железоокисный пигмент что это такое

Пигменты для бетона — рекомендации по применению

Пигменты для бетона — рекомендации по применению

ОГЛАВЛЕНИЕ

Пигмент «Алый светопрочный СВ-3026»
Пигмент «Зелёный 5605»
Пигмент «Зеленый 234»
Пигмент «Синий 1001»
Пигмент «Синий 886»

Железоокисные пигменты характеризуются широкой цветовой палитрой, высокой окрашивающей способностью, хорошей химической стойкостью, высокой устойчивостью к атмосферно-климатическим условиям, токсикологической безопасностью и относительно низкой ценой, что делает их незаменимыми во многих отраслях промышленности.

Крупнейшими областями применения являются окрашивание строительных материалов, красок, покрытий и полимеров, керамики и др.

Более половины мирового потребления железоокисных пигментов приходится на производство строительных материалов.

Ими окрашена кровельная черепица, тротуарная плитка и асфальт, строительные растворы, уплотнительные составы и многое другое.

Второй по объемам потребления областью применения (более 25% рынка)является производство красок и покрытий. Цветовая гамма, химическая стойкость и погодоустойчивость обеспечивают железоокисным пигментам стабильный спрос в этом секторе.

Железоокисные пигменты применяются также для окраски пластмасс. Важным преимуществом оксидов железа по сравнению со многими органическими пигментами является их термическая стабильность при температурах переработки большинства полимеров (за исключением желтого пигмента стабильного до 200 С).

Благодаря строгому контролю качества и современным технологиям производства пигменты данных марок отличаются не только высокой насыщенностью, стойкостью к выцветанию и погодоустойчивостью, но и неизменной точностью цветопередачи от партии к партии на протяжении многих лет.

1.1 Требования к пигментам для окраски бетона

Выбор пигмента имеет решающее значение для качества конечного продукта. К ним предъявляются следующие основные требования:

Пигменты не должны растворяться в воде затворения. В процессе изготовления окрашенного бетона они должны равномерно и устойчиво распределяться по его объему. С помощью пигментов, используемых для окраски бетона, можно получить практически любой тон или оттенок, пользующийся наибольшим спросом. Тем не менее, следует помнить, что добиться получения чистого цвета, например желтого, можно лишь используя белый цемент.

1.2 Цвета железоокисных пигментов

Самыми популярными в окрашивании бетонов являются следующие цвета:

Кроме чисто неорганических пигментов, для окраски бетона также используются смесевые пигменты, которые отвечают большинству требований предъявляемых к красителям для окраски бетона в массе.

Смесевые пигменты представляют собой смесь неорганического цветоносителя и органического фталоцианинового пигмента. В отличие от железоокисных пигментов, смесевые пигменты отличаются меньшей долговечностью и более капризны в использовании.

1.3 Интенсивность окраски железоокисными пигментами

Интенсивность окраски является важным показателем качества пигментов. В конечном счете, окрашивающая способность — решающий фактор для оценки экономичности данного пигмента, при соблюдении других основных требований.

Под интенсивностью окрашивания понимается способность пигмента окрасить в свой цвет окружающую среду. Относительную окрашивающую способность можно оценить как отношение массовой части пигмента-эталона к массовой части исследуемого пигмента при достижении одинаковой интенсивности.

1.4 Техника безопасности и промышленная санитария.

Порошкообразные пигменты не являются токсичными и не раздражают кожу и слизистую оболочку. Тем не менее, при работе с ними следует избегать пылеобразования в целях соблюдения санитарно-гигиенических норм на рабочем месте.

Пигменты не наносят вреда организмам, обитающим в водной среде благодаря своей нерастворимости, однако вызывают окрашивание воды. В случае попадания пигментов в окружающую среду их следует собрать в сухом или увлажненном виде.

2. Факторы, влияющие на цвет окрашенного бетона

При приготовлении цветных бетонов и цементно-песчаных смесей на основе различных вяжущих (цемент, гипс, ГЦПВ) на результат оказывает влияние несколько факторов :

Далее рассмотрим более подробно влияние каждого из этих факторов на результат окраски бетона железоокисными пигментами.

