一、特點(diǎn)
1 、耐堿:對(duì)堿性物質(zhì),如建筑上常用的水泥、石灰等十分穩(wěn)定。并對(duì)水泥制品件不起風(fēng)化作用,也不影響其強(qiáng)度,耐堿性 4 ~ 5 級(jí)。 2 、耐酸:對(duì)于一般弱酸和稀酸具有一定的穩(wěn)定性,但不耐強(qiáng)酸。
3 、耐光:具有極佳的耐光性能,在強(qiáng)烈的日光下曝曬色澤不變,耐光性 6 ~ 7 級(jí)。
4 、耐熱:在一定的溫度極限內(nèi),色澤不變。經(jīng)特殊處理的產(chǎn)品,耐熱程度可達(dá)到 800 度。
5 、其它:不溶解于水和有機(jī)溶劑,并且沒(méi)有滲色現(xiàn)象,能增強(qiáng)油漆的防腐作用,不影響橡膠制品的硫化過(guò)程,對(duì)制品具有補(bǔ)強(qiáng)效果。
二、技術(shù)指標(biāo): 化學(xué)名三氧化二鐵,分子式 Fe2O3 ,是一種無(wú)機(jī)彩色顏料,具有較高的遮蓋力和較強(qiáng)的著色力,以及良好的分散性,它的耐光性、耐候性都很好,廣泛應(yīng)用于建筑、橡膠、繪畫(huà)等領(lǐng)域。華源氧化鐵紅產(chǎn)品 Y101 、 110 、 120 、 130A 、 130B 、 130S 、 130P 、 230 、 140 、 180 、 190 等二十多個(gè)品種。
技術(shù)項(xiàng)目 |
技術(shù)指標(biāo) |
型 號(hào) Type |
190 |
三氧化二鐵含量 % Fe 2 O 3 |
≥ 96.0 |
105 ℃ 揮發(fā)物 % |
≤ 1.0 |
水溶物 % Water Sol.salts |
≤ 0.3 |
篩余物( 320 目) % Res.on 325 mesh |
≤ 0.3 |
吸油量 % Oil absorption |
1 5 ~ 25 |
懸浮液 pH 值 pH volue |
3 ~ 7 |
色光(與標(biāo)準(zhǔn)樣與) |
近似~微似 |
著色率(與標(biāo)準(zhǔn)品與) |
9 8 ~ 102 |
電導(dǎo)力 us/cm |
≤ 400 |
水 份 Moisture |
≤ 1.0 |
密 度 Tamped apparent density |
0. 7 ~ 1.1 |
粒子形狀 Particle shape |
spherical |
色 差 Δ E compared with std |
≤ 1 |
著色力 Tinting strength |
95 ~ 105 |
[ 應(yīng)用實(shí)例 ]
彩色建筑混凝土在施工中的應(yīng)用
某新建使館工程建筑面積 3 萬(wàn) m 2 ,其外檐和部分內(nèi)檐采用 C30 彩色建筑混凝土,為國(guó)內(nèi)首次大面積設(shè)計(jì)采用彩色混凝土的工程。原材料采用白色硅酸鹽水泥、不含氯化鈣且具減水作用的彩色粉、粉煤灰、火山灰活性礦物摻合料、纖維等,經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后確定水灰比為 0.41 。施工中嚴(yán)格控制彩色建筑混凝土的攪拌、振搗、拆模、養(yǎng)護(hù)等工序,效果較好。
彩色建筑混凝土是以建筑或結(jié)構(gòu)的外表面直接暴露為視覺(jué)景觀(guān),通過(guò)采用特殊的混凝土材料、模板、澆筑及養(yǎng)護(hù)等工藝技術(shù),達(dá)到特殊的整體建筑美學(xué)外觀(guān)效果,同時(shí)具有結(jié)構(gòu)混凝土的各項(xiàng)性能的混凝土 ( 體系 ) ,是集清水混凝土和彩色混凝土于一身的綜合混凝土技術(shù),是一套完整的技術(shù)體系,在材料選擇、混凝土配合比、模板體系、澆筑工藝、拆模工藝、養(yǎng)護(hù)工藝和修整工藝上要求高,工藝復(fù)雜。
1 、工程概況
北京某使館工程首次設(shè)計(jì)采用了彩色建筑混凝土, 2004 年上旬開(kāi)工, 2005 年中旬首期工程結(jié)束。首期工程由 3 個(gè)單體建筑組成,建筑面積 3 萬(wàn) m 2 。其外檐和部分內(nèi)檐采用了建筑混凝土,總方量約為 1 萬(wàn) m 3 。該工程外觀(guān)形式多樣,建筑混凝土的顏色主要有米黃色等幾種,外觀(guān)圖案及造型包括鏡面效果、木紋效果及條紋效果等幾種不同形式。
彩色建筑混凝土的使用部位包括結(jié)構(gòu)中的梁、板、柱等各個(gè)部位,所有外露部位均要求清水。要求色彩均勻一致,外觀(guān)無(wú)明顯質(zhì)量缺陷。其中外檐墻厚 450mm ,除裝飾縫外不得有接縫;內(nèi)檐彩色混凝土圓柱層高之內(nèi)一次澆筑,不得有水平及豎向接縫。彩色混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30 ,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)強(qiáng)度要求控制在 38MPa ,含氣量為 3 %~ 5 %,入泵坍落度 180mm ,到澆筑點(diǎn)坍落度 150mm ,攪拌時(shí)間不得低于 10min ?;炷两硬鐣r(shí)間不得超過(guò) 30min ,并嚴(yán)格控制堿含量?,F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn),最后確定水灰比 0.41 ,粉煤灰與礦粉摻合料摻量各為 C × 5 %。砂率為 41 %,其他材料按廠(chǎng)家推薦摻量。對(duì)樣板墻取樣,試壓強(qiáng)度為 R 3 =21.9MPa , R 7 =31.7MPa , R 28 =44.3MPa ,已滿(mǎn)足設(shè)汁要求。
2 、材料的選擇
( 1 )顏料
顏料包括三種特性,即色調(diào)、純度和亮度。由于本工程中選用了淺色作為外檐建筑混凝土的色彩,不但對(duì)顏料本身的技術(shù)要求非常嚴(yán)格,而且對(duì)混凝土中其他原材和添加劑都提出了更為苛刻的要求。根據(jù)美國(guó) ASTM 規(guī)范,對(duì)顏料的物理、化學(xué)特性要求有:可濕潤(rùn)性、耐堿性、 SO 3 含量、可溶性、空氣養(yǎng)護(hù)穩(wěn)定性、耐光性和對(duì)混凝土的影響等指標(biāo)。
在該使館工程中,我們使用廠(chǎng)設(shè)計(jì)推薦的美國(guó)公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。此產(chǎn)品是一種帶有顏色、不含氯化鈣且具有減水性能的添加劑。同時(shí)它還具有提高混凝土強(qiáng)度、控制混凝土凝固時(shí)間、提高混凝土工作性能及抗凍融能力的特性。
( 2 )水泥
實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)彩色混凝土的顏色決定選用水泥的品種。該工程一般采用 P · O42.5 以上強(qiáng)度等級(jí)的同一廠(chǎng)家、同等強(qiáng)度、同一品種且采用同一批熟料磨制而成的白水泥。
白水泥的技術(shù)控制項(xiàng)目主要有:氧化鎂含量不得超過(guò) 4.5 %,三氧化硫含量不得超過(guò) 3.5 %, 0. 08mm 方孔篩篩余量不得超過(guò) 10 %,初凝不得小于 45min ,終凝不得遲于 12h ,白度一級(jí) ( 不得小于 84 % ) 。安定性、強(qiáng)度必須合格,堿含量小于 0.6 %。
( 3 )砂、石料
砂子采用水洗河砂,質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配連續(xù),含泥量不應(yīng)大于 1.5 %,泥塊含量不大于 1 %,細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于 2.6 % ( 中砂 ) ,雜質(zhì)要少,顏色要淺色均一。
石子在 5 ~ 19mm 連續(xù)級(jí)配,最大粒徑符合要求,顏色均勻潔凈,含泥量不應(yīng)大于 1 %。
( 4 )粉煤灰
在該工程中,選用了同一批經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢測(cè)的 I 級(jí)粉煤灰,而且含碳量低,顏色較白。
( 5 )火山灰活性礦物摻合料
在該工程設(shè)計(jì)中,需要使用高火山灰活性的礦物摻和料,在該工程中,選用了礦粉礦物摻和料,其主要性能表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。
1) 具有很高的活性,在水泥水化的過(guò)程中火山灰效應(yīng)顯著。
2) 工作性好,具有較高的比表面積和片狀特征,親水性好,加入到混凝土中,可大大改善混凝土拌合物的和易性和粘聚性,保持水分,減少泌水,提高混凝土工作性能,使混凝土表面光澤,抹面光滑平整,特別有利于鏡面建筑混凝土的施工效果。
3) 在混凝土中表現(xiàn)出良好的抗收縮和體積穩(wěn)定性,能降低混凝土的塑性收縮,提高混凝土的體積穩(wěn)定性。
4) 據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比顯示,添加礦粉的混凝土抗壓強(qiáng)度普遍提高,增強(qiáng)效果顯著,特別是混凝土的早期強(qiáng)度增加明顯,有利于拆模,后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)、不倒縮。
