Pigment d’oxyde de fer et lumière solaire : origine des réclamations liées à la décoloration

En résumé : La couleur à base d'oxyde de fer résiste mieux au soleil que la plupart des matériaux environnants. Lorsqu'une surface colorée semble délavée après deux étés, le pigment est généralement encore présent, et c'est plutôt quelque chose situé au-dessus qui a changé. Apprenez à distinguer le poudrage de la saleté et de l'usure avant d'appeler le fournisseur, et rédigez la clause relative à la décoloration de façon à ce qu'un essai en laboratoire puisse trancher le litige ultérieurement.

Une dalle installée il y a trois ans revient sous forme d'une photo prise avec un téléphone et d'une seule phrase : « la couleur a disparu ». Examinez attentivement la photo. Les éléments situés sous un arbre conservent une teinte proche de l'échantillon approuvé. Ceux exposés en plein soleil paraissent fatigués. Cette différence constitue un indice, qui pointe vers la surface.

La lumière solaire ne pénètre pas dans une matrice durcie pour en extraire un pigment.

Le pigment est la dernière chose à disparaître

Les pigments à base d’oxyde de fer sont inorganiques. La couleur réside dans le réseau cristallin, et non dans une molécule organique dont les liaisons peuvent être rompues par la lumière ultraviolette. Un oxyde de fer rouge (Fe2O3) qui a déjà été cuit à plusieurs centaines de degrés dans un four ne sera pas modifié par la lumière du jour au niveau du sol. Les teintes rouges et jaunes sur les anciennes maçonneries restent perçues comme rouges et jaunes bien après que le revêtement qui les recouvre ait perdu son intégrité.

Ainsi, lorsqu’un client affirme que la couleur a pâli, acceptez cette observation et interrogez-en la cause. Ce sont deux tâches distinctes, et seule l’une d’elles relève de votre responsabilité.

Ce qu’est réellement le dépowderage

Le dépowderage (formation d’une poudre pâle lorsque le liant lui-même se dégrade) constitue la cause la plus fréquente des plaintes relatives à la décoloration des revêtements. Le liant en surface absorbe le rayonnement UV, ses chaînes polymériques se scindent, et ce qui subsiste est une couche poudreuse qui diffuse la lumière vers l’observateur. En dessous, le pigment reste inchangé. L’œil perçoit une teinte plus claire et moins saturée, et l’interprète comme une décoloration.

Le test au ruban adhésif permet de trancher en environ une minute. Appuyez un ruban adhésif transparent sur la surface, soulevez-le puis collez-le sur une carte blanche. La présence de poudre blanche sur le ruban indique un phénomène de poudrage. L’absence quasi totale de résidu sur le ruban signifie qu’il faut chercher ailleurs. Le degré de poudrage est évalué à l’aide d’échelles figurées normalisées ASTM D4214 et ISO 4628-6.

La saleté est la deuxième imposteuse. Les dépôts routiers, le pollen, la gomme de pneu et la poussière aéroportée s’insinuent dans les aspérités de la surface ; ainsi, une teinte rouge devenue brun-gris est souvent simplement une teinte rouge recouverte d’un film. Avant de tirer toute conclusion, nettoyez une petite zone à l’aide d’un détergent doux et d’une brosse souple. La moitié des réclamations adressées à un fournisseur de pigments disparaît à cette étape.

Sur le béton, analysez la surface avant d’examiner le mélange

Le pigment incorporé dans une dalles de béton est enfermé dans la pâte de ciment. Il ne peut pas migrer, il n’est pas lessivé par la pluie et il ne repose pas à la surface, exposé aux agressions. Une fois la dalle durcie, la couleur fait partie intégrante de la pierre.

Ce qui change se situe dans la fraction supérieure d’un millimètre :

• L’efflorescence (dépôt blanc de sels remontant en surface à mesure que l’humidité s’évapore) apparaît comme un voile sur une face sombre.
• La carbonatation, réaction lente de la pâte de ciment avec le dioxyde de carbone présent dans l’air, modifie progressivement la teinte d’une face non protégée au fil des années.
• L’usure. La couche superficielle est délibérément mince, et une décennie de circulation piétonne associée à un balayage mécanique en élimine une partie.
• Des différences de compactage et de cure dès le premier jour, liées à la presse et non au pigment.

Aucun de ces phénomènes ne résulte d’une défaillance du pigment. Pourtant, ils sont tous signalés comme tels, généralement accompagnés d’une photo prise à 16 heures, le soleil se trouvant derrière l’appareil.

L’efflorescence blanche constitue un sujet à part entière et fait l’objet de contre-mesures spécifiques, décrites dans efflorescence dans le béton coloré . L’aspect lié à la presse du même problème est traité dans dry-cast versus wet-cast .

La nuance qui, honnêtement, change effectivement

L'oxyde ferreux noir (Fe3O4) constitue l'exception qui mérite d'être nommée explicitement. Sous une exposition prolongée en extérieur, il peut s'oxyder progressivement vers l'oxyde rouge-brun, et un noir qui a pris une teinte brunâtre après plusieurs saisons a subi une réaction chimique plutôt qu'une dégradation anormale. Si le noir doit rester noir, cela justifie l'application d'une couche de finition ou le recours à une autre solution, et il vaut mieux en discuter avant la commande qu'après le premier été.

