Краситель для бетона: как добиться нужного оттенка?
Разнообразить естественную серость встречающихся на каждом шагу бетонных конструкций, можно несколькими способами. Чаще обращаются к отделке сторонними материалами или окрашивают поверхности. Но, помимо дополнительных расходов сил и средств, такие меры несравнимы по сроку службы с несущим основанием: со временем их внешний вид портится, требуя обновления.
Есть еще один способ придать сооружению эстетическую выразительность – добавлять краситель в бетон еще на стадии изготовления, и использовать для строительства уже цветные изделия. Какое для этого требуется сырье, что нужно делать и как достичь желаемого окраса, будет рассмотрено в данной статье.
Виды пигментов и форма выпуска
Составы, применяемые для окраски бетонной смеси, называют пигментами.
Различают две группы:
- Минеральные. Среди неорганических наибольшую популярность приобрели составы на основе оксидов металлов. И это неспроста. Помимо их доступной стоимости, 25-летние исследования, проведенные немецкой компании Lanxess, выявили, что бетоны, окрашенные оксидными пигментами, дольше других сохраняют свой эстетичный вид.
- Органические. Из этой группы распространение получили кислотные красители по бетону, которые применяются уже на готовых поверхностях. Подробнее о том, как работать с данным типом пигментов, можно узнать, посмотрев видео в этой статье.
Пигменты выпускают в следующих формах:
- Суспензии – водно-дисперсионный жидкий пигментный раствор. Это наиболее удобный для применения вид, и работать с ним допустимо без специальной защиты органов дыхания. В недостатки, пожалуй, можно записать значительное процентное соотношение воды — то есть по весу такого состава нужно затратить больше, чем сухого пигмента. Соответственно, объёмы транспортных и погрузочно-разгрузочных работ увеличивается. Но для частного использования, конечно, это не имеет значения.
- Порошковые – это самый первый вид, который стали применять для колерования цементных растворов. Классический вариант – краситель порошок для бетона на основе красной кирпичной крошки, придающий изделию розоватый оттенок. Потом начали изготавливать порошковый пигмент с использованием оксидов металлов.
Но чтобы добиться более насыщенного окраса, требовалось большое количество красителя, что могло привести к снижению качества самого бетона. Да и работы по смешиванию таких пигментов сопровождались некоторыми потерями, так как они очень сильно пылили и разлетались по сторонам.
- Сыпучие – отличаются от порошковых тем, что менее подвержены пылеобразованию, а также улучшенной красящей способностью.
На заметку: цвета теплого спектра – красный, желтый, коричневый – держатся наиболее устойчиво, что практически не зависит от производителя и стоимости красителя. А вот синий, зеленый и черный цвета зачастую очень быстро блекнут, выцветают. Зеленый может превратиться в грязно-желтый или произойти другие неприятности. Если есть необходимость использовать такие пигментные красители для бетона – лучше обратиться к проверенным изготовителям.
Каким должен быть краситель?
От правильного подбора красителя зависит не только итоговый цвет, но и качество полученного изделия.
Какими характеристиками должен обладать пигмент:
- Устойчивость к щелочной бетонной среде. Если выбор идет среди предназначенных для цементных смесей составов, то беспокоиться не о чем. Об этом важно знать, если пробовать изготовить самодельные красители для бетона.
- Свето- и атмосферостойкость. В идеале, пигментам не подобает: выцветать под лучами ультрафиолета, вымываться и выветриваться под действием погодных условий и перепадов температур.
- Красящая способность также должна быть высокой. Нужно для того, чтобы не приходилось увеличивать процент красителя в бетоне, избыток которого может негативно отразиться на прочностных характеристиках. Помимо этого, на показатель красящей способности оказывает влияние тонкость помола пигмента, чем мельче крупицы, тем лучше будет их проникающее свойство.
- Есть еще одна особенность. Краситель должен растворяться не в воде затворения, а прочно закрепляться на цементном вяжущем веществе, обволакивая его частицы. Так повышается стойкость цвета. Этот критерий следует учитывать, если изготавливать пигмент своими руками, потому как все заводские, особенно продукты на неорганической основе соответствуют этому и остальным изложенным требованиям.
Формирование оттенков неорганических пигментов
В основном цветовой ассортимент красителей ограничен базовой палитрой, это: красный, желтый, синий или голубой, зеленый и черный. Если необходимо получить дополнительные оттенки, то, достигают этого сочетанием основных пигментов.
Белый цвет
Белого пигмента, хорошо справляющегося со своей задачей – не существует.
Белый цвет изделий достигается путем применения:
- Белого портландцемента по ГОСТ 965-89 вместо стандартного;
- Белых или прозрачных наполнителей;
- Иногда применяют двуокись титана, чтобы немного осветлить серый бетон.
На заметку: при пигментировании такого бетона получаются самые чистые окраски.
Факторы, влияющие на оттенок
Но, все не так просто — на окончательный цвет влияет комплекс различных факторов. В первую очередь – это то, что бетон имеет собственный, в большинстве случаев серый окрас. Конечный оттенок всегда будет темнее чистых цветов, даже если применять самые качественные красители.
В таблице ниже приведен список некоторых выявленных компанией Lanxess в ходе многолетних исследований взаимосвязей – как свойства основного материала и окружающей среды влияют на итоговый результат.
| № п/п | Наименование | Изображение |
|
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.