5) 大大降低了混凝土中游離堿含量,起到了預(yù)防和抑制堿骨料反應(yīng)的作用,并降低混凝土表面的泛堿的可能性。
6) 提高了混凝土的密實(shí)度及抗?jié)B性能,在很大程度上起到了穩(wěn)定色彩的目的,顯著提高了彩色建筑混凝土裝飾的持久性。
( 6 )高效減水劑
高效減水劑對(duì)水泥有強(qiáng)烈分散作用,可大大提高混凝土的流動(dòng)性和坍落度,并提高混凝土各齡期強(qiáng)度。該工程中選用了緩凝型高效減水劑,堿含量不大于 5 %,減水率不小于 20 %,摻量控制在水泥用量的 1.5 %至 2 %之間。
( 7 )引氣劑
該工程混凝土設(shè)計(jì)為抗凍融混凝土,引氣劑會(huì)給混凝土引入大量均勻的微小氣泡,可提高硬化混凝土抗凍融,并可改善混凝土的和易性和耐久性。
( 8 )纖維
纖維并不是彩色混凝土中必須添加的,但由于其具有眾多優(yōu)點(diǎn),特別是該工程以船甲板條形造型為主的外墻,其條形齒尖是薄弱點(diǎn),尤其在拆模時(shí)容易受到破壞,在彩色建筑混凝土中添加少量纖維可以提高彩色建筑混凝土表面的抗沖擊性能,延長(zhǎng)一些薄弱點(diǎn)的耐久性。
3 、混凝土配合比的設(shè)計(jì)
彩色混凝土的配合比設(shè)計(jì),除滿(mǎn)足混凝土色澤、流動(dòng)性和強(qiáng)度的要求外,還應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)、施工情況和工程所處環(huán)境,考慮凍融破壞和堿骨料反應(yīng)等耐久性方面要求。
( 1 )基本材料
除了砂、石料、水泥和粉煤灰等普通結(jié)構(gòu)混凝土所需的基本材料外,為保證彩色混凝土的工作性和耐久性的要求,基本組成材料中還采用了火山灰活性礦物摻和料、引氣劑和纖維。
該工程要求配合比實(shí)際強(qiáng)度應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)值 8MPa 以上,此要求略高于國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),含氣量應(yīng)在 3 %~ 5 %。由于對(duì)彩色混凝土中所使用的材料都有嚴(yán)格限制堿含量的要求,因此在冬施配合比設(shè)計(jì)中未使用防凍劑,以免影響彩色建筑混凝土的顏色。
( 2 )水灰比
混凝土配合比中水灰比是嚴(yán)格限制的指標(biāo)之一。設(shè)計(jì)中規(guī)定水灰比不應(yīng)大于 0.4 ,在彩色建筑混凝土中我們使用了彩色粉和白水泥,這與普通結(jié)構(gòu)混凝土有很大區(qū)別。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試配情況來(lái)看,其和易性及流動(dòng)性等指標(biāo)明顯低于同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土。實(shí)際工程中不能過(guò)多依賴(lài)減水劑的作用,還是應(yīng)通過(guò)調(diào)整各種材料的比例,反復(fù)試配、對(duì)比,選用適當(dāng)水灰比,最終水灰比為 0.41 。
( 3 )水泥用量
由于采用了白色硅酸鹽水泥,通過(guò)反復(fù)試配,水泥用量均在 350kg /m 3 左右,礦粉礦物摻和料和粉煤灰均確定在 25kg /m 3 左右。
( 4 )砂率
在滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下宜降低膠結(jié)材料用量;粗骨料用量不宜低于 1000kg /m 3 ,級(jí)配連續(xù)均勻,細(xì)骨料用量不宜低于 650kg /m 3 ,同時(shí)為滿(mǎn)足體積穩(wěn)定的要求,各等級(jí)混凝土的最大砂率不宜超過(guò) 0.45 。
( 5 )樣板墻的試驗(yàn)
在確定了混凝土的配合比后,現(xiàn)場(chǎng)澆筑了數(shù)個(gè) 60 0 ㎝× 60 0 ㎝× 1 0 ㎝ 的試塊,用以對(duì)比在不同配合比下色彩的情況,用此來(lái)篩選和確定最終配合比。最終配合比選定之后,我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)附近按照設(shè)計(jì) 1 : 1 圖樣支模板,進(jìn)行了樣板墻的澆筑工作。通過(guò)幾次樣板墻澆筑的情況及實(shí)際效果,最終確定彩色混凝土的配合比和施工工藝。
4 、施工準(zhǔn)備
( 1 )原材料準(zhǔn)備