2.1 Цвет цемента и его воздействие на цвет окрашенного бетона.

Портландцемент имеет различные оттенки серого цвета. Серый цвет приглушает все остальные цвета и оттенки. Поэтому при окраске бетона, который производится на основе обычного портландцемента, невозможно добиться той яркости и сочности цвета, которые можно обеспечить на белом цементе.

Степень насыщенности и чистоты цвета, получаемого на белом цементе, зависит и от цвета самого пигмента. В том случае, когда применяют черный пигмент, окрашенный им серый цемент практически не отличается от окрашенного им же бетона на белом цементе. В случае красно-коричневого пигмента это отличие также бывает незначительным. Что касается зеленого, синего и, особенно желтого пигмента, отличие может быть разительным. Чем выше степень чистоты желаемого оттенка, чем он светлее, тем больше необходимость использования белого цемента.

Необходимо учитывать также, что на практике цвет серого цемента варьируется от светло-серого до темно-серого. Смена сорта цемента или поставщика часто приводят к тому, что изменяется и конечный цвет полученного после окраски бетона.

2.2 Наполнители в цветной бетон

При изготовлении цветного бетона частицы наполнителя обволакиваются окрашенным цементным вяжущим. При этом может случиться, что частицы наполнителя не укрываются полностью, что приводит к влиянию цвета наполнителя на конечный оттенок бетона.

Еще заметнее влияние цвета наполнителя на оттенок бетона вследствие атмосферного воздействия, когда зерна наполнителя более отчетливо проступают на бетонной поверхности. В этом случае происходит визуальное смешение цветов.

Подобное же воздействие на светлые тона бетона (желтые, голубые, зеленые) оказывает собственный цвет песка. Это влияние значительно снижается, когда речь идет о коричневом или черном бетоне.

2.3 Влияние количества пигмента (дозировка) на качество цветного бетона.

Информация об оптимальном количестве пигмента (дозировке пигмента), необходимом для получения желаемого результата, помогает сэкономить средства, так как в этом случае не будет происходить перерасхода дорогостоящего (по сравнению с остальными компонентами) продукта.

При увеличении пигментной части в композиции достигается линейное увеличение интенсивности окрашивания. При дальнейшем увеличении количества пигмента наступает момент, когда изменения интенсивности цвета не наблюдается. Именно с этого момента увеличение доли пигмента в смеси становится экономически невыгодным.

Рекомендуемый верхний предел применения пигментов в бетонных смесях на сером портландцементе ограничен 6-ю %-ми пигмента от массовой части вяжущего (цемент, гипс). Для обладающих сильной красящей способностью пигментов Fepren® (Чехия) и Bayferrox® (Германия), нет необходимости вводить более 5 % (по отношению к количеству вяжущего).

В случае использования менее интенсивных пигментов граница насыщения достигается при добавлении значительно большего количества пигмента.

Однако может случиться так, что необходимое для получения желаемого результата количество пигмента вырастет до такой степени, что повлечет за собой негативные последствия в виде ухудшения технологических характеристик бетона. Это происходит при увеличении доли пигмента свыше 10% массы цемента и связано с тем, что прочность пигмента не высока и существенное увеличение дозировки приводит к снижению показателя прочности бетона.

При снижении дозировки Внимание : Не используйте хлорид кальция с цветными пигментами. Это может вызвать обесцвечивание и появление пятен.

Хлорид кальция активно применяется в строительстве (противоморозная добавка при зимнем бетонировании или как ускоритель схватывания круглый год) и коммунальном хозяйстве (как антигололедный реагент).

Бывает, что остатки смеси песка с этим реагентом по окончании зимнего периода продаются под видом простого строительного песка. Применение такой смеси песка с реагентом для приготовления цветного бетона приведет к проблемам с цветом высолами на поверхности бетона.

2.7 Порядок приготовления цветного бетона.

Для обеспечения требуемого качества и стойкости цвета окрашенных бетонных изделий большое значение имеет вопрос об очередности и времени подачи (дозировании) пигмента в бетоносмеситель и диспергировании (распределении) пигмента в бетонной смеси.

