в то время как темные заполнители могут его затемнять.
• Условия твердения: Быстрое высыхание или неравномерное твердение могут привести к появлению пятен или изменению оттенка. Рекомендуется обеспечить равномерное и медленное твердение.
• Поверхностная обработка: Шлифовка, полировка или нанесение защитных покрытий могут изменить внешний вид и насыщенность цвета.
• Высолы: Образование высолов (белых солевых отложений на поверхности) может значительно испортить внешний вид окрашенного бетона. Использование добавок, снижающих водопроницаемость, и правильный уход за раствором могут помочь предотвратить их появление.

5. Меры предосторожности

• Защита органов дыхания: При работе с порошковыми пигментами используйте респиратор, так как вдыхание мелких частиц может быть вредным.
• Защита кожи и глаз: Используйте перчатки и защитные очки.
• Точность дозировки: Всегда точно отмеряйте количество пигмента, чтобы обеспечить повторяемость цвета.
• Чистота оборудования: Тщательно очищайте оборудование после каждого замеса, чтобы избежать смешивания цветов.

Следуя этим рекомендациям, можно успешно окрасить цементный раствор на этапе замеса, получив долговечный и эстетически привлекательный материал.