04 Сентябрь 2013

Пигменты

Posted in О красителях

Пигменты

Пигменты

Область Применения железоокисных пигментов

Пигменты железоокисные обладают высокой кроющей и красящей способностью, маслоемкостью,высокой светостойкостью, диспергируемостью, к действию солей, щелочей и слабых кислот они устойчивы. Благодаря этим свойствам, пигмент железоокисный обеспечивает стойкое окрашивание.Это объясняет распространенное применение железоокисных пигментов повсюду в производстве декоративных сухих строительных смесейцветного бетона и цемента, тротуарной ифасадной плиткиналивных половдля окрашивания силикатного кирпичаштукатуркикерамической, цементной и полимер-песчаной черепицыдля окрашивания резиновыхпокрытий и многих строительных материалов.

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.

04 Сентябрь 2013

Преимущества применения фиброволокна

Posted in О фиброволокне

Преимущества применения фиброволокна

Преимущества применения фиброволокна

Большинство строителей часто сталкиваются с проблемами при работе с бетоном, такими как пыль, пластическая усадка и оседание, действие мороза (на раннем этапе). А при дальнейшей эксплуатации проявляются такие свойства, как низкая устойчивость к замерзанию/оттаиванию, слабое сопротивление удару, подверженность истиранию, высокое проникновение воды и химических веществ.

К настоящему времени уже в течение нескольких лет в строительной отрасли используются различные типы волокон (органические и неорганические) в основном для улучшения механических эксплуатационных характеристик и для уменьшения риска возникновения трещин из-за пластичной усадки.

Полипропиленовые волокна являются армирующей добавкой в бетонные и растворные смеси. Волокна могут улучшить свойства смеси, обеспечить вторичное армирование и в особенности контроль усадки (образование трещин). Трещины в бетоне формируются в течение первого этапа усадки (в пластичном состоянии) и соответственно являются причиной низкой целостности и прочности бетона. Эти трещины формируются в первые 24 часа после того как бетон был уложен. Усадка и трещины усадки могут быть не обнаружены и спустя несколько дней. Они часто покрыты завершающей отделкой или просто недостаточно широки, чтобы их можно было увидеть до тех пор, пока бетон и раствор будут садиться (осаждаться) дальше или нагрузка заставит эти слабые трещины развиться в видимые. Причины возникновения трещин в том, что существующее напряжение превышает прочность бетона. Этого можно избежать с помощью добавления волокна в бетонную или растворную смесь. Волокна, благодаря их специфической поверхности, способны поглотить силы растяжения во время усадки (энергия распределяется на миллионы волокон), что позволяет бетону развивать ее оптимальную долгосрочную прочность. В этом отношении полипропиленовое волокно благодаря своей обширной площади поверхности более эффективно, чем стальная сетка. Волокно уменьшает выделение воды посредством более эффективного контроля гидратации, тем самым снижая внутренние нагрузки. Благодаря контролю за выходом воды на поверхность снижается образование трещин при пластическом оседании.

Где следует использовать фибру

Фибру следует использовать во всех типах бетонных покрытий (как наружных, так и внутренних), где необходимо предотвратить появление пластических усадочных трещин. Обычно волокна находят применение в бетоне для промышленных складов, гидротехнических сооружений, наружных площадок, в бетонных плитах перекрытий, объектах нефтехимической промышленности, мостах, монолитных конструкциях, бетонных плитах фундаментов, железобетонных сваях, прессованных и отливаемых изделиях, в строительных растворах и штукатурке, торкретбетоне, в печатном декоративном бетоне, в материалах для ремонта бетона, а также местах повышенной сейсмической активности.

Большой популярностью пользуется Фибра в дорожном строительстве.

Бетон с содержанием волокон обладает лучшим сцеплением, чем обычный бетон. Сами волокна очень тонкие, и хотя они видны в бетоне на стадии замеса, потом будут незаметны на поверхности. Волокна, равномерно распределенные в бетоне, армируют его по всему объему.

Дозировка и длина фибры в бетонах и растворах

Тяжелые бетоны:

$1·Армированные 2 кг/м3 длина волокон 12 мм

$1·Неармированные 0,7-1, 0 кг/м3 длина волокон 12 мм

$1·Ячеистые бетоны: 0,1% от массы пенобетона, длина волокна 12 мм

$1·Конечная штукатурка: 900 г/м3 длина волокна 4 мм

$1·Сухие смеси: 900 г/м3 длина волокна 6 и 8 мм

Техническое описание волокон

Материал - 100% чистый полипропилен. Длина - 6 мм, 12 мм. Диаметр - 18 мкм. Форма - круглая, гофрированная. Плотность - 0,91 г/см3. Модуль Юнга - 4158 МПа. Прочность на растяжение - 557 МПа. Цвет - натуральный. Абсорбция отсутствует. Температура размягчения - 160°С.

Рекомендуется применять волокна на начальном этапе перемешивания бетонной смеси.