Le jaune présente un plafond d'un type différent. Sa limite est la température, non la lumière, et les valeurs correspondantes sont indiquées dans stabilité thermique de l’oxyde de fer jaune . Gardez à l'esprit la température de traitement lorsque une pièce jaune revient brune, car le four est plus probablement responsable que le soleil.

Ce que peut et ne peut pas révéler un essai accéléré

Trois méthodes couvrent la plupart des demandes accompagnées d'une réclamation de décoloration :

• ASTM G154, lampes UV fluorescentes avec cycles de condensation.
• ASTM G155, lampe à arc xénon.
• ISO 4892-2 et ISO 4892-3, les deux mêmes sources lumineuses, mais rédigées spécifiquement pour les plastiques.

Tous réduisent le temps. Aucun ne prédit avec précision la durée d’exposition en extérieur sur plusieurs années. Un résultat de 1 000 heures permet de comparer raisonnablement deux formulations. Transformer ce chiffre en « douze ans en Floride » revient à lire un document commercial plutôt qu’un rapport d’essai. Tout laboratoire proposant cette conversion fait une supposition, et cette supposition a tendance à favoriser celui qui a financé les essais.

Ce qu’un essai fournit, c’est une comparaison que vous pouvez défendre, à condition que les deux échantillons aient été placés simultanément, sur le même substrat, à la même épaisseur de film, et qu’ils aient donné une valeur ΔE (un seul nombre représentant l’écart global de couleur) mesurée selon la norme ASTM D2244.

Côte à Côte

Une clause de décoloration qui résiste à toute contestation

La plupart des bons de commande indiquent « résistant à la décoloration » ou « non décolorant », et c’est là que les problèmes commencent, car aucune de ces formulations ne peut faire l’objet d’un essai. Quatre éléments font réellement le travail :

• La méthode. Nommer la norme ASTM G154 ou ISO 4892-2 et le cycle correspondant.
• La dose. Durée d’exposition, exprimée en heures. Pas en années.
• La limite. Une valeur ΔE, mesurée selon la norme ASTM D2244, par rapport à un étalon conservé (un échantillon physique scellé de la couleur approuvée).
• L’échantillon. Qui prépare l’échantillon, sur quel substrat et à quelle épaisseur de film.

Pour le béton, ajoutez une cinquième règle : l’échantillon approuvé est une plaque moulée à partir du mélange de production et durcie comme le fait l’usine. Un cube coulé en laboratoire ne reproduira pas une face de pressage, et une valeur ΔE mesurée sur un mauvais échantillon est pire que l’absence totale de mesure. Si la limite elle-même fait encore l’objet de débats, définir une tolérance ΔE explique comment choisir une limite que vous pourrez défendre devant un client.

Placez un support à l’extérieur.

Les essais accélérés relèvent des fournisseurs et des litiges. Un support installé derrière l’usine vous appartient, et son fonctionnement coûte presque rien.

1. Fixez un cadre orienté vers l’équateur, à environ 45°, à l’abri de toute ombre provenant des bâtiments, des clôtures ou des arbres.
2. Montez des plaques issues de la série de production, ainsi qu’une plaque de chaque grade envisagé.
3. Conservez un jeu témoin dans un tiroir sombre. Sans lui, vous n’aurez rien avec quoi comparer vos résultats dans trois ans.
4. Lire la couleur à sec, au même moment de la journée, sous la même lumière, et noter la valeur ΔE.
5. Prendre une photo de chaque plaque à côté d’une carte de référence chromatique. Les photos trompent sur la couleur, mais une photo comportant une telle carte peut faire l’objet d’un débat fondé.
6. Noter la date, le numéro de lot et la durée d’exposition au dos de chaque plaque.

La première année passée sur cette étagère vous apprendra davantage que n’importe quelle fiche technique, car elle est votre sable, votre ciment et votre climat. Elle constitue aussi la preuve la moins coûteuse que vous posséderez jamais lorsqu’un client vous enverra une photo accompagnée d’une seule phrase.

À PROPOS DU FOURNISSEUR

Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd. fabrique des pigments synthétiques d’oxyde de fer depuis 26 ans, couvrant les teintes rouge (Fe2O3), jaune (α-FeOOH, un oxyde de fer hydraté), noir (Fe3O4), brun ainsi que des nuances composées vertes et bleues, destinées au béton, aux revêtements, aux plastiques et à la céramique. La commande minimale est de 1 tonne (1 000 kg). Nous fournissons des échantillons de référence conservés, un marquage par lot et des données d’essai réellement exploitables dans le cadre d’une clause relative à la décoloration ; en outre, nous vous indiquerons clairement si la plainte qui vous est soumise provient de la surface de votre produit plutôt que de notre emballage.

Envoyez un courriel à [email protected] ou appelez le +86-13400211655 pour lancer un essai avec votre propre mélange et vos propres conditions météorologiques.