材料加工訂貨時(shí)應(yīng)盡量要求同一時(shí)間、同一批次生產(chǎn),確保產(chǎn)品性能的統(tǒng)一性。為了施工方便,在產(chǎn)品包裝上應(yīng)提出特殊要求。特別是白水泥、礦粉礦物摻和料、纖維和彩色粉等需要袋裝原材,袋裝重量 ( 劑量 ) 應(yīng)同攪拌方量聯(lián)系起來(lái),便于混凝土攪拌時(shí)投放,減少施工過(guò)程中人為造成的差錯(cuò)。另外還應(yīng)在包裝外標(biāo)明材料名稱(chēng)、重量及生產(chǎn)日期,便于核對(duì)。進(jìn)場(chǎng)后,根據(jù)具體要求驗(yàn)收,合格后方可入庫(kù)。
( 2 )設(shè)備準(zhǔn)備
彩色混凝土生產(chǎn)要求專(zhuān)機(jī)專(zhuān)用,所有攪拌機(jī)及輸送設(shè)備在每次生產(chǎn)及澆筑前都要進(jìn)行徹底清洗,防止出現(xiàn)混色及雜質(zhì)。
( 3 )組織管理
按技術(shù)要求設(shè)立了多項(xiàng)質(zhì)量控制點(diǎn)。組建了施工質(zhì)量控制小組,對(duì)施工技術(shù)人員和工人進(jìn)行了技術(shù)交底和技術(shù)要點(diǎn)培訓(xùn),并要求在生產(chǎn)前和生產(chǎn)中由試驗(yàn)室嚴(yán)格測(cè)定砂石含水率,控制混凝土各生產(chǎn)環(huán)節(jié),并作好質(zhì)量檢測(cè)。
5 、混凝土施工工藝
( 1 )模板支設(shè)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,分別采用了 PVC 異型模板、橡膠異型模板、 PVC 覆膜木模板和純木模板。脫模劑采用水性脫模劑,易于氣泡排除,施工時(shí)應(yīng)涂抹均勻,無(wú)漏涂。模板接縫密封嚴(yán)密準(zhǔn)確,不得出現(xiàn)縫隙,防止漏漿。模板支撐系統(tǒng)要牢固,避免發(fā)生跑模。穿墻螺栓孔周?chē)幚硪卯?dāng),防止漏漿且便于螺栓拆除。
( 2 )混凝土攪拌
該工程現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)采用的設(shè)備包括 1 臺(tái)強(qiáng)制式攪拌機(jī),混凝土罐車(chē)數(shù)輛及混凝土泵 1 臺(tái)。將原料按砂、石、白水泥、粉煤灰、礦粉、色粉、纖維等順序投放,投料計(jì)量誤差小于 1 %,均勻攪拌 5min ,加入配合比中總用水量的 80 %,在攪拌機(jī)攪拌的同時(shí),將另外 20 %的水與稱(chēng)量好的外加劑同時(shí)加入,再攪拌 5min ,使混凝土攪拌充分、均勻。
攪拌機(jī)、罐車(chē)等攪拌機(jī)械,在每次使用前要徹底清洗干凈,嚴(yán)格按照操作規(guī)程攪拌,按照事先確定的順序添加各種骨料、添加料 ( 劑 ) 。總攪拌時(shí)間不宜小于 10min ,根據(jù)澆筑部位嚴(yán)格控制成品坍落度,保證無(wú)離析、泌水。
( 3 )混凝土運(yùn)輸與泵送澆筑
混凝土入罐車(chē)前,將灰罐清洗干凈并將罐體中的存水倒出,防止罐內(nèi)存水。為保證混凝土的均勻一致,灰罐轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在 3 ~ 5r/min ,并保證在最短的時(shí)間到達(dá)澆筑點(diǎn)。
混凝土輸送泵要求專(zhuān)用,每次使用前必須徹底清洗。在泵送前要逐車(chē)檢查混凝土的色彩、坍落度、和易性,合格的方可泵送。
泵管內(nèi)保持濕潤(rùn),同時(shí)混凝土泵送壓力合理,盡量減少變徑管與彎管數(shù)量。
混凝土澆筑前確認(rèn)已完成隱蔽工程驗(yàn)收。開(kāi)始澆筑前先將根部 30mm 處澆筑同強(qiáng)度等級(jí)減石彩色建筑混凝土。混凝土澆筑時(shí)每層高度控制為 40 0 ~ 500mm ,下料高度控制為 2.5m 。
若超過(guò) 2.5m ,應(yīng)在下料管下再接下料軟管,控制下料高度?;炷翝仓仨毐WC連續(xù),盡量縮短澆筑時(shí)間間隔,避免產(chǎn)生分層冷縫。
( 4 )混凝上振搗
混凝土豎向布灰應(yīng)層次合理,每層不宜超過(guò) 450mm ,兩層之間混凝土澆筑時(shí)間間隔不宜超過(guò) 30min ,振搗棒直徑為 70mm ,最小頻率 9000 次 /min 。振搗棒應(yīng)從中間向邊緣梅花形均勻布點(diǎn)。振搗棒插入深度要大于澆筑層,插入下層混凝土 10 0 ~ 15 0 ㎜ 。每振點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間應(yīng)以混凝土表面不再下沉且無(wú)氣泡逸出為止,一般為 2 0 ~ 30s ,振搗間距控制為 3 0 ~ 5 0 ㎝ ,振搗時(shí)間合理,不過(guò)振,不漏振。振搗棒要垂直插入和拔出,快插慢拔。分層澆筑時(shí),振搗棒插入先前澆筑混凝土層頂面下 150mm 處,將多余氣體與漿體充分帶出。特別應(yīng)注意的是彩色建筑混凝土外露面,振搗點(diǎn)的分布、間距要均勻、合理。
澆至最后一層時(shí),應(yīng)在距澆筑標(biāo)高 350mm 處換用 Ф 50 振搗棒,以避免上層出現(xiàn)浮漿。因?yàn)椴噬炷亮鲃?dòng)性較差,在門(mén)洞口處應(yīng)距洞邊不小于 300mm 處插棒振搗。大洞口 ( 超過(guò) 1.5m ) 下部必須在模板上開(kāi)洞振搗。
( 5 )拆模
為了讓彩色建筑混凝土表觀(guān)質(zhì)量好,色彩均勻,混凝土的拆模時(shí)間不少于 24h ,混凝土的強(qiáng)度不小于 15MPa 。拆模時(shí)采用機(jī)械支撐系統(tǒng),緩慢脫膜,嚴(yán)禁用錘子敲打,防止產(chǎn)生缺棱掉角。拆模后,對(duì)邊角易于碰撞部位,采用木質(zhì)護(hù)角加以保護(hù)。
( 6 )混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土拆模后應(yīng)立即對(duì)棱角進(jìn)行保護(hù)并進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),同時(shí)必須保證水質(zhì)純凈。冬季施工時(shí)應(yīng)保證混凝土出機(jī)溫度大于 15 ℃ ,入模溫度不得小于 10 ℃ 。不得使用養(yǎng)護(hù)劑及草簾直接覆蓋,可以采用直接在澆筑處搭設(shè)暖棚加溫提高環(huán)境溫度 ( 必須保證在 5 ℃ 以上 ) ,從而達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的。
( 7 )混凝土缺陷修補(bǔ)
應(yīng)根據(jù)具體修補(bǔ)部位及情況采用不同修補(bǔ)材料和修補(bǔ)方案。修補(bǔ)材料可以從專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家訂購(gòu),也可自行調(diào)配。選用的標(biāo)準(zhǔn)是顏色一致,高強(qiáng)度、無(wú)收縮,自行調(diào)配時(shí)可以參考同部位彩色混凝土的配合比。
為確保修補(bǔ)部位在顏色及外觀(guān)效果上盡可能接近原彩色建筑混凝土,應(yīng)先在樣板墻上做試配,將顏色調(diào)成一致,對(duì)各種不同情況進(jìn)行試驗(yàn)。
在修補(bǔ)時(shí)應(yīng)先清除混凝土表面的浮漿和松動(dòng)砂子,而螺栓孔周?chē)€應(yīng)先進(jìn)行擴(kuò)孔,去除混凝土表面一圈顏色稍暗、強(qiáng)度不高的部分,并在完成內(nèi)孔填實(shí)工作后,再采用調(diào)配好的專(zhuān)用水泥砂漿修補(bǔ)外表面螺栓孔。修復(fù)后用細(xì)砂紙將整個(gè)修復(fù)表面均勻打磨,用水沖洗干凈,并進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)。
彩色建筑混凝土修復(fù)后要求達(dá)到表面平整光潔,顏色均一,無(wú)明顯修復(fù)痕跡,在距修復(fù)面 4 ~ 5m 處,不應(yīng)看出明顯修復(fù)痕跡和色差。
6 、 結(jié)論
彩色建筑混凝土可以通過(guò)細(xì)致的工藝來(lái)滿(mǎn)足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),其中材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、樣板試驗(yàn)、模板工藝、混凝土的澆筑、拆模、養(yǎng)護(hù)和修補(bǔ)工藝以及施工組織都是整個(gè)工藝技術(shù)體系的重要環(huán)節(jié),是彩色建筑混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵控制點(diǎn),只有每個(gè)環(huán)節(jié)都滿(mǎn)足了技術(shù)要求,才能生產(chǎn)出完美的彩色建筑混凝土,彩色建筑混凝土的生產(chǎn)是一套完整的技術(shù)體系。
彩色建筑混凝土在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)承載力的同時(shí),在外觀(guān)上已經(jīng)具有了裝飾性的顏色及造型圖案,省去了后期的裝飾工程,因而可以縮短工期。另外,與普通外裝飾材料相比,彩色建筑混凝土更具外觀(guān)的持久性及安全性,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益角度看,更經(jīng)濟(jì),更環(huán)保,可在現(xiàn)代建筑業(yè)中大力推廣。
彩色水泥用的主要顏料
顏色 |
名稱(chēng)及成分 |
白 紅 黃 綠 青 紫 黑 |
氧化鈦( TiO 2 ) 合成氧化鐵,鐵丹( Fe 2 O 3 ) 合成氧化鐵( Fe 2 O 3 、 FeO ) 氧化鉻( Cr 2 O 3 ) 群青〔 2Al 2 Na 2 Si 3 O 10 · NaSO 4 〕;鈷青( CoO·nAl 2 O 3 ) 紫氧化鐵( Fe 2 O 3 ) 碳黑( C );合成氧化鐵( Fe 2 O 3 ·FeO ) |
顏料的摻量一般為主~ 2 %,最大不應(yīng)超過(guò)水泥重量的 10 %,以免影響水泥強(qiáng)度。
白水泥和彩色水泥主要用于建筑物的裝飾部件和制品,如地面、樓板、樓梯、墻面、柱等的水磨石、水刷石、斬假石飾面;彩色水泥板、水泥面磚;各種造園材料、水池和游戲用雕塑工藝品;以及加入適量滑石粉或硬脂酸鎂等外加劑,可制成保水性及防水性能好的彩色粉刷水泥。
常用顏料及其性質(zhì)
顏色 |
顏料名稱(chēng) |
化學(xué)組成 |
主要性質(zhì) |
白 |
鉛白 |
PbCO 3 ·Pb(OH) 2 |
平均粒徑 0. 5 ~ 1.5 μ . 不耐酸、光和硫 , 耐堿、有毒 |
鋅白 |
ZnO |
平均粒徑 0.2 ~ 0.6 μ . 不耐酸、堿 , 耐光、耐水、防腐 | |
鈦白 |
TiO 2 |
平均粒徑 0.3 ~ 0.5 μ . 耐稀酸、堿、熱、光、硫 , 遮蓋力大 , 著色力強(qiáng) | |
鋅鋇白(立德粉) |
硫化鋅 + 硫酸鋇 |
粒徑 0.3 ~ 0.5 μ,不耐酸,耐堿,耐光性稍差,遮蓋力大 | |
黃 |
鉛鉻黃 |
PbCrO 4 Pb CrO 4 ·PbSO 4 PbO+PbCrO 4 |
粒徑 0.2 ~ 2 μ,不耐酸、堿、光、硫,遮蓋力大,差色力強(qiáng),有毒 |
氧化鐵黃 |
Fe 2 O 3 、 H 2 O |
粒徑 0.3 ~ 0.8 μ,不耐酸、熱,耐堿、光,遮蓋力大 | |
鎘黃 |
CdS |
粒徑 1 ~ 3 μ,不耐酸,耐堿、熱、光 | |
耐曬黃 |
|
耐酸、堿、熱,著色力強(qiáng) | |
綠 |
氧化鉻綠 |
Cr 2 O 3 |
粒徑 0.3 ~ 1 μ,耐酸、堿、熱、光,著色力強(qiáng),遮蓋力大 |
鉻綠 |
鐵藍(lán) + 鉻黃 |
||
鋅綠 |
鋅黃 + 鐵藍(lán) |
||
翡翠綠 |
Cu(C 2 H 3 O 2 )·3Cu(AsO 2 ) 2 |
粒徑 0.5 ~ 2 μ | |
藍(lán) |
鐵藍(lán) |
Fe(NH 4 )Fe(CN) 6 |
耐酸、熱、光、硫,不耐堿,遮蓋力大,著色力強(qiáng) |
群青 |
Na 6 Al 6 (SiO 2 ) 6 ·Na 2 SO 4 |
粒徑 0.3 ~ 1 μ,不耐酸,耐堿、熱、光,遮蓋力大,著色力差 | |
鈷藍(lán) |
CoO·nAl 2 O 3 CoO·SnO 2 |
粒徑 0.2 ~ 1 μ 粒徑 0.2 μ | |
鐵青藍(lán) |
C 32 H 16 N 8 Cu |
耐稀酸而不耐濃酸和堿 , 耐熱、光 , 遮蓋力大 , 著色力強(qiáng) | |
紅 |
朱砂 |
HgS |
粒徑 1 ~ 3 μ,不耐酸,耐硫 |
銅紅 |
3CdS·2CdSe |
粒徑 0.5 ~ 2 μ,不耐酸,耐堿、熱、光、硫,遮蓋力大,著色力強(qiáng)。 | |
鉬紅 |
PbMoO 4 |
||
氧化鐵紅 |
Fe 2 O 3 |
粒徑 0.2 ~ 0.6 μ,不耐酸 | |
銻紅 |
Sb 2 S 3 |
不耐酸,耐硫 | |
猩紅(甲苯胺紅) |
|
耐酸、堿、熱、光,耐水,遮蓋力大,著色力強(qiáng) | |
黑 |
碳黑 |
碳 |
粒徑 0.02 ~ 0.3 μ,耐酸、堿、熱,遮蓋力很大,著色力很強(qiáng) |
黑鉛(石墨) |
碳 |
耐酸、堿、熱、光 | |
棕 |
棕土 |
Fe 2 O 3 +MnO 2 |
|
氧化鐵棕 |
氧化鐵紅 + 氧化鐵黑 |
利用顏料添加劑技術(shù)為水泥增加亮麗色彩
近年來(lái),彩色水泥在城鎮(zhèn)建設(shè)中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)木.;品種在增多,用量也呈增勢(shì)。因此,業(yè)閑人士看好它的市場(chǎng)前景,預(yù)測(cè)后市會(huì)漸旺。彩色水泥瓦、彩色水泥廣場(chǎng)磚、彩色道路磚、彩色地磚及彩色水泥裝飾外墻,已經(jīng)在全國(guó)各大中城市相繼得到應(yīng)用。著名的昆明世博會(huì)工程,北京的西單商業(yè)區(qū)、前門(mén)商業(yè)區(qū),上海的外高橋保稅區(qū)、環(huán)球樂(lè)園等建筑中,彩色水泥都有較大量的應(yīng)用,其使用效果和裝飾效果頗佳,社會(huì)反響也不錯(cuò)。城市建設(shè)、規(guī)劃部門(mén)把彩色水泥作為能體現(xiàn)審美觀(guān)念及城市色調(diào)、城市風(fēng)格的建材之一,這足以證明彩色水泥具有一定的市場(chǎng)潛力。
生產(chǎn)彩色水泥有兩種方案,一種是直接燒成彩色水泥熟料,然后加石膏粉磨而成;二是在白色硅酸鹽水泥熟料和優(yōu)質(zhì)白色石膏中,摻人顏料、助磨劑共同磨細(xì)而成。目前大部分彩色水泥是用白水泥與顏料添加劑均勻混合制得,在白水泥中摻入耐堿色素添加劑可制成彩色水泥和彩色混凝上構(gòu)件。白色水泥是一種價(jià)廉的建筑裝飾材料,其白度分為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí),其理化性能和普通硅酸鹽水泥相似,主要用于建筑裝飾工程,如水磨石、地花磚、斬假石、水刷石、雕塑及各種建筑工程的表面裝飾等。常用的彩色摻加顏料有氧化鐵 ( 紅、黃、褐、黑 ) ,二氧化錳 ( 褐、黑 ) ,氧化鉻 ( 綠 ) ,鈷藍(lán) ( 藍(lán) ) ,群青藍(lán) ( 靛藍(lán) ) ,孔雀藍(lán) ( 海藍(lán) ) ,炭黑 ( 黑 ) 等。砂漿或混凝土的顏色與化學(xué)顏料對(duì)照表見(jiàn)文末。
目前,國(guó)內(nèi)彩色水泥產(chǎn)品大部分都具有早強(qiáng)、快硬、防潮、防水、不褪色、耐老化、顏色鮮艷均勻、可塑性好等特點(diǎn)。彩色水泥主要是用來(lái)配制彩色水泥漿,用于工業(yè)建筑和仿古建筑的飾面刷漿;此外,它還多用于室外墻面的裝飾。彩色水泥具有特殊的裝飾效果,可以呈現(xiàn)各種色彩、線(xiàn)條和花樣,并可摻配白色、淺色或彩色的天然砂、石屑 ( 由大理石、花崗巖加工而成 ) 、陶瓷碎?;蛱刂频乃芰仙5刃纬裳b飾表面或加入云母片、玻璃碎片等產(chǎn)生一種閃光的效果。通過(guò)對(duì)裝飾表面進(jìn)行各種藝術(shù)處理,制成水磨石、水刷石、斧剁石、干粘石等。
白色顏料 主要有鈦白、鋅鋇白、氧化鋅等品種。鈦白是目前應(yīng)用最廣的白色顏料,其白度、遮蓋力、著色力、耐候性、耐化學(xué)品性均優(yōu)于其他白色顏料。
鈦白,化學(xué)組成為二氧化鈦,有兩個(gè)主要晶型具有實(shí)用意義,即銳鈦型和金紅石型。二氧化鈦的顆粒,經(jīng)用鋁、硅、鈦、鋯的鹽類(lèi)進(jìn)行表面處理,即得各種型號(hào)的顏料鈦白粉。作為顏料用的鈦白主要用于生產(chǎn)涂料。鋅鋇白,又名立德粉,由重晶石化學(xué)加工而制成硫化鋇的溶液,與硫酸鋅溶液反應(yīng)得到硫酸鋇—硫化鋅共沉淀物,后者再經(jīng)焙燒、水磨、烘干,即得鋅鋇白。表面處理后的鋅鋇白,有較好的研磨潤(rùn)濕性能,適于涂料、橡膠和油墨等工業(yè)使用。
黑色顏料 主要品種是炭黑,它是僅次于白色顏料的重要顏料之一。顏料用炭黑的性能與橡膠加工用的不同,顏料炭黑的主要質(zhì)量指標(biāo)是黑度與色相。
紅色顏料 無(wú)機(jī)顏料中的紅色顏料,主要是氧化鐵紅。氧化鐵有各種不同的色澤,從黃色到紅色、棕色直至黑色。氧化鐵紅是最常見(jiàn)的氧化鐵系顏料,具有很好的遮蓋力和著色力、耐化學(xué)性、保色性、分散性,價(jià)格較低廉。
黃色顏料 主要有鉛鉻黃 ( 鉻酸鉛 ) 、鋅鉻黃 ( 鉻酸鋅 ) 、鎘黃 ( 硫化鎘 ) 和鐵黃 ( 水合氧化鐵 ) 等品種。其中以鉛鉻黃的用途最廣泛,產(chǎn)量也最大。鉛鉻黃的遮蓋力強(qiáng)、色澤鮮艷、易分散,但在日光照射下易變暗。鋅鉻黃的遮蓋力和著色力均較鉛鉻黃差,但色淺,耐光性好。鎘黃具有良好的耐熱、耐光性,色澤鮮艷,但著色力和遮蓋力不如鉛鉻黃,成本也較高,在應(yīng)用上受到限制。鐵黃色澤較暗,但耐久性、分散性、遮蓋力、耐熱性、耐化學(xué)性、耐堿性都很好,且價(jià)格低廉,因此被廣泛應(yīng)用于建筑材料的著色。
綠色顏料 主要有氧化鉻綠和鉛鉻綠兩種。氧化鉻綠的耐光、耐熱、耐化學(xué)藥品性?xún)?yōu)良,但色澤較暗,著色力、遮蓋力均較差。鉛鉻綠的耐久性、耐熱性均不及氧化鉻綠,但色澤鮮艷、分散性好、易于加工,因含有毒的重金屬,自從酞菁綠等有機(jī)顏料問(wèn)世以后,用量已逐漸減少。
藍(lán)色顏料 主要有鐵藍(lán)、鈷藍(lán)、群青等品種,其中群青產(chǎn)量較大。群青耐堿不耐酸,色澤鮮艷明亮,耐高溫。鐵藍(lán)耐酸不耐堿,遮蓋力、著色力高于群青,耐久性比群青差。自從酞菁藍(lán)投入市場(chǎng)后,由于它的著色力比鐵藍(lán)高兩倍,其他性能又好,因而鐵藍(lán)用量逐年下降。鈷藍(lán)耐高溫、耐光性?xún)?yōu)良,但著色力和遮蓋力稍差,價(jià)格高,用途受到限制。群青遇氫氧化鈣變白,因此不能用于水泥著色。
水泥顏料發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái),新型水泥混凝土 ( 砂漿 ) 用無(wú)機(jī)顏料的研發(fā)方向主要有以下幾方面:①發(fā)展復(fù)合顏料,如亮藍(lán) (CoO · Cr 2 O 3 · Al 2 O 3 ) 、鈦鎳黃 (TiO 2 · Ni O · Sb 2 O 3 ) 等。在鎳、銻的鈦酸鹽中,添加鉻、鈷、鐵、鋅等氧化物,可制成黃、綠、藍(lán)、棕等耐高溫、耐化學(xué)藥品的低毒至無(wú)毒的顏料,色澤鮮亮,性能優(yōu)良,可用于有高耐久性要求的建筑材料、涂料、工程塑料的著色及配制繪畫(huà)顏料等。②開(kāi)發(fā)顏料顆粒表面處理技術(shù),以無(wú)機(jī)化合物或有機(jī)化合物在顏料顆粒表面形成一層色膜,可改變顏料顆粒表面性能,提高耐光、耐熱、潤(rùn)濕等特性,擴(kuò)大應(yīng)用面,提高使用價(jià)值。③進(jìn)一步提高遮蓋力、著色力、耐候性、耐化學(xué)品性。
國(guó)外一些公司大多是直接出售顏料添加劑,在拌制混凝土或砂漿、灰泥的時(shí)候 ( 當(dāng)然是用白色水泥 ) ,把顏料和水先后加入其中,混合攪拌均勻,然后施工成型。國(guó)外一些公司出售的顏料添加劑有液體和粉體兩種,主要色彩有棕色、紅色、黑色。其產(chǎn)品對(duì)水泥顏料的要求是:水潤(rùn)濕性好,要容易分散在混合物中;耐堿性好,即保持色素維持著良好的外觀(guān);固化穩(wěn)定性好,即顏料能夠抵御高溫和濕度的變化;耐光性好,要能保持顏色的持久性。目前,國(guó)外出售水泥顏料添加劑的公司很多,也都有很成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。
彩色水泥瓦是國(guó)際上最為流行的建筑材料之一,在我國(guó)雖起步較晚,但目前屬?lài)?guó)家推廣的新型建筑材料,它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、色彩豐富、裝飾效果好、施工簡(jiǎn)便靈活、防火、防水、抗風(fēng)力強(qiáng)。隨著人們對(duì)居住條件的要求向舒適化、美觀(guān)化方向發(fā)展,彩色水泥瓦的市場(chǎng)需求將越來(lái)越大。彩色混凝土藝術(shù)地坪是一種防水、防滑、防腐的綠色環(huán)保地面裝飾材料,是在未干的水泥地面上加上一層彩色混凝土 ( 裝飾混凝土 ) ,然后用專(zhuān)用的模具在水泥地面上壓制而成。它能使水泥地面永久地呈現(xiàn)各種色澤、圖案、質(zhì)感,逼真地模擬自然的材質(zhì)和紋理,隨心所欲地勾畫(huà)各類(lèi)圖案,而且歷久彌新,使人們輕松地實(shí)現(xiàn)建筑物與,人文環(huán)境、自然環(huán)境和諧相處、融為一體的理想。彩色面層水泥自流平砂漿是一種新型的地面材料,它的主要特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高 (35MPa 以上 ) 、整體性強(qiáng)、施工完地面無(wú)縫隙,并且顏色多樣 ( 紅、藍(lán)、黃、白、黑、米等 ) 。它適用于新建地面和舊地面的翻新,可以在水泥、地板磚、大理石等地面上進(jìn)行施工,結(jié)合效果好,不產(chǎn)生脫層。它是辦公室、廠(chǎng)房、體育場(chǎng)館、地下車(chē)庫(kù)地面施工的首選材料。施工工期短,一般為兩天 (4 小時(shí)即可上人行走 ) 。自流平產(chǎn)品也非常適用于家庭裝修,是品味高雅、追求個(gè)性空間人士的首選??傊?,彩色水泥瓦、彩色水泥地坪、彩色水泥路面磚、彩色水泥路面、建筑外墻面彩色砂漿、彩色混凝土與水泥制品在我國(guó)都有很好的應(yīng)用前景。它們不但給我們的城市和鄉(xiāng)村帶來(lái)了亮麗的色彩,也給我們帶來(lái)了美的環(huán)境和心靈享受,發(fā)展前景廣闊。
砂漿或混凝土的顏色與化學(xué)顏料對(duì)照表
水泥品種 |
色調(diào) |
化學(xué)顏料 |
備注 |
白色水泥 |
灰至黑 |
氧化鐵黑 礦物黑 炭黑 |
化學(xué)顏料對(duì)砂漿或混凝土的凝結(jié)及強(qiáng)度影響不大 |
藍(lán) |
紺青藍(lán) 鈦化表藍(lán) | ||
淺紅至深紅 |
氧化鐵紅 | ||
棕 |
氧化鐵棕 天然赭土 | ||
象牙色 奶油色 淺黃 |
氧化鐵黃 鉻酸鋁 鉛鉻黃 | ||
綠 |
氧化鉻 鈦化青綠 | ||
白 |
二氧化鈦 硫酸鋇 | ||
金色 |
硫化錫 |