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彩色混凝土直接投入法生产及施工方法
浏览次数:1394   发布时间:2015/1/5 13:49:37
倪光伟

一.粉体颜料配色系统(Powder Metering Systems)直接投入法( Mix readyRDisintegrating Bags) 生产彩色混凝土方法(系统引进自澳洲COLORLINX 公司):

1.颜料产品型号及所能生产的彩色混凝土品种

颜料产品型号:从R01~R16共16种颜料颜色

每一种颜料产品型号能产生3种彩色混凝土颜色,即A自然色、B强烈色、C鲜艳色,16种颜料产品型号共产生48种彩色混凝土颜色。

其中A自然色系列指用一袋12.5kg R系列颜料加到一立方米灰水泥混凝土中(一般假定每立方米C25混凝土中灰水泥重量300kg,则颜料与灰水泥的重量比为4.15%)所产生的混凝土颜色

B强烈色系列指用二袋12.5kg R系列颜料加到一立方米灰水泥混凝土中(一般假定每立方米C25混凝土中灰水泥重量300kg,则颜料与灰水泥的重量比为8.30%)所产生的混凝土颜色

C鲜艳色系列指用二袋12.5kg R系列颜料加到一立方米白水泥混凝土中(一般假定每立方米C25混凝土中白水泥重量300kg,则颜料与白水泥的重量比为8.30%)所产生的混凝土颜色

2.直接投入法( Mix readyRDisintegrating Bags) 生产彩色混凝土方法:

R系列颜料将被整包先扔到空的混凝土搅拌车,然后装入至少3立方米以上的混凝土,在搅拌桶最高转速14r/min下搅拌至少10分钟(一般混凝土搅拌车搅拌桶转速0~14r/min),随后倒在工地上或泵车输送。但对一些颜色较敏感的项目如露集料的表面或磨光的表面建议如下:

所有纸袋内的颜料应该被排空到搅拌器内,纸袋应被回收。

一般坍落度控制在13cm以内,不要使用氯化钙等早强剂,在满足混凝土强度和工作性的前提下减水剂尽量少用或不用,以免泛碱。低水灰比的干硬性混凝土将更有利于控制泛碱。 

(1)水泥

水泥颜色及用量是影响彩色混凝土颜色的第一大因素。水泥最普遍颜色是灰色。不可能使灰水泥从灰颜色转到鲜明的或浅淡的色调。灰水泥最好调配成深颜色,如深棕色,黑色,灰色和许多红色。

要想得到浅淡色调,必须使用白水泥制造。浅或亮丽的粉红色,茶色,蓝色,绿色和黄色尽可能用白水泥。用氧化铬绿或复合颜料,使用白水泥替代灰水泥颜色差异是明显的。当白色集料同白水泥和颜料一起使用时能产生更亮丽的色调。

水泥公司制造许多类型的水泥,它们从浅灰到深灰变化。通常那样比较干粉,是不可能告诉你混凝土的最终颜色。因此在同一项目上应使用相同水泥供应商和相同型号水泥以减少色差的风险。只要改变供应商和水泥型号,最终颜色很可能改变。

在彩色混凝土中,颜料是不能溶解的并比水泥细十倍。水泥是“胶水”把混凝土制品凝固在一起,它也把颜料凝固在一起。混凝土混合物中颜料加入的数量是由整个水泥基材料重量决定的。水泥数量的改变象颜料数量的改变一样最终决定混凝土制品的颜色。如果颜料的数量不变,但水泥的数量是变量,则高水泥含量将有一个低饱和度的颜色。

(2)集料

除水泥之外,所有混凝土制品包含集料,它们代表混凝土混合物最大部分,它们的颜色是影响彩色混凝土颜色的第三大因素。

混凝土制品也能通过“水洗”或“研磨”去掉彩色水泥,集料颜色就立即暴露出来。也有这种情况,与水泥颜色一样,集料的自然颜色在低颜料用量中比高颜料用量对混凝土着色有更显著的影响。

颜色影响范围取决于水泥和集料的配合比。如果水泥对集料的比例是1:10或更高,这些集料颗粒将更多的暴露在混凝土的表面并没有彩色水泥层。因此,在配方中这些原材料颜色的任何改变将引起更多的混凝土颜色的变化。

(3)水

当努力使混凝土无颜料色差时,仔细监控混合物中用水量,原材料中水分含量,尤其是砂的水分含量是十分重要的。高水灰比不仅对混凝土的强度是有害的,而且也使制品出现浅颜色。

为什么?回想一下刚倒入啤酒的玻璃杯。玻璃杯的顶部是白色泡沫,一会儿静止下来玻璃杯充满金黄色或琥珀色啤酒。那是因为泡沫由许多微小的空气组成,散射光使它非常浅和明亮。同样,在混凝土制品中,过量的混合用水蒸发到表面留下许多细孔-象啤酒中的泡沫,使混凝土出现较浅的颜色。因此,较高水灰比混凝土颜色较浅,不管其是否是彩色混凝土。

