Производство цветного портландцемента

Минеральные пигменты, их характеристики и применение в строительстве

Архитектурные достоинства и долговечность изделий из цветных портландцементов в равной степени зависят как от качества цементного клинкера – белизны, активности, так и от технических свойств пигментов и красковых руд, введенных в состав цветного цемента.

Однако выбор надлежащего качества пигментов для производства цветных портландцементов осложняется слабым развитием их производства.
Принято различать два основных вида пигментов:

1. 
   минеральные, в том числе синтетические и природные, получаемые тонким измельчением красковых руд;
   
2. 
   органические.
   

В отличие от красителей, пигменты нерастворимы в воде, масле и других растворителях и способны придавать окраску другим веществам и материалам при тесном смешении в дисперсном состоянии с другими дисперсными материалами или образовывать тонкозернистые суспензии с водой, маслом и т. д. для покрытия окрашиваемой поверхности.
Среди большого числа минеральных неорганических пигментов, в состав хромофора которых часто входят более редкие элементы, такие как, например, свинец, цинк, кобальт, хром, кадмий, титан и другие, наиболее доступны и перспективны для производства цветных портландцементов железоокисные пигменты.
По цвету железоокисные пигменты подразделяются на желтые, красные, коричневые, черные. Хромофором во всех случаях являются различные окислы и гидроокислы железа. Так, носителем желтого цвета пигмента является в основном трехводный гидрат окиси железа – Fe2O3 3H2O. Красный железоокисный пигмент представляет собой почти чистую окись железа – Fe2O3, преимущественно в виде мельчайших кристаллов гексагональной формы. Черный железоокисный пигмент представляет собой в основном соединение FеO Fe2O3, соответствующее магнетиту (Fe3O4), и имеет кристаллы кубической системы.
Технологический процесс в целом достаточно сложен и, по состоянию на данное время, еще не гарантирует получения вполне стабильного по цвету продукта. Объясняется это тем, что на форму и размеры кристаллов количество гидратной воды, от которых в значительной мере зависит цвет пигмента, в сильной степени влияют условия их осаждения, температура прокаливания и другие факторы.
Красный железоокисный пигмент, называемый редоксайд, содержит до 95% Fe2O3. Цвет его в зависимости от небольших изменений в технологическом процессе приобретает различимые глазом оттенки.
Красный железоокисный пигмент характеризуется большой красящей способностью, щелочестойкостью, светостойкостью. Для получения цветных портландцементов красной гаммы от светло-красного (розового) до красного и терракотового цвета к клинкеру белого цемента при помоле добавляют редоксайд от 0,5 до 0,8%
Основными и широко распространенными природными минеральными пигментами являются: охра от светлого до темно-желтого цвета; сурик железный – вишнево-красный; мумия – розовая и красная; менее распространены: сиена – темно-желтая; умбра – коричневая, а также коричневый и черный марганцовый пигменты.
Хромофором перечисленных пигментов являются водные и безводные окислы железа и марганца. Пигменты этой группы отличаются большой стойкостью к свету, щелочам и атмосферным воздействиям и хорошей красящей способностью. Небольшие добавки их к цементу не оказывают вредного влияния на прочность цементного камня.
Добавка природных пигментов в количестве от 1 до 15% позволяет получать широкую гамму цветных портландцементов. Производство природных пигментов несложное и сводится в основном к рудоразборке, дроблению, сушке и измельчению породы – красковой руды.
Ввиду небольшого объема производства молотые природные пигменты, так же как синтетические железноокисные и органические пигменты, для производства цветного портландцемента в ближайшее время смогут предоставляться лишь в ограниченном количестве. Поэтому для массового производства цветных цементов необходима равноценная замена указанных пигментов. Практическое значение в этом отношении имеют красковые руды.

3.