Фактор влияющий на интенсивность окраски и ее равномерность : При хранении пигмент (пудра) слеживается и при замешивании необходимо добиться диспергирования пигментов за счет наполнителя бетона (песок, щебень, крошка). Этот процесс лучше происходит в водной среде.

Наилучшим образом цвет проявляется при следующем порядке загрузки компонентов (по рекомендации технологов компании Lanxess, торговая марка пигментов Bayferrox (Германия):

Не перегружайте бетоносмеситель, так как это снижает эффективность перемешивания. Точно так же, смеситель должен быть загружен минимум на 30-40% объема (в зависимости от модели смесителя), для равномерного перемешивания пигмента в смеси.

Естественно, большое значение имеет и время смешивания, а также тот факт, была ли достигнута достаточная степень однородности смеси. Для каждого типа бетоносмесителя должно быть определено минимальное время смешивания. Наилучших результатов можно добиться на смесителях принудительного типа.

2.8 Воздействие условий отверждения на цвет бетона

Цементный камень, который возникает при смешивании цемента с водой, представляет собой, в зависимости от температуры отверждения, более или менее крупные кристаллы. От величины этих кристаллов зависит рассеивание света, падающего на бетон. При этом существует закономерность: более высокие температуры отверждения вызывают образование более мелких игольчатых кристаллов.

Более сильное рассеивание света игольчатыми кристаллами приводит к тому, что оттенок бетона, отвержденного при более высокой температуре, кажется более светлым, чем оттенок такого же бетона, отвержденного при более низкой температуре.

Этот факт становится очевидным, когда разница температур значительна, например, бетон, отвержденный в пропарочной камере сравнивается с бетоном, твердевшим при комнатной температуре, или при температуре 5-10 С.

Необходимо учитывать, что процесс гидратации – идет с выделением тепла и бетон разогревается, что особенно заметно в крупных формах. При этом материал опалубки (дерево или металл) будет влиять на отдачу тепла и соответственно на температуру созревающего изделия.

3. Высолы на бетоне – причина образования и методы борьбы

Высолы на бетонных изделиях – это проблема всех производителей. Особое значение она приобретает в случае высоких эстетических требований к внешнему виду строительных материалов. Практика окрашивания бетонов говорит о том, что светоустойчивые пигменты не оказывают никакого воздействия на процесс высаливания. Другое дело, что белые известковые пятна гораздо заметнее на окрашенной поверхности, чем на сером или белом бетоне.

Известковые пятна возникают на поверхности бетона вследствие того, что при схватывании цемента происходит образование свободной извести, которая, растворяясь в воде затворения, попадает на поверхность бетона (первичное высаливание) или в дождевой, грунтовой воде (вторичное высаливание), затем вступает в реакцию с углекислым газом, находящимся в воздухе и превращается в нерастворимый карбонат кальция СаСО₃ (высолы).

В дальнейшем находящийся на поверхности бетона карбонат кальция (известь) может реагировать с растворенной в воде двуокисью углерода, образуя гидрокарбонат кальция Са(НСО₃)₂, который в свою очередь уже растворим в воде и вымывается с поверхности под действием дождя. Поэтому с течением времени высолы сами исчезают. Кислые компоненты атмосферы также приводят к растворению отложений извести на поверхности бетона.

Первичные высолы можно удалить используя смывку, но гидратация бетона продолжается по факту до года, и возможно появление вторичных высолов.

При этом на степень высаливания играет роль пористость бетона и его состав. Чем выше плотность бетона, тем меньше склонность к известковому высаливанию. Для повышения плотности бетона необходимо использовать эффективные пластификаторы (поликарбоксилаты, полиарилаты).

Также возможно использование пуццолановой добавки – высокоактивный метакаолин, которая не только связывает свободную известь, но и увеличивает плотность и прочность бетона.

4. Особенности применения отдельных марок пигментов

4.1 Пигмент «Белый PRETIOX R-200M (диоксид титана)»

Белый пигмент (диоксид титана, рутильная форма) позволяет разбеливать любые пигменты, придать серому бетону белый цвет или доотбелить смеси на основе белого цемента.

