Beton coraz częściej przestaje być tylko materiałem konstrukcyjnym. Nowe trendy, moda i rozwój technologii sprawiają, że pełni on także rolę dekoracyjną. Barwienie betonu pozwala na dostosowanie koloru do wizji aranżacyjnej architekta. Niestety uzyskanie odpowiedniej barwy nie kończy się na dodaniu pigmentu do mieszanki. Proces ten jest skomplikowany i wymaga dokładności.

Bez wątpienia każdy z nas widział podstawowy produkt z betonu barwionego. Deptamy po nim często, a mowa o kostce brukowej, charakteryzującej się całą gamą kolorów. Pierwsze barwniki syntetyczne  wykorzystywane do zmiany ich koloru zaczęto produkować w XIX w. Wraz z rozwojem technologii betonu (o nanotechnologii w betonie możesz poczytać TU) wzrosła różnorodność stosowanych pigmentów. Od składu chemicznego po dostępną formę do zastosowania. Niezależnie od pigmentu powinien on spełniać wymagania normy PN-EN 12878 Pigmenty do barwienia materiałów budowlanych opartych na cemencie i/lub wapnie – Wymagania i metody badań.

Rodzaje barwników betonu

Podstawowy podział barwników odbywa się przez ich formę handlową:

  • Proszkowe – są bazą do pozostałych form. W podstawowej formie wykorzystywane barwienie betonucoraz rzadziej ze względu na pylenie i nieprecyzyjne dozowanie. Ponadto istotny wpływ ma ich przechowywanie. Wymagają suchych warunków niedopuszczających do zbrylenia.
  • Płynne (pasty) – wyróżniają się łatwością i precyzją stosowania. Charakteryzują się także dokładnym zdyspergowaniem. Aby zapobiegać sedymentacji pigmentu, używa się środków dyspergujących oraz stabilizujących. Wadą jest natomiast brak odporności na przemrożenie.
  • Granulaty – rozwiązują problem pylenia pigmentów proszkowych. Dzięki granulacji uzyskuje się małe kuleczki o niskim poziomie pylenia. Wymagają jednak bardzo dokładnego i intensywnego mieszania, gwarantującego roztarcie granul barwnika.

Przyglądając się powyższym rodzajom można dojść do wniosku, że jest to podział dość ogólny. Wystarczający by wybrać pasującą nam formę, ale bez wdawania się w szczegóły. W praktyce inżynierskiej dobrze jest jednak wiedzieć jaki związek chemiczny kryje się w danym barwniku. Dlatego poniżej przedstawimy najważniejsze z nich:

  • Tlenki żelaza – utlenione związki żelaza, najczęściej wykorzystywane związki do barwienia, charakteryzują się wysoką odpornością na starzenie. Bardzo odporne na światło i warunki atmosferyczne, przy okazji charakteryzujące się pochłanianiem promieniowania UV. W zależności od składu chemicznego mogą powstać barwniki czerwone, żółte, brązowe i czarne.
  • Tlenki tytanu – dwutlenek tytanu, stosowany do rozjaśniania betonu. Biały barwnik zwiększa jasność betonu z białego cementu, ale jest wykorzystywany również do rozjaśniania cementu szarego.
  • Sadza techniczna – pochodna węgla o wysokiej jakości ale małej trwałości. Jak nie trudno się domyślić barwi na czarno. Niestety powoduje brudzenie powierzchni przy kontakcie. W celu uniknięcia tego problemu miesza się ją z płynnymi barwnikami na bazie tlenków żelaza.
  • Tlenki chromu – utlenione związki chromu, coraz częściej stosowane ze względu na swój ‘ekologiczny charakter’, ponieważ barwią beton na modny zielony kolor.
  • Tlenki kobaltu – utlenione związki kobaltu, rzadko stosowany ze względu na swoją wysoką cenę, ale odpłaca się niebieskim kolorem, a w połączeniu z białym cementem błękitnym.

Barwienie betonu

Tak jak było wspomniane na początku tego artykułu – nie tylko pigment ma znaczenie. Na efekt końcowy wpływa wiele czynników. Przede wszystkim barwnik powinien być jak najdłużej mieszany. Dlatego powinien być dodawany na samym początku do kruszywa, aby nie wydłużać procesu technologicznego. Dużym wyzwaniem jest powtarzalność kolorystyczna barwionego betonu. Ze względu na charakter naturalnych surowców stosowanych do produkcji betonu. Poszczególne partie kruszyw mogą się różnić między sobą, wpływając na efekt końcowy, odbarwienie elementu.

