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 материалов.
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 для бетона. Это нужно будет проверить в экспериментах.
Введение дополнительного количества красящего вещества обычно приводит к снижению прочности искусственного камня. Но в данном случае при введении в раствор белой сажи как и, например, золы или микрокремнезема напротив увеличивает его прочность.
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 экспериментов.
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, на которые хотелось бы получить ответ:
- Будет ли вымывание черной сажи, если в цементную смесь ввести ее более 5%.
- Как будет влиять на цвет бетона и его прочность увеличение добавки черного пигмента более рекомендуемых 5%.
- Действительно ли, что БС затемняет белый и серый цемент. Если да, то на сколько.
- Можно ли будет сделать вывод, что белая сажа адсорбирует не только меньшие по размеру частицы, но и более крупные по сравнению 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
Разноцветные плитки под натуральный камень
Искусственный мрамор своими руками