Свойства и применение цементных красок

Изыскание новых атмосферостойких и дешевых пасочных составов для отделки зданий приобретает в настоящее время исключительно важное значение в связи с широким развитием крупнопанельного домостроения. Значительный интерес в этом отношении представляют краски на основе портландцемента. Будучи весьма экономичны, они имеют приятную матовую фактуру, не мелят, водостойкие и могут служить для отделки гладких и пористых поверхностей — бетонных, штукатурных, асбоцементных, кирпичных и других.

Следует однако сказать, что до последнего времени эти краски не получили у нас достаточного распространения, хотя за рубежом они довольно широко используются для отделки фасадов и внутренних помещений.

В настоящей статье излагаются результаты разработки составов цементных красок, их свойства, технология приготовления на окрашиваемые поверхности.

При разработке оптимальных составов учитывались некоторые особенности цементных красок. Твердение цемента в краске происходит з условиях, отличных от твердения в массиве. Краска наносится на основания тонким слоем. Поэтому отсос воды основанием приобретает большое значение. Сильно обезвоженная краска за счет значительного отсоса воды может полностью потерять способность наноситься на окрашиваемую поверхность. Следует иметь в виду также фактор испарения воды с поверхности тонкого слоя Чрезмерное испарение при сильном отсосе воды основанием ведет к нарушению влажностного режима твердения, а, следовательно, -— к получению непрочного покрытия.

Чтобы сохранить хорошие технологические свойства краски и получить при этом прочное покрытие, необходимо создать условия, при которых влияние перечисленных факторов будет минимальным. Уменьшить отсос воды основанием можно путем увлажнения его перед окраской, а испарение— введением в состав краски гигроскопических добавок.

Цементные красочные составы в отличие от обычных растворов должны обладать и другой особенностью— легко наноситься на окрашиваемую поверхность и хорошо растекаться. Для этого приходится пользоваться повышенными водоцементными отношениями. Однако после испарения избыточной влаги увеличивается пористость покрытий, а. следовательно, уменьшается .их механическая прочность и водостойкоеib. Чтобы повысить водостойкость и долговечность такого пористого покрытия в краску приходится вводить гидрофобные добавки.

При определении свойств цементных красок выявлялись следующие параметры: водоцементное отношение при малярной консистенции, структурномеханические характеристики, жизнеспособность составов, время высыхания «на отлип» красочного слоя определенной толщины при воздушном и влажном хранении в атмосфере водяного пара.

Свойства покрытий, нанесенных в два слоя, изучались на бетонных основаниях. Состав бетонной смеси 1 :3; В/Ц=0,45. Образцы после суточного твердения во влажных условиях были выдержаны в течение месяца.

Определялось водопоглощение окрашенных стандартных оснований, адгезия, стойкость к истиранию окрашенных асбоцементных плиток (ПИКГ1-2), стойкость к температурным перепадам окрашенных бетонных плиток (попеременное насыщение водой, замораживание, оттаивание, нагревание) и атмосферостойкость.



Хлористый кальцин, являющийся электролитом, увеличивает текучесть краски, позволяя получить малярную консистенцию при меньшем - цементном отношении. Скорость высыхании слоя при этом уменьшается. Снижается также скорость твердения (при введении 2% СаС12 примерно в 2 раза).

О скорости твердения покрытия из цементных красок мы косвенно судили по скорости высыхания «на отлип» во влажной среде. Изучение изменения структурно-механических свойств красочных цементных растворов на вискозиметре системы М. П. Волоровича вскрыло те же закономерности (табл. 3).


Хлористый кальций, введенный в цементную краску в количестве 2% при В/Ц=0,5, не сразу проявляет себя как ускоритель твердения цемента. Вначале он играет роль электролита, уменьшая его коагуляционную структуру и увеличивая подвижность краски, чем способствует созданию более плотного слоя. Одновременно уменьшается и скорость высыхания покрытия. Все эти явления приводят к уменьшению водопоглощения окрашенного бетонного основания. Только через 3 часа после «затворения», когда начинается образование кристаллизационной структуры, наблюдается влияние хлористого кальция на увеличение скорости высыхания покрытия и повышение его прочности. То обстоятельство, что СаС12 при больших В/Ц не сразу проявляет себя как ускоритель твердения, имеет весьма большое значение прн составлении цементных красок, так как ускорение твердения краски в период хранения (до употребления) сократило бы ее жизнеспособность, что очень нежелательно.

Иная картина наблюдается в краске с В/Ц = 0.35. Хлористый кальций здесь с самого начала способствует увеличению скорости образования кристаллизационной структуры при твердении цементного теста. Поэтому после нанесения краски на строительное основание, когда часть воды из нее впитывается и В/Ц уменьшается, СаС12 играет роль ускорителя твердения, способствуя предохранению свеженанесенного покрытия от повреждений. В этом смысле применение хлористого кальция в качестве гигроскопической добавки является предпочтительным перед другими.

Как видно из рис. 2, более водонепроницаемое покрытие получается при введении в краску 2% СаС12.

Известно, что твердение цемента сопровождается усадочными явлениями, которые могут привести к образованию трещин, особенно в случае тонких красочных слоев. С этой точки зрения введение в состав краски извести, расширяющейся при твердении, могло бы быть полезным. Кроме того, известь в присутствии хлористого кальция способствует активному образованию хлорокислых соединений и, вследствие этого, упрочнению красочной пленки и увеличению ее водостойкости.

Как показали опыты, введение извести в состав краски прежде всего способствует улучшению ее технологических свойств: уменьшается оседание, краски, улучшаются ее малярные качества, причем покрытие становится менее водопроницаемым (рис. 3), сокращаются сроки высыхания и твердения краски (табл. 4). Однако при добавке боле. 15% извести водопоглощение окрашенного стандартного основания снова увеличнвается. Кроме того, такие составы обладают меньшей атмосферостойкостью.

Изучение адгезии цементных красок показало, что введение в их состав извести и стеарата кальция снижает адгезионные свойства. Поэтому для улучшения малярных свойств краски и увеличения водостойкости покрытия известь следует добавлять в количествах, не превышающих 10%.

В состав красок можно вводить только щелочестойкие пигменты, так как цементное тесто имеет щелочную реакцию. Нами исследовались природные и синтетические минеральные пигменты, позволяющие получить широкую цветовую гамму краг сок (табл. 5). Такой выбор пигментов позволил установить зависимость свойств цементной краски природы пигмента. Количество пигмента подбиралось опытным путем и составляло 5% от веса смеси. В таком количестве большинство пигментов дает тона средней насыщенности, наиболее часто рекомендуемые архитекторами.

Как видно из табл. 5, природа пигмента оказывает значительное влияние на все свойства краски даже при незначительном содержании его в массе цемента (5%).

Водоцементное отношение краски изменяется от 0.5 при использовании малогидрофильных пигментов (сурик) до 0,73—гидрофильных (охра). Гидрофильные пигменты способствуют удержанию большего количества воды в составе краски при сохранении ее малярных свойств, поэтому такие краски следует рекомендовать для покрытия пористых, сильно впитывающих поверхностей. При использовании гидрофобных пигментов необходимо вводить гидрофильные добавки.

Определение жизнеспособности красок показало, что она продолжительнее у красок с гидрофильными пигментами (например, 5 час. у состава сурика и 7 час. с 5% охры).