Точно наоборот дело обстоит с темными наполнителями: желтый цвет блекнет. Это проявляется сразу при производстве, но еще заметнее становится в процессе эксплуатации под влиянием выветривания. |
 Образцы цветного бетона с разным по цвету наполнителем. Верхний ряд – со светлыми, нижний – с темными |
|
2 |
Водоцементное соотношение бетонной смеси также дает о себе знать. Чем больше воды – тем светлее будет бетон. Это происходит за счет повышенного порообразования во время испарения лишней воды. И при попадании света на эти поры поверхность визуально становится светлее.
На изображении наглядно видно, что верхний ряд (менее насыщенный водой при изготовлении), с показателем В/Ц = 0,3 будет темнее, чем нижний, при В/Ц=0,4. |
 Зависимость окраса от водоцементного соотношения |
|
3 |
Если рассматривать соотношение цемента к наполнителю, то здесь тоже вырисовывается закономерность. Так, чем больше в составе песка и щебня, тем менее интенсивным получается цвет. Потому что краситель-пигмент для бетона, окрашивает именно цементное вяжущее вещество, и чем больше его будет, тем насыщеннее получится цвет. |
 Различие цвета от расхода цемента: в верхнем ряду содержание его в образцах – 330 кг/м3; в нижнем – 450 кг/м3 |
|
4 |
Температура, при которой происходит отверждение бетона. Данный показатель влияет на величину кристаллов, образовывающихся в процессе застывания смеси. При высокой температуре такие кристаллы имеют несколько меньший размер, чем при низкой. И свет, попадая на эти игольчатые образования, рассеивается, чем они меньше – тем светлее будет выглядеть поверхность.
Это более ярко выражено при сравнении образцов, отверждение которых проистекало при разнице температуры порядка 30 градусов. На фото: слева образцы, твердение которых происходило при +2°С, справа +35°С |
 Зависимость от условий отверждения |
Также на цвет влияет процент пигментирования от массы цемента. Понятно, что чем меньше красителя насыпать в бетон – тем тусклее получится результат. Однако существуют максимальные пределы содержания цветных добавок в цементной смеси. Они находятся в диапазоне 8-10%.
Для сильнокрасящих составов такой процент более чем достаточен, обычно хорошей интенсивной окраски добиваются добавлением всего 5% пигмента. А дальнейшее увеличение его содержания уже экономически нецелесообразно, так как разница в цвете становится несущественной.
А вот для простых красящих составов, линейная зависимость от их количества наблюдаться может довольно долго, выходя за рамки 10% расхода. Но такое большое добавление постороннего невяжущего вещества, влияет на технические характеристики бетона в худшую сторону, поэтому за расходом пигмента необходимо тщательно следить.
Изменение цвета с течением времени
Оксидные компоненты показывают наиболее высокую стойкость цвета. Но, каким 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.
Наиболее заметно это на декоративных поверхностях: ярко выражено на темных бетонах, и, совсем незаметно на белых. Можно пробовать счищать высолы или чем-то их обрабатывать.
Но, со временем (один – три года) свободная известь вымывается и выветривается под действием естественных погодных явлений, и поверхность возвращает себе презентабельный вид уже на долгие годы.
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.
А вот диспергирования можно достичь следующим образом:
- Предварительно смешать сухой пигмент с песком в течение 20 секунд при автоматизированном способе. Если это смеситель принудительного действия, время перемешивания должно быть продлено до 2 минут. В случае приготовления смеси своими руками – нужно просто хорошенько тщательно смешать сухие компоненты.
- Добавить цемент в полном объеме и перемешивать еще 20 секунд (2 минуты).
- Прибавить к полученной сухой смеси воду, смешивать еще минимум 1,5 минуты.
Важно! для каждого автобетоносмесителя существует своя инструкция, в которой оговорены минимальные промежутки времени на перемешивание, в первую очередь, следует ориентироваться на нее.
Путем выполнения данной последовательности смешивания точно дозированных составляющих, достигается наиболее качественное равномерное распределение красителя по всей массе бетонной смеси. Но нельзя загружать все компоненты одновременно, сколько их потом ни перемешивай – диспергирования уже не добиться.
Поверхностные органические красители
В основном, это органический кислотный краситель для бетона, суть действия которого 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.
Область применения цветных бетонов
Наибольшей популярностью декоративный бетон пользуется при изготовлении тротуарной плитки. Таким изделиям надлежит обладать повышенными износостойкими характеристиками, соответственно, и пигменты, применяемые для них, должны быть высокого качества.
На втором по популярности месте располагается использование изделий из декоративных бетонов для облицовки фасадов зданий. Хоть такой материал и обойдется недешево, но служить он будет столько, сколько стоять и само строение.
Заключение
Окрашенная в соответствии с технологическими требованиями цементная смесь, не теряет своих прочностных и других качеств, поэтому применять ее можно везде, так же как и обычный бетон. Использовать цветные панели для строительства домов.
Устраивать ограждения и архитектурные композиции. Или даже заливать им пешеходные тропки и укладывать выделенные автомобильные зоны парковок из окрашенного асфальтобетонного дорожного покрытия.
Конечно, производство цветных изделий выходит дороже, так как краситель бетона имеет свою, зачастую высокую стоимость. Но почти все поверхности рано или поздно окрашивают, и какая бы износостойкая краска ни использовалась – со временем она истирается или облезает. В этом плане, прокрашенный по всей своей массе материал, который долгие годы будет сохранять декоративный облик, не требуя ремонта, определенно выгоднее.