因此,所有混凝土制品的生产者必须仔细的监控用水量和集料的含水量以确保制品颜色的一致性。水灰比是影响彩色混凝土颜色的第二大因素

2.颜料本身性能对彩色混凝土颜色的影响

(1)着色力

颜料用量决定于混合物中水泥基材料重量的百分率,一般3%或4%。

在颜料的干燥状态,颜色可能出现相同的,但颜料没有混合(如在混凝土中)绝不能直接来评价颜料。一旦颜料混合到混凝土,产品要被固化,两种颜料在干燥状态颜色相同的也会出现重大的色差。这种不同证明两种颜料的着色力不同。

例如,在上方的图片中,两个红粉末看起来十分接近。在左边是粘土砖粉,在右边是标准一品红颜料。但一旦6%的这些颜料混合在混凝土中,结果色差十分巨大。

另一个例子,用3%颜料含量比较颜料A和颜料B,做成三块不同的路面砖。注意两块使用颜料A,一块使用3%颜料含量,另一块使用10%含量。现在同用3%颜料B做成的路面砖比较。3%含量的两种颜料,颜色完全不同。但当使用10%的颜料A时,它看起来类似3%颜料B的颜色。因此,颜料B着色力比颜料A高约3倍。尽管颜料A较便宜,但它使用起来不是最经济的。

(2)颜料用量

上面的图表证明更多颜色加到混凝土中,在图表中颜色饱和度的变化位置按照反射率作为颜料加入量的函数来表示。图片证明实际的颜色变化,你能看到当使用纯合成氧化铁颜料从2%到6%时变化巨大。在5%到6%范围内,一品颜料达到他们最适宜的饱和度水平。

当更多一品颜料加入时,在路面砖中颜料加入量6%到8%差异很小。因此,不仅加入过多的颜料是不必的,也是不经济的。对想达到的颜色知道最合适颜料用量是重要的,不仅要有精确的颜料数量而且必须加入到混合物中去。

3.生产工艺对彩色混凝土颜色的影响

(1)在混凝土中混和颜料

一旦你选择了颜料形态和适当的测量系统,我们推荐按下列顺序加颜色到混合物中去。

为适当分散任何类型的一品颜料的混凝土混合顺序:

1.  加砂和集料

2.  加一品颜料粉末

3.  至少混合10分钟

4.  加水泥

5.  加余下的水

6.  混合至均匀

因为颜料粉末是一种小微粒尺寸材料,注意必须确保全部分散在混合物中。作为一种一般规则,预混和粉末颜料或颗粒颜料,砂和集料相互混合是最有益的。较粗糙的集料作用象“分散辅助设备”帮助颜料微粒分散均匀。然后一定数量的混合水加到混合物里直到均匀。如果使用轻集料,必须预湿润轻集料。这过程让水充满集料的孔隙。然后按上面建议完成混合。

(2)泛碱

任何水泥制品易受泛碱影响。我们的一品颜料既不对泛碱产生影响,也不能防止水泥制品泛碱的发生。某种程度,泛碱始终发生。但当它出现在着色制品的时候,它好像更明显,客户更易投诉。

一次泛碱是水泥中的游离氧化钙被溶解在混合水中而产生影响的结果。当氢氧化钙与混凝土表面空气中的二氧化碳起反应便组成不能溶解的碳酸钙。二次泛碱是同样的现象,但它发生在混凝土固化以后当雨水或露水把氢氧化钙带到表面时。所以,混凝土的多孔性在泛碱中扮演了一个重要的角色。较少孔隙的混凝土较低的发生混凝土泛碱。化学反应方程式是:

 CaO+H2O→Ca(OH)2

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O

如何消除?在一个随后的反应中,不能溶解的碳酸钙在混凝土表面同含有二氧化碳的水反应后被溶解在水中,以碳酸氢钙形式逐渐溶解在水中。这个反应能进行15到24个月。所以,在泛碱的产生和消除过程中风化扮演了一个积极的角色。同样,消除泛碱雨水是必须的,在干燥气候中这个过程将是长期的。

CaCO3+2CO2+H2O→Ca(HCO3)2

(3)养护

养护温度影响素混凝土的颜色,它也将影响彩色混凝土的颜色。这是由于养护改变了水泥晶体的尺寸和形状。

硬化水泥石是混合水和水泥反应后成型的,产生各种尺寸的硅酸钙晶体依靠混凝土的养护温度。晶体的尺寸和不规则形状影响光线散射。因此,改变了这着色混凝土制品的外观。当养护温度提高时,混凝土的晶体结构变得更不规则。这结果产生更多孔的混凝土,增加光线散射并且混凝土的外观较浅。当混凝土在高温养护比常温养护色差更明显。