Влияние полипропиленовых волокон на другие свойства бетона

Устойчивость бетона к замерзанию/оттаиванию

Бетон, содержащий волокна, имеет более высокие морозостойкие характеристики, и можно считать, что по долговечности он не уступает бетону с воздухововлекающими добавками.

Механизм повышения морозостойкости следующий:
1) Волокна вносят в бетон незначительное количество воздуха. Эти воздушные пузырьки позволяют свободной воде, которая может замерзнуть, расширяться и сжиматься в цикле замерзание/оттаивание. Таким образом снижаются разрушительные эффекты мороза на раннем этапе;
2) Волокна повышая устойчивость бетона к пластическому растрескиванию, уменьшает количество водных каналов в бетоне, и в результате снижения проницаемости придает большую устойчивость к промерзанию;
3) Добавление волокон контролирует перемещение воды в бетоне, обеспечивая более эффективную гидратацию цемента, и повышает прочность на сжатие в первый день. Улучшенный контроль за выделением воды помогает предотвратить поднятие на поверхность цемента и песка. Эти мелкие частицы делают поверхность очень хрупкой и чувствительной к морозу;
4) 273 млн волокон в 1 м3 укрепляют бетон по всему его объему, включая поверхность и края, и связывают цементный раствор, повышая морозостойкость.

Сопротивление бетона удару

Бетон, содержащий волокна, имеет значительно большее сопротивление удару и устойчивость к раскалыванию по сравнению с обычным бетоном. Как правило, бетон считают хрупким и ломким материалом, однако добавление волокон повышает его пластичность.

Повышенное сопротивление удару и устойчивость к раскалыванию бетона с волокнами могут быть приписаны большому количеству энергии, поглощенной при натяжении волокон после образования трещин в цементном растворе. Таким образом, волокна обеспечивают большую защиту от разрушения краев соединений в бетонных плитах покрытий и сборных железобетонных конструкциях. Его свойства, увеличивающие сопротивление удару, означают, что волокна можно использовать в тяжелой промышленности, военных целях для повышения взрывоустойчивости и в местах повышенной сейсмической активности.

Устойчивость бетона к истиранию

Устойчивость к истиранию бетона с волокнами через 6 ч повышается примерно на 10% и в целом может быть выше на 30%. Это зависит от содержания цемента и качества заполнителя.

Способность волокон контролировать перемещение воды в бетонной смеси уменьшает возможность сегрегации мелких частиц цемента и песка, что обеспечивает более эффективную гидратацию цемента и в сочетании с лучшим сцеплением цементного раствора дает более прочную и долговечную поверхность.

Типичное применение волокон для повышения устойчивости к истиранию - морские заграждения и сооружения, углехранилища и другие сферы использования бетона, где постоянная эрозия ведет к износу поверхности.

Повышенная устойчивость бетона к огню

Фибра повышает характеристики огнестойкости бетона. Независимые тесты показывают, что бетон с полипропиленовыми волокнами более устойчив к изгибу после воздействия температуры 600°С в течение 1 ч. Он также повышает устойчивость бетона к раскалыванию после воздействия горения углеводорода. Полипропиленовые волокна предлагается инженерами для использования в береговой нефтяной и нефтехимической промышленности.

Повышенная устойчивость бетона к проникновению воды и химических веществ

Независимые тесты показывают, что применение волокон снижает проницаемость и водопоглощение бетона. Это достигается за счет уменьшения в бетоне количества отверстий от выступившей воды, поэтому вода, химические вещества и грязь впитываются медленнее.

Бетон с полипропиленовыми волокнами широко используется в гидросооружениях, таких, как водохранилища, отстойники для сточных вод, водосливы, порты, доки, морские заграждения, а также бетонные дороги и мосты, где особенно важна повышенная устойчивость к проникновению антиобледеняющих солей.

Волокно является инертным полипропиленовым экстрактом, и ни одна из известных добавок к бетону не ухудшает его рабочих характеристик.

Пропилен устойчив к щелочам и большинству химических веществ, применяемых в производственных процессах.

Волокно или контролирующая образование трещин стальная сетка?

Полипропиленовое волокно может рассматриваться как экономичная альтернатива контролирующей образование трещин стальной сетке, но он не может использоваться в качестве замены конструктивной стальной арматуры. Фибра не оказывает влияния на прочность бетона на изгиб, поэтому должны соблюдаться обычные технологии выдерживания и соединения бетона.

Когда бетон дает усадку, стальная сетка подвергается сжатию и увеличивает растягивающие напряжения в бетоне. Стальная сетка растягивается и имеет какую-то ценность только после того, как бетон треснул. Как альтернатива фибра способствует предотвращению микротрещин, образующихся в бетоне в пластическом состоянии.

Применение полипропиленовых волокон в различных областях показывает, что армирование волокнами обеспечивает великолепную альтернативу некоторым традиционным решениям, разработанным для строительных растворов (стяжки, фасадные растворы и т.п.) и для бетонной промышленности (плиты, резервуары и трубы для воды, сборные железобетонные элементы и т.п.).