СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦВЕТНОГО БЕТОНА Советский патент 1971 года по МПК C04B7/00 C04B40/00 

Известен способ приготовления бетона, который заключается в механическом перемешивании компонентов (цемент, заполнитель, вода, пигмент). Однако практически невозможно получить равномерную окраску по всему объему бетонной смеси, вызвать химическое взаимодействие между минералами клинкера и пигмента, увеличить цвето- и морозостойкость, а также улучшить другие технические характеристики бетона.

Цель изобретения - повысить цветостойкость, равномерность распределения пигмента по всему объему бетона, и уменьшить расход пигмента.

Достигается это тем, что перемешивание компонентов осуш.ествляют в присутствии развитой турбулентности и акустических колебаний с первоначальным дроблением пигмента в течение 1,5-2 мин и с последующим его смешением с цементом.

Способ приготовления цветного бетона заключается в том, что отдозированные компоненты (цемент, пигмент, вода), поступают в акустический активизатор, в котором гомогенизируются развитой турбулентностью и акустическим полем.

Окрашенное цементное тесто поступает из активизатора в растворо- или бетономешалку, где оно перемешивается с заполнителем, окрашивая его поверхность.

Известно, что при наложении акустических колебаний на двухфазные среды в них возникает явление кавитации, которое заключается в том, что продольные волны в зоне разрежения вызывают отслоение пленки воды от поверхности твердой частицы, образуя при этом микровакуумную полость. Попадая в зону сжатия, под действием звукового и гидростатического давлений полость захлопывается,

создавая при этом на поверхности зерна локальное давление до Ю ати.

Механизм окрашивания зерен цемента состоит в следующем.

В начальный период активизации, турбулентное перемешивание и кавитационные процессы способствуют дефлокуляции и диспегированию частиц пигмента. Удельная поверхность его возрастает. После 1,5-2 мин обработки пигмента в активизитор подается цемент, удельная поверхность которого колеблется в пределах 2500-3000 слг-/г. Kpynabiii частицы цемента способны адсорбировать на своей поверхности наиболее мелкие коллоидные частицы пигмента. Наблюдается поверхпостная адсорбция, достигающая максимального значения в тот период обработки, когда в суспензии появляются фазы, обладающие высокой поверхностной энергией. К ним относятся: известь, переходящая в процессе актироалю.минаты и гидросиликаты кальция, ооразующиеся в результате сольватации зерен и полиой гидратации мельчайших частиц цемента. Кроме того, обладая не высокой црочностыо, обводиенные частицы пигмента способиы в зоне развитой кавитации в начальный период прилипать, а затем и «окутывать наиболее крупиые зериа вяжущего. Зерна пигмента, имеющие примерно равные размеры с частицами цемента, под действием знакопеременных давлений и турбулентности среды равномерно распределяются в массе материала. Обладая более сильными цветовыми характеристиками, пигмент способен поглощать «излучаемый цементными частицами цвет, вследствие чего материал смотрится как равномерно окрашенный.

Второй стадией процесса окращивания является диффузия т. е. проникновение коллоидных частиц пигмента под влиянием зпакопеременных давлений в микродефекты материала- канилляры, норы, трещины. Диффузия улучшает качество окрашенного материала, выражающееся в более прочной связи пигмента с иовообразо1.аниями. Диффузия, в противоположпость адсорбции, в большинстве случаев необратима, поскольку между диффундированным веществом и поверхностью основного материала действуют не только силы молекулярного сцеплепия, но и химические силы.

Увеличение удельпой поверхности материала в процессе его обработки в акусти;ескОхМ поле стимулирует реакционную способность цемента и пигмента, что обусловливает перевод дополнительного количества воды и пигмента в связанное (цементом) состояние. Возникает новое состояние, характеризуюпи-еся компактным пространственным расположением частиц цемента и пигмента, т. е. формированием плотной окрашенной коагуляцк( структуры цементного теста. Последнее предопределяет высокую прочность и равномерную по фону окраску цементного камня.

В процессе активизации теста аэрогидродинамическими излучателями зерна цемента и

пигмента определенное время находятся в зоне развитой турбулентности или в зоне высокочастотного вибрирования. Вибрирование обусловливает нерераснределение воды диффузных оболочек и коптракционпое обжатие, вследствие чего интенсивность колера возрастает.

В качестве декоративного наполнителя может применяться мраморная крошка, бой стекла и керамики, граиит и др. Источниками акустических 1;олебаний развитой турбулентности служат аэрогидродипа: 1ические излучатели, вмоитирова П1ые в стенки активизатора. Рабочим телом в излучателях является сжатый до 0,8-1,0 ати воздух.

Предлагаемый способ позволяет нолучать цветной бетон на основе нигментов, не растворяющихся в воде и не смачивающихся водой, таких как сажа и др.

Трудозатраты на нриготовление 1 м цветиого бетона данным способом повышаются па 0,25-0,30 руб., но при этом сиижается расход пигмеита в 1,5-2,0 раза, достигается равномериая окраска но всему объему, повышается плотность и прочиоеть, а следовательно, и водонепроницаемость фактурного слоя, а также повышается морозо- и цветоустойчивость.

Гамма цветов бетона зависит ог вида цемеита пигмента и их количества. Расход минеральных пигментов но превьилает 2-4% о г веса цемента.

Предмет изобретения

Способ приготовления цветного бетона путем механического перемешивания цемента, заполнителя, пигмента и воды, отличсаощийся тем, тго, с целью пов1лп1ен11я цветоетойкосTii, равномерности распределения пигмента }{0 всему об7зему бетона, а так/ке уменьшения расхода пигА1еита, переменишание ,ествляют в присутствии развитой турбулентности и акустических колебаний с иервоначальны.м дроблением И1 гмента в течение 1,5-2 мин и иослед ;1ощим смешеннем его с цементом.