Aby uzyskać wymaganą kolorystykę należy brać pod uwagę każdy element składowy betonu. Zaczynając od najważniejszego:

Cement

Dostępne na rynku rodzaj cementu charakteryzują się szeroką paletą kolorów własnych.  Kolory te rozciągają się od białego poprzez jasnoszary (cementy zawierające mielony granulowany żużel wielkopiecowy) aż do ciemnoszarego (cementy z dodatkiem popiołu lotnego). Szczególnie w przypadku jasnych barw, takich jak żółty, niebieski itp. Zaleca się stosowanie jasnego cementu. Użycie cementów szarych będzie skutkować uzyskaniem stłumionych barw.

W zależności od ilości cementu w mieszance uzgadnia się wysokość dozowanego barwnika. Maksymalna dawka to ok 5-6% masy cementu. Powyżej tej wartości ilość pigmentu nie zmieni barwy gotowego wyrobu. Poniżej natomiast, uzyskujemy jaśniejsze, pastelowe kolory.

Kruszywa

Zaleca się aby do jasnych kolorów stosować jasne kruszywa. Wyjątkiem jest celowe kontrastowanie jasnego pigmentu z ciemnym kruszywem. Dobór kruszywa o odpowiednim zabarwieniu wynika z faktu eksploatacyjnego. Mimo że ziarna są otoczone barwnikiem, z czasem zewnętrzna warstwa kruszywa odsłoni się na skutek ścierania. W przypadku źle dobranego kruszywa wpłynie to na sumaryczny kolor produktu.

Dodatki

Ze względu na swój procentowy udział w mieszance, również mają znaczenie dla kolorystyki. Mikrokrzemionka przyciemnia barwę ze względu na wielkość cząstek. Mączka wapienna powoduje rozjaśnienie elementów, natomiast popiół lotny krzemionkowy przyciemnia kolorystykę.

Stosunek wodno-cementowy

Wzrost współczynnika w/c powoduje optyczne rozjaśnienie koloru betonu. Zjawisko to występuje zarówno w betonach szarych, jak i kolorowych. Spowodowane jest to odparowywaniem wody z betonu w trakcie dojrzewania, konsekwencją czego jest powstawanie porów kapilarnych, które silniej rozpraszają światło niż otaczający je beton. W efekcie beton wydaje się jaśniejszy.

Dojrzewanie i eksploatacja barwionego betonu

Warunki w jakich dojrzewa barwiony beton mają wpływ na efekt końcowy. W zależności od wilgotności oraz temperatury powietrza, uzyskujemy różne barwy gotowego wyrobu. Niska temperatura powoduje powstawanie większych produktów hydratacji, które słabiej rozpraszają światło, co powoduje zwiększenie wybarwienia betonu. Zbyt wysoka wilgotność powietrza (powyżej punktu rosy) w trakcie dojrzewania może doprowadzić do powstawania wykwitów wapniowych i zmniejszenia intensywności wybarwienia.

Na skutek eksploatacji kolor produktu betonowego może ulegać zmianom. Czynniki które na to wpływają to: wykwity wapienne, proces hydratacji cementu, ścieranie warstwy fakturowej oraz wnikanie zanieczyszczeń w pory.

Formy barwienia

Na koniec, sam sposób nadawania koloru możemy podzielić na trzy grupy barwienia:

  • W masie – najtrwalsze, matryca cementowa jest wymieszana z pigmentem w całości przekroju produktu
  • Powierzchniowe – najmniej trwałe, polega na wcieraniu pigmentu we wczesnym etapie wbudowania mieszanki, bardzo narażone na ścieranie
  • Warstwowe – element zbudowany jest z dwóch warstw, gdzie barwiona jest tylko warstwa fakturowa (licowa) stanowiąca kilkanaście procent grubości– barwienie w masie.

Panująca moda dopadła nawet taki materiał jak beton, który dzięki różnorakim pigmentom może sprostać oczekiwaniom architektów. Powyżej widać jednak, że uzyskanie odpowiedniej barwy wymaga brania pod uwagę wielu składowych.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię