IJzeroxidepigment en cementhydratatie: wat het doet met de uithardtijd en de sterkte

In korte bewoordingen: IJzeroxidepigment is een fijn poeder, en fijne poeders concurreren met alle andere bestanddelen in een betonmengsel om water en toevoegmiddelen. In de meeste betonfabrieken is het effect op de stijdtijd en de 28-daagse sterkte gering en wordt het pigment ten onrechte de schuld gegeven, terwijl de oorzaak elders ligt. Voer één referentiemengsel en één gekleurd mengsel uit met hetzelfde cement, dezelfde water-cementverhouding en dezelfde bewatering, en vergelijk vervolgens de stijdtijd en de kubusresultaten. Deze enkele vergelijking tussen twee mengsels beantwoordt de werkelijke vraag van uw klant.

Een betonfabriek verandert op vrijdag van kleur en de kubusproeven wijzen op een lage sterkte op dinsdag. Het pigment wordt als eerste beschuldigd, omdat het het enige zichtbaar gewijzigde bestanddeel is. Soms is dat terecht. Vaak is dat echter niet het geval.

Dit is wat er daadwerkelijk gebeurt in de mengmachine wanneer u kleur toevoegt.

Het pigment is een tweede poeder in een overvol systeem

Cementkorrels hydrateren en nemen daarbij water op en geven warmte af. IJzeroxide-rood (Fe2O3) doet geen van beide. Het is chemisch inactief in een Portlandcementsysteem, wat de reden is waarom het zijn kleur gedecennia lang behoudt.

Wat het wel toevoegt, is oppervlakte. Een pigment bij de gebruikelijke dosering voor integraal gekleurd beton voegt een groot aantal zeer fijne deeltjes toe. Die deeltjes hebben water nodig, en wel op het moment dat het mengsel nog plastisch is. Het resultaat is meestal een kleine stijging van de waterbehoefte en een plastisch mengsel dat bij dezelfde slumptest iets steviger aanvoelt.

Er is een tweede effect dat betonfabrieken verrast. Fijne pigmentoppervlakten kunnen een deel van het luchtvermengende of waterreducerende additief meevoeren voordat dat additief de cementkorrels bereikt. De dosis die u op het batchformulier hebt ingevuld, zit nog steeds in de trommel. Maar minder ervan verricht werk.

De stijdingstijd is waar u het voor het eerst opmerkt

Instellen is een warmte- en chemisch gebeuren. Tricalciumsilicaat (C3S, de belangrijkste sterkteverlenende fase in Portlandcement) begint te reageren en de pasta wordt steviger. Elke factor die de toegang van water tot de cementkorrels vertraagt, verschuift die curve naar rechts.

In de praktijk stelt een gekleurd mengsel vaak iets later dan het referentiemengsel. Tien of twintig minuten is gebruikelijk en meestal onschadelijk. Belangrijk is of de verschuiving consistent is en of deze toeneemt naarmate de pigmentdosis stijgt.

Twee methoden geven duidelijkheid. De Vicat-naald (ASTM C191, een penetratietest op pasta met een naald) levert in het laboratorium een duidelijk getal op. De penetratieweerstandsmethode (ASTM C403, een sonde die in gezeefde mortel wordt geduwd) werkt beter bij een echt mengsel met toegevoegde aggregaten. Beide methoden, uitgevoerd op een referentiemengsel en een gekleurd mengsel van dezelfde cementpartij, geven de omvang van de verschuiving aan.

Scheid het pigment van alle andere bestanddelen

Versterkingsverlies heeft vele oorzaken. Variatie in cementpartijen, vochtgehalte van het toeslagmateriaal, afwijkende mengtoleranties, uitharding en temperatuur tijdens het gieten beïnvloeden allemaal de sterkte. Als u tegelijkertijd zowel het pigment als het mengsel wijzigt, leert u niets.

Houd de referentieproef eerlijk. Gebruik dezelfde cementsilo, dezelfde toeslagmateriaalvoorraad, dezelfde water-cementverhouding (w/c, het gewicht van het water gedeeld door het gewicht van het cement) en dezelfde partij hulpstoffen. Wijzig alleen het pigment. Maak cilinders van beide mengsels, laat ze naast elkaar uitharden en bepaal de druksterkte na 7 en 28 dagen volgens ASTM C39.

Als het gekleurde mengsel bij beide leeftijden lager uitvalt dan de referentieproef én het verschil groter wordt, heeft u een reëel effect en is de dosering het eerste wat u moet onderzoeken. Als de twee resultaten binnen de spreiding van uw eigen testresultaten vallen, is het pigment niet uw probleem en dient u te onderzoeken of de uitharding en het vochtgehalte correct zijn.

Wees ook eerlijk over de spreiding. Twee cilinders zijn geen bewijs. Betonfabrieken die over een halve megapascal met afzonderlijke kubussen discussiëren, discussiëren meestal over ruis.

Drie dingen die belangrijker zijn dan de kleur

Het pigment per gewicht, niet per schep, doseren. Een pigment dat op een partij van twee kubieke meter tot op de dichtstbijzijnde kilogram is afgewogen, is voldoende nauwkeurig. Een pigment dat met de schep wordt toegevoegd, is dat niet, en de daaropvolgende kleurvariatie wordt doorgaans ten laste gelegd bij de leverancier.

Dispersietijd. Pigment dat aan het einde van de cyclus wordt toegevoegd en dertig seconden later wordt afgevoerd, wordt nooit goed gedispergeerd. U krijgt strepen en een mengsel dat zich anders gedraagt dan het monster dat u in het laboratorium hebt getest. Geef het een volledige mengtijd en observeer de afvoer.

Stevigheid, elke keer. Gekleurd beton wordt beoordeeld op het oppervlak, en het oppervlak is waar de sterktevorming zich het eerst laat zien. Een gepigmenteerde plaat die te vroeg droogt, ziet er ongelijkmatig uit en wordt vaak verkeerdelijk toegeschreven aan een pigmentfout. Dat is meestal niet het geval.

Waar de fabriek het bijna altijd verkeerd doet, is hier, in deze drie stappen, en niet in de pigmenttrommel.

Een proef die de vraag in één keer beantwoordt

1. Gebruik het cementpartijnummer dat u daadwerkelijk gaat verwerken, en houd de referentie- en proefmengsels op die ene partij.
2. Stel de water-cementverhouding en de toevoegmiddeldosering op papier vast voordat u begint, en noteer de gewenste slagwaarde.
3. Bereid een referentiemengsel zonder pigment. Giet cilinders en neem een Vicat- of penetratiesetzettingsmeting.
4. Bereid het gekleurde mengsel met uw productiedosering. Gebruik hetzelfde cement, dezelfde aggregaten en dezelfde water-cementverhouding. Giet en meet op dezelfde manier.
5. Noteer de slagwaarde voor beide mengsels. Als de waterbehoefte is veranderd, vermeld dan hoeveel extra water of toevoegmiddel nodig was om de gewenste slagwaarde te herstellen.
6. Breek de cilinders na 7 en 28 dagen. Bewaar de resultaten bij de batchgegevens, niet in iemands notitieboekje.
7. Als u meer dan één pigmentdosering in productie gebruikt, herhaal dan de proef bij de bovenste dosering. Het effect is dosisafhankelijk.
8. Bewaar een bewaard monster van de pigmentpartij (het goedgekeurde monster dat wordt bewaard voor vergelijking) en de cementpartij samen, zodat het argument van volgend jaar bewijsmateriaal heeft.

Wat de pigmentleverancier u hier verschuldigd is

Een pigmentleverancier kan u niet vertellen hoe hun product zich gedraagt in uw mengmachine. Wel kunnen zij u vertellen wat erin zit, en kunnen zij u hetzelfde product partij na partij leveren, zodat uw proef geldig blijft.

Wij produceren ijzeroxidepigmenten al 26 jaar, waaronder rood (Fe2O3), geel (α-FeOOH), zwart (Fe3O4), bruin en samengestelde groene en blauwe kwaliteiten voor beton, mortel, asfalt, coatings, kunststoffen en rubber. Onze minimale bestelhoeveelheid is 1 ton (1.000 kg); proefhoeveelheden kunnen worden afgenomen uit dezelfde productiepartij waarop de offerte betrekking heeft, inclusief partijnummer en analysecertificaat.

Als u een specifieke tijd- of sterktevraag hebt voor een gekleurd mengsel, stuur ons dan het mengselontwerp en de cementpartij die u gebruikt. Wij passen de pigmentpartij daarop aan, zodat de enige variabele in uw proef de variabele is die u daadwerkelijk wilt testen.

Contact: [email protected] | +86-13400211655