Železov oksidni pigment in hidratacija cementa: njegov vpliv na čas strjevanja in trdnost

Skratka: Železov oksid je fin prah, in fini prahi tekmujejo z vsemi drugimi sestavinami v betonski mešanici za vodo in dodatke. V večini tovarn je učinek na čas strjevanja in trdnost po 28 dneh majhen ter se pogosto pripisuje barvilu, čeprav je dejanska vzročna sestavina nekje drugje. Pripravite eno kontrolno in eno obarvano mešanico iz istega cementa, z istim razmerjem voda–cement in enakim strjevanjem, nato pa primerjajte čas strjevanja in rezultate kockastih vzorcev. Ta en sam par mešanic odgovori na vprašanje, ki ga vaš stranka resnično postavlja.

V tovarni za mešanje betona spremeni barvo v petek, kockasti vzorci pa v torek kažejo nizko trdnost. Najprej obtožijo barvila, saj je edina vidno spremenjena sestavina. Včasih je to upravičeno. Pogosto pa ni.

To je dejansko tisto, kar se dogaja v mešalniku, ko dodate barvilo.

Barvilo je drugi prah v prepolnjenem sistemu

Cementni delci se hidrirajo in s tem absorbirajo vodo ter sproščajo toploto. Železov oksid rdeči (Fe2O3) tega ne počne. V sistemu portlandskega cementa je kemično neopazno, zato ohrani barvo desetletja.

Kar pa resnično prispe, je površina. Barvilo pri običajni koncentraciji za celotno obarvan beton dodaja veliko število zelo drobnih delcev. Ti delci potrebujejo vodo in to takoj, ko je mešanica še plastična. Rezultat je običajno majhen skok v potrebi po vodi ter plastična mešanica, ki se pri enaki konzistenci zdi nekoliko trša.

Obstaja še drug učinek, ki pogosto zavede proizvajalce. Drobne površine barvil lahko odneso del zrakovnega ali vodoodtiskujočega dodatka, preden ta doseže cement. Dosek, ki ste ga zapisali na mešalni list, je še vedno v mešalniku. A manjši del tega doseka opravlja dejansko delo.

Čas strjevanja je prvi indikator, pri katerem to opazite

Nastavitev je toplotni in kemični dogodek. Trikalcijev silikat (C3S, glavna faza, ki daje trdnost portlandskemu cementu), se začne reagirati in testo postane bolj trdo. Vse, kar upočasni dostop vode do cementnih zrn, premakne krivuljo v desno.

V praksi pigmentirana mešanica pogosto nastavi nekoliko kasneje kot kontrolna mešanica. Zamik za deset ali dvajset minut je pogost in običajno neškodljiv. Pomembno je, ali je zamik dosleden in ali se spreminja glede na koncentracijo pigmenta.

Za razrešitev problema sta na voljo dve metodi. Igla Vicat (ASTM C191, preizkus prodora igle v testo) v laboratoriju zagotovi natančno številko. Metoda odpornosti proti prodoru (ASTM C403, sonda, potisnjena v sito presejano malto), je bolj primerna za dejansko mešanico z agregatom. Obe metodi, izvedeni na kontrolni in pigmentirani vzorčni mešanici iz istega cementskega partijskega številke, pokažeta velikost zamika.

Ločevanje pigmenta od vsega ostalega

Zmanjšanje trdnosti ima mnogo vzrokov. Različne serije cementa, vlaga agregata, natančnost mešanja, zorenje in temperatura litja vse vplivajo na rezultat. Če hkrati spremenite pigment in sestavo mešanice, ne boste ugotovili ničesar.

Ohranite kontrolno mešanico zanesljivo. Uporabite isti silos za cement, isto skladovno mesto za agregat, isto razmerje med vodo in cementom (w/c, masa vode deljena z maso cementa) in isto serijo dodatkov. Spremenite le pigment. Iz obeh mešanic izlijte valjke, jih zoriščite skupaj in preizkušajte na 7. in 28. dan po ASTM C39.