只要使用蒸汽养护,色差(与室内常温比)是更明显。首先,在素混凝土中,水泥晶体受影响,产生极浅的灰色混凝土。当颜料加到蒸汽养护制品里时,特别是黑或棕的色调,高温会影响它的颜色。这是因为铁黑颜料在温度增加到180℃时氧化成棕色颜料最终成红色。所以,如果混凝土被蒸汽养护到200℃,颜色从黑变成红棕色。同样,如果使用深棕色颜料(一种黑和红颜料的化合物)颜色改变是同样的理由。

(4)外加剂

外加剂是除了普通水泥,集料和水之外在混凝土中的另一成分,在混合之前或混合时加到混合物里。颜料被认为是外加剂的一种。最普通的外加剂是引气剂、减水剂、速凝剂、矿粉(火山灰)、防水剂。每种类型的外加剂对混凝土制品的颜色和外观有不同的影响。

引气剂是产生微小气泡用来改善抗冻性。这些小气泡允许冰水扩张和收缩,从而减少收缩值。这些小气泡分布于混凝土。在混凝土的表面,气泡引起散射光增加,这是出现浅颜色的原因。

减水剂是用来减少在混凝土混合时维持高水平工作性所需的用水量。水的减少增加了混凝土强度。这也减少了表面的孔隙。减少了孔隙便产生较低的散射光,出现深颜色的结果。

混凝土混合时加入速凝剂是为了减少凝结时间和增加早期强度。速凝剂的加入通常产生深颜色的结果,因为混凝土的凝结时间较早,泛碱的形成有些减少。

火山灰用来增加工作性并替代部分水泥。一般,火山灰比普通水泥轻和细,可以形成较浅颜色的混凝土。某些火山灰能表现出一定的可塑性。这种可塑性能减少用水量并产生深颜色。

防水剂减少混凝土的渗水性。可能变暗色。

 (5)保护剂

多数建筑材料都时刻暴露于各种破坏性环境中,特别是混凝土类其强度要在适宜的温度和湿度下随时间的增加才能得到稳定增长的建材,需要合适的保护剂,来防止环境中酸、碱、盐、海水、紫外线等的侵蚀,避免泛碱、起砂、剥落、锈蚀、褪色等现象的产生。一品颜料可瑞威无色保护剂为各种建筑材料提供优秀的养护和保护外衣。

可瑞威无色保护剂分类

保护剂类型

材料

适用基层

对颜色影响

防水透气型无色保护剂

有机硅

干、湿(无明水)混凝土、砖瓦等材料表面均可使用

无影响

亚光型无色保护剂

纯丙树脂

干、湿(无明水)混凝土、砖瓦等材料表面均可使用

加深颜色

亮光型无色保护剂

纯丙树脂

只能用于混凝土、砖瓦等干燥材料表面

加深颜色

防腐型无色保护剂

环氧树脂

只能用于混凝土、钢铁等干燥材料表面

加深颜色

三.彩色混凝土施工方法:

1.彩色混凝土路面施工方法: 

彩色混凝土路面仅需10cm厚的彩色混凝土即可,因大于5cm的磨损路面即需大修。

(1)彩色混凝土路面施工一般用水泥混凝土摊铺机进行施工,水泥混凝土摊铺机是将从混凝土搅拌输送车卸出的混合料,沿路基按给定的厚度、宽度及路型进行摊铺的机械。其中轨模式摊铺机是由摊铺机、整面机、修光机等组成的摊铺列车,施工时,列车在轨模上通过可铺筑好一条行车带。轨模即是列车的行驶轨道,又是水泥混凝土的模板。摊铺机上装有摊铺器(又称布料器)用来将倾卸在路基上的水泥混凝土按一定的厚度均匀的摊铺在路基上。摊铺机在摊铺水泥混凝土时,轨模是固定不动的。完成摊铺、振捣、压实、平整、光面成形等工序。

(2)表面整修与防滑措施

表面修整:经摊铺机施工后一般还不能达到规范所规定的平整度要求,待混凝土表面终凝前必须用人工或机械抹平其表面。目前电动抹面机有两种装置:装上圆盘即可进行粗光;装上细抹叶片即可进行精光。在一般情况下,面层表面仅需粗光即可。抹面结束后,有时再用拖光带横向轻轻拖拉几次。

防滑:为保证行车安全,混凝土表面应具有粗糙抗滑的表面。最普通的做法是用棕刷顺横向在抹平后的表面上轻轻刷毛;也可用金属丝梳子梳成深l~2mm的横槽。还有用锯槽机将路面锯割成深5~6mm、宽2~3mm、间距20mm的小横槽。也可在未结硬的混凝土表面塑压成槽,或压入坚硬的石屑来防滑。

(3)养护:

彩色混凝土养护宜采用可湿喷的养护剂来养护,以防泛碱和水分蒸发。

2.压模地坪施工方法:

(1)浇筑、摊铺10cm厚的彩色混凝土

(2)初凝后用电动抹面机装上圆盘进行粗光

(3)撒脱模粉

(4)终凝前用橡胶磨具压模

(5)带稀盐酸的水冲洗脱模粉

(6)干燥后刷无色保护剂