Важное применение – разбеливание цветных пигментов. Нельзя просто ввести малую дозировку. Пигмент не укроет зерна и не будет равномерной окраски. Поэтому цветной пигмент разбеливают диоксидом и полученную смесь пигментов вводят в состав бетона. Особенно актуально для серого цемента.

4.2 Пигмент черный термостойкий «Карелит-610» (К-610)

Особенностью данного пигмента является высокая собственная прочность (сравнимая с прочностью гранита). Поэтому данный пигмент может использоваться не только как собственно пигмент, но и как тонкодисперсионный наполнитель (каменная мука) вводимый в состав смесей для увеличения прочности.

Это позволяет снять ограничение по верхней дозировке (

Похожие записи

Как изготовить балясины и другие элементы балюстрады из бетона своими руками

Применение универсальной несъемной стяжки опалубки СВТ-2 и Шурупа ГБ Ф18

Инструкция по покраске бетона кислотным красителем

Приготовление раствора для изготовления тротуарной плитки и брусчатки с фиброармированием и использованием гипперпластификатора MasterGlenium-115 (видеоинструкция)

Преимущества и недостатки пластиковой формы «Садовая дорожка» и ее альтернативы.

Технология применения полиакрилнитрильной фибры (ПАН-фибры) для бетона

Почему ржавеют стены и потолок. Коррозия металлической арматуры в бетоне.

Строительная революция: композиты набирают силу

МОНОЛИТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО С НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКОЙ — ТЕХНОЛОГИЯ 21 ВЕКА

Источник

Железооксидные пигменты

Содержание статьи

Классификация пигментов

Пигмент, как правило, является основным сырьем при производстве лакокрасочных материалов. Добавлением пигментов, являющихся высокодисперсными органическими веществами, создаются различные покрытия, область применения которых очень обширна.

Для того чтобы было легче разобраться в разнообразии красящих веществ, нужно их классифицировать.

Итак, основой деления пигментов на классы можно положить:

Химический состав пигментов

Вышеперечисленные основы классификации не являются оптимальными в силу того, что одна и та же группа может содержать красящие вещества, свойства которых имеют значительные отличия. В последнее время наиболее приемлемым, является деление красящих веществ, основу которых составляет химическое строение пигмента. Здесь различают элементы, оксиды и соли.

Рассмотрим их подробнее.

Характеристики железооксидных пигментов

К железооксидным пигментам относятся минеральные элементы и природные породы, в которых присутствует оксид железа. Наличием именно этого вещества определяется их окраска. Цвет природного пигмента определяется различными характеристиками.

По причине постоянного изменения состава природных пигментов, и, как следствие, перемены их свойств, в последнее время все чаще используют синтетически полученные пигменты.

Тем не менее, природные пигменты железооксидные имеют большое количество достоинств.

Таблица 1. Физико-технические и оптические свойства железооксидных пигментов.

Виды железооксидных пигментов

Железооксидные пигменты природного происхождения используются для производства окрашенных материалов лакокрасочной промышленности, в основу которых может быть положены различные пленкообразователи.

Применение железооксидных пигментов достаточно разнообразно. Они широко применяются в процессе лакокрасочного производства. Трудно получить разнообразные художественные и полиграфические краски без применения подобных пигментов. Их так же добавляют при окрашивании полимеров, производстве составов для облицовочных работ в строительной индустрии. Материалы древесно-стружечного производства, так же выпускают с добавлением железноокислых пигментов.

В качестве примера необходимо назвать основные красители железноокислого ряда:

Сурик железный

Состоит из окисла железа, с примесью силикатного алюминия и кварцев. Этот пигмент имеет темно-красную окраску. Получают его путем размалывания до мелкодисперсных фракций породы, которая называется красным железняком. Возможно получение путем прокаливания гидрогематита, бурого железняка или болотной руды, которая обогащена железом.