Če je obarvana mešanica pri obeh starostih šibkejša od kontrolne in se razlika povečuje, imate resničen učinek, zato najprej preverite odmero pigmenta. Če sta rezultata znotraj običajnega razpršenja vaših lastnih preizkusov, pigment ni vzrok težave in morate preveriti postopek zorenja ter vlažnost.

Bodite tudi odkriti glede razpršenosti. Dva valjka nista dokaz. Betonske mešalnice, ki se sporekajo zaradi pol megapaskala pri posameznih kockah, običajno sporekajo zaradi šuma.

Tri stvari, ki so pomembnejše od barve

Mešanje pigmenta po masi, ne po žlici. Pigment, stehtan na najbližji kilogram za 2-kubični meter mešanice, je v redu. Pigment, dodan z lopato, ni, in barvne razlike, ki sledijo, se običajno osumi dobavitelja.

Čas disperzije. Pigment, dodan na koncu cikla in izpuščen trideset sekund kasneje, se nikoli ne disperzira. Dobite madeže in mešanico, ki se obnaša drugače kot tista, ki ste jo preizkusili v laboratoriju. Zagotovite poln čas mešanja in opazujte izpuščanje.

Vedno izvajajte utrjevanje. Barvni beton se ocenjuje po površini, in ravno na površini se prvič pokažejo učinki utrjevanja. Barvna plošča, ki se prehitro posuši, izgleda neravnomerno in se pogosto zazna kot napaka pigmenta. V resnici pa to običajno ni napaka pigmenta.

Kjer rastlina naredi napako, je skoraj vedno ravno tukaj, pri teh treh, in ne pri barvilih v sodu.

Poskus, ki odgovori na vprašanje v enem samem nalivanju

1. Uporabite številko serije cementa, ki jo boste dejansko uporabili, ter ohranite kontrolni in preskusni mešanici na tej isti seriji.
2. Pred začetkom določite razmerje med vodo in cementom ter količino dodatka na papirju in zapišite ciljno vrednost sprostljivosti.
3. Pripravite kontrolno mešanico brez barvila. Izlijte valjke in izvedite meritev trdneži z napravo Vicat ali z metodo preboja.
4. Pripravite obarvano mešanico z proizvodno količino barvila. Uporabite isti cement, iste agregate in isto razmerje med vodo in cementom. Valjke izlijte in izvedite meritve na enak način.
5. Zapišite vrednosti sprostljivosti za obe mešanici. Če se potreba po vodi spremeni, zabeležite količino vode ali dodatka, potrebno za dosego ciljne sprostljivosti.
6. Zlomite valjke po 7 in 28 dneh. Rezultate hranite skupaj z zapisniki mešanj, ne v nečjem zvezku.
7. Če v proizvodnji uporabljate več kot eno količino barvila, ponovite poskus pri najvišji količini v obsegu. Učinek je odvisen od količine.
8. Ohranite vzorec pigmentne serije (odobreni vzorec, ki se hranijo za primerjavo) skupaj z vzorcem cementne serije, da bo naslednje leto argumentacija podprta z dokazi.

Kaj vam pigmentni dobavitelj dolguje v tem primeru

Dobavitelj pigmenta vam ne more povedati, kako se njihov izdelek obnaša v vašem mešalniku. Lahko vam pove, kaj vsebuje, in vam zagotovi enak izdelek serijo za serijo, tako da ostane vaš poskus veljaven.

Proizvajamo železove oksidne pigmente že 26 let in sicer rdeče (Fe2O3), rumene (α-FeOOH), črne (Fe3O4), rjave ter sestavljene zelene in modre sorte za beton, malte, asfaltno mešanico, premaze, plastične mase in gumo. Najmanjša naročilna količina znaša 1 tono (1.000 kg); za preskusne količine se lahko uporabi ista proizvodna serija, na katero se nanaša ponudba, skupaj z oznako serije in potrdilom o analizi.

Če želite doseči določen čas ali trdnost pri obarvanem mešanju, nam pošljite načrt mešanice in številko lota cementa, ki ga uporabljate. Ujemanje lota pigmenta bomo prilagodili temu, tako da bo edina spremenljivka v vašem poskusu tista, ki jo resnično želite preizkusiti.

Kontakt: [email protected] | +86-13400211655