Органические пигменты и красители для окрашивания бетонов автоклавного твердения

Повышение заводской готовности и улучшение качества деталей и инструкций поставлены Директивами XXIII съезда КПСС в центр внимания работников промышленности строительных материалов.

О двух путях улучшения декоративного качества стеновых панелей и повышения их эксплуатационных характеристик рассказывается в публикуемых ниже статьях.

Наиболее простым способом изготовления цветных силикатных изделий является формование их из известковопесчаной смеси, окрашенной введением готовых пигментов. Последние в этих условиях должны обладать по выше одной щелочестой костью и теплостойкостью, обусловленными особенностями состава материала и применяемого режима тепловлажностной обработки

Однако применяющиеся в производственной практике минеральные пигменты дают небольшую гамму тусклых цветов и уже не могт удовлетворять постоянно повышающимся требованиям к декоративным качествам стеновых и отделочных материалов. Лаборатория бетона и железобетона ЛенЗНИИЭП провела опыты по введению в состав силикатной чассь некоторых органических пигментов В ходе работы исследовались 17 синтетических пигментов, выпускаемых отечественной промышленностью или изготавливаемых в виде (экспериментальных партий опытным заводом Научно-исследовательского института органических полупродуктов л красителей [(НИОПяК)- Пигменты испытывались на устойчивость цвета в условиях автоклавной обработки и на светостойкость — крыш дым методом. У образцов, выдержавших эти испытания, определяли предел прочности при сжатии, водопоглощение и морозостойкость.

Исследования проводили па образцах, содержащих 20% извести, 80% молотого кварцевого песка и 0,15—0,35% пигмента от общего веса смеси. В качестве исходных материалов применялись из весть Угловсхого месторождении активностью 90% н чистый кварцевый Новоселовского карьера с содержанием S1O2 в количестве 96%.

Для выяснения влияния процесса гашения извести на цвет образцов смеси готовились вначале как на негашеной извести-кипелке, так и на извести-пушонке. Опыты показали, что применение извести-кипелки способствует окраске. Поэтому последующие эксперименты проводились только на негашеной извести.

Пигменты вводились в смесь до помола, который осуществлялся до удельной поверхности около 3000 см2. Подготовленная масса гасилась водой в количестве, примерно равном весу исходной извести-кипелки, и в течение 20—24 ч выдерживалась в закрытой емкости.

Далее из смеси прессовали плитки размером 40X40X4 им и цилиндрические образцы диам. 30 мм. Давление прессования принималось равным 150 кг/см2. Образцы запаривали в лабораторном автоклаве по двум режимам: близкому к производственному — 2 + +6 + 3 при 8 атм и «пиковому»—4 4- +0 + 4 при 12 атм.

Опыты показали, что изотермическая выдержка при 8 атм в течение 6 ч ведет к заметному ослаблению цвета всех опробованных пигментов. Применение же «пикового» режима в ряде случаев позволяет сохранить исходный цвет образцов, причем отказ от изотермической выдержки не приводит к существенному снижению прочности.

Например, прочность при сжатии образцов исходной (белой) смеси прн автоклавной обработке по первому режиму составляла 270, а по второму — 240 ка/см2; исходя из этого в основных сериях опытов был принят режим 4+0+4 ч при 12 атм.

Как показали опыты, этот режим обеспечивает сохранение цвета у образцов, изготовленных с добавкой восьми пигментов, колориметрические характеристики которых приведены в табл. I. Данные таблицы .показывают, что цвет образцов обладает достаточной интенсивностью. Повышение количества пигмента от 0,15 до 0,35% позволяет получить большое разнообразие оттенков (от светлых пастельных до более насыщенных). Введение меньшего количества пигмента очень слабую окраску 0,85% пенелесообразно, так как мало влияет га интенсивность цвета.

Рассмотрение окрашенных образцов под микроскопом показало, что исходным пигмент очень тонко дисперсирован в меси. Высокая равномерность окраски гидратных новообразований видимых зерен пигменте свидетельствуют о структурной связи с основной силикатной массой вследствие физико-химических адсорбционных процессов.

