Kilka słów o barwieniu betonu

Parę zdań o pigmentach i ich zastosowaniu już znalazło się na tej stronie, jednakże chciałbym pokazać pełnię możliwości, które daje skojarzenie betonu na bazie białego cementu oraz pigmentów cementowych.

Najwyraźniejszymi i najdobitniejszymi efektami jakie można zobaczyć są te, jakie uzyskują wielcy i mali producenci elementów betonowych (np. bruku) oraz tynków mineralnych. Najczęściej jednak nie zdajemy sobie sprawy z tego, co i ile można zyskać.

Barwienie może być na pełnej głębokości (określane jako "w masie") oraz powierzchniowe. Jest to ważna i istotna różnica. W pierwszym wypadku beton barwiony jest na pełnej grubości, w drugim tylko 1-2 mm zewnętrznej warstwy. Każda z tych metod ma swoje zalety i ograniczenia.

Barwiąc w masie:

• nie ma obaw, jeśli powierzchnia zostanie odbita/zarysowana
  
• nie blednie pod wpływem używania czy ścierania
  
• nie ma problemów z docinaniem
  
• nie ma problemu z pokazaniem całości elementu na pełnej grubości
  
• wada: wysokie koszty
  

Barwienie powierzchniowe:

• podstawową zaletą jest cena - niewiele wyższa od niebarwionego elementu
  

Z racji kosztów i wszystkich wad barwienie powierzchniowe spotykane jest najczęściej w kostkach brukowych, przy czym nie dotyczy to wszystkich pięknych kolorów i barw nachodzących na siebie, ale także "zwykłego" czerwonego odcienia. Pewnym wyjątkiem od tej reguły są krawężniki/obrzeża, które z racji tego, w jaki sposób są mocowane muszą być wybarwiane w masie.

Zasadniczo we wszystkich innych wypadkach stosowane jest barwienie w masie. Dotyczy to zarówno tynków mineralnych, renowacyjnych, jak i betonów architektonicznych czy betonowych elementów ozdobnych.

Są dwa podstawowe sposoby na zabarwienie lub podbarwienie masy betonowej lub tynkarskiej:

• za pomocą wypełniacza
  
• za pomocą pigmentu
  

W pierwszym wypadku sprawa jest prosta - używając białych lub zbliżonych do białego składników mieszanki takich jak cement (kiedy jest to beton) oraz wapno (dla zapraw) można łatwo zmienić kolor używając "niebiałego" wypełniacza. Obiegowo jest on nazywany, z racji swej granulacji (najczęściej 0-2 mm), piaskiem. Zmieniając jego kolor na szary otrzymamy delikatnie szarą mieszankę, stosując żółty piasek - beton będzie koloru żółtawego i tak dalej. Ta metoda zwykle nie pozwala na uzyskanie bardzo mocnej i idealnie równej kolorystyki, ale jest najtańsza i bardzo łatwa do zastosowania.

W drugim przypadku, czyli z użyciem pigmentu - istnieje konieczność, aby kolor wypełniacza był jak najbardziej neutralny, czyli biały lub doń zbliżony. Dzieje się tak z bardzo prostego powodu - im bardziej neutralny piasek jest zastosowany, tym ładniejszą i delikatniejszą gamę kolorystyczną można uzyskać i tym bardziej powtarzalna ona będzie. Oczywisty jest fakt, że chyba żadna naturalna skała nie jest zawsze idealnie taka sama, ale chcąc by kolory były powtarzalne, trzeba stosować takie wypełniacze, których kolejne partie jak najmniej różnią się między sobą.

Aktualnie na świecie istnieje wiele firm czy koncernów chemicznych produkujących pigmenty cementowe. Zwykle w swej ofercie mają po kilka odcieni jednego koloru, oraz co istotne, bardzo rzadko - odcienie niebieskie. Jest to związane z faktem stosunkowo niewielkiej odporności tlenków kobaltu na promieniowanie UV i warunki zewnętrzne. Pigment ten po prostu "lubi" blaknąć.

