Силикатные краски и их применение в строительстве

В условиях современного градостроительства весьма важное значение приобретают вопросы создания развитого производства красок для наружной и внутренней отделки зданий. Они должны выпускаться в широкой палитре цветов, обладать высокой стойкостью, долговечностью, удобо-применяемостью и, вместе с тем, быть достаточно экономичными для массового употребления в строительстве.

Значительный интерес в этом отношении вызывают силикатные краски. Они представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в растворе трехмодульного силиката калия. После нанесения на строительный материал (кирпич, камень, штукатурка, бетон) силикат капля, в результате взаимодействия с пигментной частью краски, образует нерастворимые силикаты многовалентных металлов и выделяет значительное количество свободной кремнекислоты. Процесс этот в присутствии углекислоты воздуха протекает весьма быстро и может быть выражен следующим суммарным уравнением: K2Si03-2H2Si03+Zn0-H2C01 - K2CO3+ZnSi03 + 2H2Si03

В дальнейшем растворенная кремнечислота постепенно теряет воду, желатинизируется и переходит в гидратированный кварц (силикагель): H2Si03 -H20 + Si02. Образуется пористое покрытие. состоящее из гидроокисных соединений кремния, в которое включены зерна пигмента. Очевидно, что при умелом подборе пигментов их частицы можно химически связать с пленкообразователем и, тем самым, добиться резкого улучшения механических свойств атмосфероустойчивости красочного слоя в целом.

Вследствие химического взаимодействия между смоем стекла и строительным основанием красочный слой как бы врастает в окрашенную поверхность, границы между ними стираются и покрытие до некоторой степени приобретает физ о механического свойства окрашенного материала. Здесь же пс могут проявляться с прежней силой стороны таких явлений, как различный коэффициент теплового расширения материала и покрытия, расклинивающее действие воды, попадающей между основанием и слоем краски; ослабляется вредный эффект внутреннего напряжения, возникающего при высыхании, и т. п.

Все это сообщает покрытию ряд весьма ценных свойств. Так, например, краска теряет способность отслаиваться от основания, поэтому отпадает необходимость при ремонте очищать поверхность от старых нубелов По своей долговечности силикатные краски не знаки равных, имеются данные, указывающие, что срок их службы на фасадах достигает 40—50 лет.

Опыты по применению строительных силикатных красок на калийном стекле были начаты в нашей стране еще в предвоенные годы. В 1940 г. и в по следующее время ими были выполнены росписи на фасаде одного дома по Ленинскому проспекту в Москве и ряд художественных панно в нескольких общественных зданиях. Прошли годы, а росписи полностью сохранили яркость и сочность цвета, не имеют каких-либо признаков разрыхления (шелушение, образование трещин п т. п.). С 1957 г. ведутся работы по изучению влияния на поведение силикатных красок пигментного состава, наполнителей, содержания в них связывающего и т. п. Одновременно Всесоюзным научно-исследовательским институтом новых строительных материалов были начаты экспериментальные работы по окраске фасадов, квартир и служебных помещений. Они подтвердили высокие рабочие и эксплуатационные качества силикатных красок. В настоящее время имеются рецептуры таких красок для наружных и внутренних работ, создана надежная технология их выполнения.

Наружная окраска. Как уже указывалось, высококачественные атмосфероустойчивые силикатные краски получаются при использовании пигментов, которые способны взаимодействовать с силикатом калия, образуя прочные, нерастворимые в воде соли кремневой кислоты. При наружных отделках эта реакция должна завершаться в сравнительно короткие сроки, чтобы слой краски быстро перешел в нерастворимое состояние и могут успешно противостоять атмосферным воздействиям Это обстоятельство вызывает необходимость изготовлять н хранить краску, не смешивая пигменты со связующим, т. е применяя двухтарную упаковку. Следует избегать вводить в рецептуру пигменты, реагирующие чрезмерно быстро, например весть В ыкп случаях краска вскоре приходит в непригодность.

Хорошие результаты дает введение в смесь 10— 15% титановых белил. Количество ?ieia при этом уменьшается до 40—46 Титановые белила повышают укрывистость краски и даю- возможность получить более ровное однотонное гпокрытие. Перед использованием концентрированные раствор разбавляется водой до уд. веса 1,15; отношение веся раствора стекла к сухого пигмента обычно принимается 1,5:1, хотя может несколько колебаться по причине различной стеклоемкости использованных пигментов. Избыток стекла может привести к пятнистости окрашенной поверхности; недостаток его приводит к образованию непрочного отбеливающего покрытия. В обоих случаях срок службы краски сокращается.

Поэтому к каждой упаковке с пигментной смесью должно прилагаться строго определенное количество раствора силиката. Может случиться, что при окраске пористых поверхностей отсос связующего из краски будет чрезмерно велик. В этом случае рекомендуется предварительное грунтование строительной поверхности. Рыхлые поверхности (штукатурка, кирпич) грунтуются водой или,если это не дает желательных результатов, раствором стекла уд. веса 1,15. В случае грунтования водой окраска выполняется по непросохшей поверхности; для работ по стеклянному грунту это требование не является обязательным.

Нужный грунт можно получить методом пробных выкрасок непосредственно на стене окрашиваемого здания; если через 2—4 час. после окраски стена не имеет пятнистости и не отмеливает, а ее покрытие обладает легким блеском, напоминающим блеск яичной скорлупы, можно быть уверенным, что грунт подобран удачно и приступать к сплошной окраске. Отмеливание указывает на необходимость усилить грунтование; при пятнистости грунт надо ослабить.