Мумия

Вещество, имеющее красно-коричневую окраску. Также железный окисел, в котором небольшое количество алюмосиликатов. Получение производится путем обжигания болотной руды, бокситов с высоким содержанием железа и гидрогематитов.

Пприродный краситель, окраска которого колеблется от светло-желтых до темно-желтых тонов. По химическому составу охра не что иное, как каолин, который является природным алюмосиликатом. Благодаря содержанию гидратированного оксида железа, минерал приобретает подобный цвет. Светлые оттенки охры содержат до 20 % окисла железа, темные – до 80%. На оттенок красителя в значительной степени влияет размер частиц и количество примесей. В частности, окраска обусловлена присутствием окислов кальция магния. В процессе обработки при повышенных температурах (до 7 тысяч градусов) наблюдается процесс дегидратации и изменения кристаллической решетки каолина. В результате краситель приобретает красный цвет.

Умбра

Красящее вещество коричневого цвета, состав которого очень похож на охру. Коричневый окрас обусловлен тем, что в составе вещества присутствует оксид магния, процентное содержание которого может достигать 15%. Данный пигмент чаще всего используют при производстве красок, как художественного назначения, так и для полиграфической промышленности.

Железная слюдка

Желтые железооксидные пигменты

Основу химической формулы желтых железооксидных пигментов составляет гидратный оксид железа.

В природе существует много модификаций гидратного железа, отличающихся по нескольким признакам, а именно:

Таблица 2. Cвойства желтого железооксидного пигмента.

Химическая реакция взаимодействия соли оксида железа со щелочными компонентами происходит с образованием неструктурированного осадка грязно-желтого цвета. Иногда в нем присутствует красный оттенок.

Высыхание образовавшегося осадка сопровождается переходом вещества в гелеобразную форму. Содержание воды в таком геле колеблется в зависимости от окружающих условий.

Гидраты оксида железа, обладающие периодической кристаллической решеткой, имеют возможность захватывать и удерживать в своем составе некоторое количество молекул воды. Эта способность позволяет менять свойства гидратов.

При различных условиях окисления гидратов оксида железа можно варьировать оттенок конечного продукта. Например, желтый железооксидный пигмент можно получить после окисления металлического железа. Оттенок пигмента – очень яркий, глубокий и чистый желтый цвет.

Вещество может применяться для всех видов покрасочных работ. Оно обладает повышенной атмосферо- и светоустойчивостью, что позволяет использовать пигмент при внешней и фасадной отделке.

При производстве красок для художественных целей используется пигмент, полученный другим способом. Соли оксида железа вступают в химическую реакцию с мелом или содой. Далее полученное вещество окисляется кислородом или с применением бертолетовой соли.

Так получаются желтые краски для художества, известные под названием «желтые марсы». Также полученный таким образом пигмент используется для изготовления клеевых закрасок.

Желтые железооксидные пигменты могут быть использованы для производства самых разных типов красок или эмалей.

Вот некоторые из них:

Кроме указанных способов использования, железооксидный краситель желтого цвета нашел свое применение в производстве резины. Иногда гидраты оксида железа могут быть использованы для изготовления красного железооксидного пигмента.

Наиболее применяемый метод производства железнооксидных красящих веществ – химическая реакция, в результате которой из солей окисла железа образуется осадок с красящим пигментом.

материалы по теме

В Томске создали пигменты широкого применения

Эксперты лаборатории гетерогенных металлических систем, которая находится в Томском научном центре СО РАН, создали инновационные неорганические пигменты различных оттенков. Новые материалы устойчивы к внешним действиям.

Уникальные матирующие и разглаживающие реагенты, и антикоррозийные пигменты для покрытий, красок и чернил от PPG

Металлические пигменты

Металл всегда ценился дороже таких материалов, как глина, дерево или пластмасса, по причине своих физических свойств. Но если его нельзя использовать как основу, то можно пойти на хитрость, и нанести только поверх готового продукта. Таким образом, изделие приобретает все заметные человеческому глазу признаки металла – цвет и блеск. Промышленность взяла это на вооружение и вот уже несколько веков производит металлические пигменты.

Источник