На специальном стенде под открытым небом проведены испытания образцов в течение 10 месяцев. Посте т.рехмесячно- го воздействия атмосферных факторов значительно обесцвечиваются образцы, содержащие оранжевые пигменты, крап- плак и лак основной розовый. Сохраняют цвет образцы с добавкой зеленого и голубого фталоиманя новых пигментов, фиолетового хннакрндонового и кубового бордо PP. Последние три-четыре пигмента we обнаруживают видимых изменений окраски в течение всего периода испытания. Сравнение цветовых характеристик указанных образцов до и после испытания приведены в табл. 2.



Определялось влияние добавки устойчивых пигментов па физико-механические свойства исходной смеси. Эти опыты показали, что введение пигментов практически не влияет на прочность образцов, а кубовый бордо РР в 1,2—il,3 раза увеличивает значения ЯСж по сравнению с показателями образцов из исходной смеси.

Испытания показали также, что добавка кубового пигмента бордо РР на 3—4% снижает водопоглощение и повышает морозостойкость материала от 15 до 25 циклов. Остальные пигменты практически не влияют на свойства исходной смеси.

Все это свидетельствует о возможности окрашивания указанными пигментами силикатных изделий автоклавного твердения, применяемых для наружных фактур.

Наряду с пигментами для получения цветных силикатных материалов были испытаны некоторые органические красители, растворимые в воде и органических растворителях.

В опытах были использованы красители кислотного характера, содержащие карбоксил и сульфогрулпу, водород которых способен замещаться щелочными или щелочно-земельными металлами. С последними, например с кальцием и барием, кислотные красители образуют неперастворимые в воде соли, так называемые лаки.

По каталогу НИОПиКа были выбраны 26 красителей кислотного характера, относящиеся к различным классам органических соединений. Все исследования проводились па прессованных образцах-цилиндрах и плитках указанных выше размеров, изготовленных на смеси 20% извести-кипелки и 80% молотого кварцевого песка. Краситель в количестве 0 5% от веса «меси ©водился в воду гашения. Автоклавизация проводилась по «пиковому» режиму 4 + 0+4 ч прн 12 ати. Осмотр запаренных образцов показал, что из 26 испробованных красителей только 11 выдержали автоклавную обработку. Их цветовые характеристики приведены в табл. 3.

Образцы, сохранившие цвет после автоклавной обработки, подвергались испытаниям на открытом стенде. Через 10 мес. достаточную устойчивость сохранили лишь образцы, содержащие ализарин.

Ввиду значительного ослабления цвета в условиях тепловлажностной обработки и последующего быстрого разложения красителей на свету был испробован еще один способ — пропитка силикатных плиток после их автоклавизации.


Для этого были изготовлены прессованные плитки из силикатной смеси состава: 30% извести-кипелки и 70% кварцевого песка. Плитки были запарены .по режиму 2+6+2 ч при 8 ати, после чего погружались в 0,2%-иьй .водный раствор красителя. На -поверхности плиток образовывалась пленка нерастворимого в воде цветного лака, что обусловлено связыванием красителя с остаточной свободной СаО.

Опыты показали, что хромовые красители — чисто-голубой и фиолетовый — разлагались при введении плиток в раствор. Антрахиноновые — фиолетовый, синий и зеленый, а также метадлсодержащих красители образовали хлопья осадка, создавая неравномерную окраску, остальные же окрасили плитки в разнообразные по тону очень насыщеные цвета. Наиболее интенсивную и равномерную окраску удалось получить путем пропитки растворами 16 красителей, в том числе кислотных алого, алого прочного НЖМ, желтого, синего, оранжевого; хромовых: бордо С, ярко- красного, фиолетового 2С, желтого, рубинового: зеленого, зеленого 2Ж, ярко синего, синего НЗ и ализаринового красного.