Окраска производится в два слоя. Второй слой можно наносить не ранее, чем через 20 час. после наложения первого. Малярные работы производятся валиком, кистью или краскораспылителем. Стоимость отделки фасада силикатными красками не превышает 1 —1,2 руб. за 1 м2, что значительно дешевле, чем окраска масляными или синтетическими красками.

Следует учитывать, что силикатные краски не могут применяться для работ при отрицательных температурах. В равной степени недопустимо их использование (так же. как и других красок — известковых, цементных и т. п.) для работ в слишком с жаркую погоду по фасаду, Свешенному прямыми солнечными. Это может при вести к-развитию внутреннего напряжения в краске и образованию трещин. При температуре воздуха выше 24° и СУХОЙ солнечной погоде окраски Фасадов, обращенных на юг. рекомендуется производить до 9—10 час. утра, после чего переходить на окраску северных, восточных и западных фасадов. Некоторые неудобства создает необходимость защитных мер от попадания краски на стеклянные и масляные поверхности, которые портятся при контакте с жидким стеклом.

Внутренняя отделка. Силикатные краски на внутренних работах могут применяться при отделке коридоров, жилых помещений, школ и общественных учреждений. В иностранной литературе имеются указания на бактерицидность силикатных покрытий, что позволяет рекомендовать их для больниц, детских учреждений, пищеблоков, продуктовых магазинов и т. п.

Для внутренних работ можно использовать силикатную краску с пигментных? составом менее сложным, чем применяемый для отделки фасадов. Рекомендуется следующая рецептура: мел 75—96%, пигменты 4—25% и раствор калийного стекла (уд. веса 1,15) 150—160%! от веса сухой смеси. Применение краски такой рецептуры вполне допустимо ввиду пониженных требований к атмосфероустойчивости и возможности более медленного твердения красочного покрытия.

При внутренних работах силикатными красками могут окрашиваться штукатурка, бетон, кирпич, камень и бумага. Для выравнивания бетонных поверхностей рекомендуется использовать специальные полимерцементные шпатлевки, разработанные ВНИИНСМом, в состав которых входят цемент, асбест, мел и несколько процентов полимера, например, поливинилацетатной эмульсии. Такие шпатлевки, вследствие высокой механической прочности, эластичности и хорошего сцепления со многими строительными материалами, можно использовать также в местах стыков стен с нагревательными панелями и в других местах, где возможно взаимное смещение отдельных элементов стены. Выравнивание поверхности оштукатуренных стен и потолков может осуществляться известково-песчаной накрывкой или клеемасляной шпатлевкой. Известково-песчаная накрыввка готовится на мелком песке (величина зерна до 3 мм) состава 1 : 1,5.

Рекомендуется следующая схема окраски: нанесение накрывочного слоя толщиной 1—3 мм. зачистка, окраска валиком из пористой резины за один раз, накат в 1—3 цвета валиками из монолитной резины. В случае сильного всасывания поверхность предварительно смачивается водой.

Стоимость окраски при использовании известково-песчаной накрывки или клеемасляной шпатлевки от 1,7 до 2,3 руб. за 1 м2. При использовании полимерцемента стоимость окраски повышается до 2,9—3.5 руб. за 1 м2. Таким образом, и при внутренней силикатные краски позволяют получать хорошие покрытия, которые з дяде случаев дешевле, чем стоимость оклейки ос о-ми.

Окраска помещений силикатным красками по приведенной схеме была проверена на отделке нескольких квартир в юго-западном районе Москвы. Опыт показал, что использование накатки тает возможность маскировать неговности стены, и которую неоднотонность фона и другие дефекты.

Приготовление силикатных красок. Калийное стекло варится в стандартной ванной или горшковой стекловаренной печи из поташа и чистого кварцевого песка, взятых в соотнсшение поташ (из расчета на КгО) 14—14,5 и песок 2,,8—28,5 вес. частей. Полученный силикат проходит через интегратор и растворяется в воде при 154—180° (с использованием вращающегося автоклава). Концентрированный раствор веса 1,41 тарируется. Сухая пигментная смесь готовится смешением во вращающемся барабане вибросмесителе и затаривается в бумажные мешки.

Прочные и дешевые силикатные краски должны найти широкое применение в производстве отделочных работ на стройках нашей страны 1,5—2 м/сек. В третью зону сушилки целесообразно направлять отработанный теплоноситель из второй зоны. В этом случае при .выходе из третьей зоны температура теплоносителя будет составлять 60° и влагосодержание 157 г/кг сухого воздуха. Скорость теплоносителя в этой зоне рекомендуется поддерживать порядка 1 —1,5 м/сек.

Ввиду того, что подогрев теплоносителя до 240° для первых двух зон в паровых калориферах практически неосуществим, представляется целесообразным вести сушку с помощью газовоздушной смеси.

Схема такой модернизированной сушилки приведена на рис. 4. Топочные газы из подтопка 1 по трубопроводу 2 поступают к распределительному коробу 3. Из него патрубком 4 с шиберами теплоноситель направляется в смесительные камеры 5 первой и второй зон сушилки. Здесь происходит смещение топочных газов с наружным воздухом и рециркуляционным теплоносителем. Далее сушильный агент благодаря создаваемой вентиляторами тяге движется, как указано стрелками, между ярусами рольгангов.

Теплоноситель из второй зоны направляется з третью патрубком 11 и просасывается вентилятором через сечение тоннеля третьей зоны. Отработанный теплоноситель патрубком 13 выбрасывается в атмосферу.

Коэффициент полезного действия сушильной установки после модернизации повышается с 40 до 57%, а выпуск продукции увеличивается на 30— 35%. Годовая экономия от модернизации сушилки составляет около 850 тыс. рублей.

Для модернизации действующих сушилок не требуется дополнительного оборудования. Реконструкцию сушильной установки каждый завод может осуществить своими силами.