Категория: Добавки в бетон
Белая сажа имеет уникальные свойства, которые попытаемся использовать для получения интенсивной окраски бетона без уменьшения его прочности.
белая сажа
С О Д Е Р Ж А Н И Е
1. Какие важные для бетона параметры имеет белая сажа.
2. Многообразное применение белой сажи.
3. Черная и белая сажа в бетоне.

 

Какие важные для бетона параметры имеет белая сажа

 

В известной фразе “как сажа бела” подразумеваются очень плохие дела. И объяснялось это тем, что белой сажи не бывает.

На самом деле это не так. Обычная черная сажа состоит из аморфного углерода. Она является не активным веществом.

В отличие от нее белая сажа (БС) по своей активности похожа на микрокремнезем, золу, метакаолин. По составу она представляет собой аморфный кремнезем. Или, для сравнения по-домашнему, известный силикагель.

Его часто кладут в полиэтиленовую упаковку для защиты изделий от сырости. Силикагель как и белая сажа активно впитывают влагу.

 

Белая сажа и эфиры целлюлозы

 

Это свойство белой сажи используют в бетоностроении по аналогии с эфирами целлюлозы. Последняя неоднократно применялась в работах по изготовлению декоративных изделий для сада.

Эфиры целлюлозы и БС хорошо впитывают и удерживают воду в цементном растворе. Затем, по мере его затвердевания, вода постепенно выходит в каменную массу.

Это позволяет провести все необходимые реакции и получить прочный бетон. При этом нет необходимости укутывать изделие влагонепроницаемым покрытием.

Маленькие отливки можно укрыть полиэтиленовой пленкой. Большие же (стены, искусственные скалы и т.д.) закрыть проблематично. Поэтому применение этих добавок помогает сохранить влагу длительное время.

 

Сажа и цвет

 

БС в цветном бетонном растворе позволяет получить более равномерно распределенный цвет по всей массе.

Это связано с тем, что у нее очень большая удельная поверхность частиц. Она варьируется в диапазоне 100…300 м²/г.  Размер частиц белой сажи составляет примерно 20 мкм. Несмотря на такую малую величину большая удельная поверхность получается за счет высокой пористости.

Это одна из причин, позволяющих белой сажи “приклеивать” к своей поверхности и более крупные частицы других не активных веществ.

Такой процесс называется адсорбцией. Он и помогает равномерно распределить пигмент в растворе. Данное свойство особенно актуально для лакокрасочных изделий, а также резины и других изделий.

С фталоцианиновыми и железоокисными пигментами проблем меньше. Это связано с размерами их частиц. У первых они составляют 0,1…0,5 мкм, у вторых – 0,1…0,8 мкм. Причем у последних при величине 0,1 мкм – светлые оттенки и пластинчатая форма. А при размере 0,8 – темные оттенки и зернистая форма.

Максимальная укрывистость получается при использовании пигмента с размером частиц 0,4 мкм.

Теоретически можно предположить, что концентрируя на своей поверхности большее количество пигмента, с помощью белой сажи можно получить более интенсивную и равномерную окраску. В нашем случае – это бетон. Это нужно будет проверить в экспериментах.

Введение дополнительного количества красящего вещества обычно приводит к снижению прочности бетона. Но в данном случае введение в раствор белой сажи как и, например, золы или микрокремнезема напротив увеличивает прочность искусственного камня.

Это может скомпенсировать отрицательный эффект. Где здесь золотая середина – вопрос, на который также надо найти ответ.

 

Области применения белой сажи

 

Белая сажа имеет очень широкое применение в промышленности. В основном – это изготовление светлых резин и шин. Последние становятся более прочными и цепкими.

Не последнее место БС занимает в производстве лакокрасочных изделий. Как ранее указывалось, она помогает более равномерному распределению красителя. Кроме этого, она используется в косметологии и медицине.

Но нас интересует ее бетонная составляющая.

Кроме тех характеристик, которые были обозначены в предыдущем разделе, можно добавить следующие.

Белая сажа способствует уменьшению отделения цементного молока за счет сокращения каналов водоотделения в бетоне.

Это помогает снизить расслоение. Конечный результат – улучшенные свойства и отделочные характеристики изделия.

В различных источниках имеются противоречивые оценки влияния белой сажи на цвет бетона.

В одних говорится об осветлении,в других наоборот о затемнении бетона.

Это влияние также надо будет проверить в экспериментах.

Не будет лишним еще раз повторить о высокой пуццолановой активности частиц белой сажи. Имеется ввиду химическая реакция между кремнеземом белой сажи и известью.

В результате образуется белее плотная структура камня.

По этой характеристике БС аналогична ранее рассмотренным и применяемым в работах золе, микрокремнезему или метакаолину.

При этом необходимо отметить более высокую стоимость белой сажи по сравнению с последними. Она превышает их в несколько раз.

Поэтому целесообразно ее использование, если очень важно получить равномерное распределение или концентацию пигмента в растворе и в конечном продукте.

 

Черная и белая сажа в бетоне

 

В ранее опубликованной статье о черном бетоне приводились данные из проведенных экспериментах.

Задача состояла в том, чтобы получить наиболее интенсивный черный цвет бетона.

Использовалась черная сажа и черный железоокисный пигмент чешского производства. С полученными результатами можно ознакомиться в статье.

В этих экспериментах БС не использовалась.

Теперь можно было бы продолжить эти испытания вместе с белой сажей в разных количествах (2…15%). Например, в лакокрасочном производстве используется 1…2% БС.

Вопросы, которые хотелось бы решить при проведении эксперимента.

  1. Будет ли вымывание черной сажи, если в цементную смесь ввести ее более 5%.
  2. Как будет влиять на цвет бетона и его прочность увеличение добавки черного пигмента более рекомендуемых 5%.
  3. Действительно ли, что БС затемняет белый и серый цемент. Если да, то на сколько.
  4. Можно ли будет сделать вывод, что белая сажа адсорбирует не только меньшие по размеру частицы, но и более крупные по сравнению с со своими.

 

Работа предстоит большая. И чтобы ее сократить, хотелось бы узнать о возможном опыте читателей. Если кто-то уже имеет аналогичные данные, напишите.

А полученные результаты экспериментов будут опубликованы.

Всем удачи в вашем творчестве и до новых встреч на страницах kamsaddeco.com.

 

Статьи на тему

Черный цвет бетона

Окраска бетона и изделий

Разноцветные плитки под натуральный камень

Искусственный мрамор своими руками

Состав художественного бетона

Фигуры из бетона