Stosując ten sposób barwienia mieszanki betonowej lub tynkarskiej zwykle spotyka się dwie grupy kolorystyczne produktów:

• te o powtarzalnej barwie (zwykle są to tynki)
  
• te o kolorystyce dobieranej indywidualnie
  

W pierwszym przypadku jakość składników i jakość pigmentów ma znaczenie z bardzo prostego powodu - dążenia do uzyskania pełnej powtarzalności kolorów, czyli tego, by dwie partie towaru z dwóch różnych serii miały barwę nie do odróżnienia dla patrzącego. W drugim czystość składu daje nam niemal nieograniczone możliwości wybarwiania i tworzenia pełnej palety barw.

W obu wspomnianych wyżej przypadkach należy pamiętać o kilku sprawach:

• istnieje górna granica mocy koloru, jaką pozwala nam osiągnąć dany pigment
  
• każdy producent ma swoje niepowtarzalne pigmenty, które zasadniczo nie pokrywają się kolorystyką z konkurencją; inaczej "pracują" (wybarwiają), mają nieco inne odcienie czy parametry
  
• każdy producent ma kilka odcieni danego rodzaju koloru, przy czym Red 110 firmy X wcale nie oznacza, że jest tożsamy z Red 110 firmy Y; istotnym jest także, że każdy odcień inaczej "pracuje" w mieszance
  
• wapno zwykle "zjada" siłę koloru
  
• stosowana chemia, jej ilość i zachowanie ma wpływ na wybarwianie i zachowanie się pigmentu w mieszance
  
• na ciemnych kolorach przy zastosowaniu kiepskiego cementu bywa, że widać szaro-białe naloty, czyli wodorowęglan wapnia; jest to związane z tym, ile alkaliów jest w cemencie - im mniej, tym lepiej
  
• wreszcie każdy producent podaje górny limit, jaki jest zalecany w dozowaniu pigmentu, gdyż ten jako niebiorący udziału w wiązaniu i mający bardzo drobną granulację dodany w zbyt dużej ilości może po prostu osłabić mieszankę; zwykle tą granicą jest 5%, lecz jej wysokość zależy od cementu - im cement mocniejszy, tym bardziej można ją "nagiąć" i "rozciągnąć"
  

Wytwarzając mieszanki tynkarskie o powtarzalnych kolorach, najczęściej stosowana jest ta sama chemia, te same wypełniacze, ten sam proces nakładania. Oznacza to, że gros problemów rozwiązywanych jest w zasadzie tylko jeden raz. Najważniejszymi z nich, na które stale trzeba zwracać uwagę są:

• powtarzalność samego pigmentu
  
• dokładne wyważanie dodawanych ilości pigmentu
  

Kiepski pigment (zwykle tani lub nieznanej firmy) może oznaczać, że jego parametry (siła, trwałość, barwa) nie są ani równe, ani mocne. Oznaczać to będzie jedynie problemy, gdyż ryzyko, że kolejne partie towaru będą się między sobą różniły, graniczy z pewnością.

Niezbyt dokładne wyważanie pigmentu (nawet do części grama w drastycznych wypadkach, a mniej - do grama) będzie po prostu znaczyć, że każde opakowanie lub niewielka seria towaru będzie wariacją na temat jakiegoś koloru. Nie powinno się "ważyć" pigmentu objętością (czyli "na szklanki", "na kubeczki" itd.), gdyż każdy rodzaj pigmentu, każdego producenta ma swoją własną gęstość nasypową, czyli ta sama jednostka objętości (owa wspomniana szklanka) będzie różnić się wagą. Jak wskazuje doświadczenie, w tym przypadku wskazane jest bardzo dokładne wyważanie poszczególnych partii pigmentu. Oczywiście towarzyszyć temu powinna stałość mieszanki, która jest barwiona. Podkreślić tu należy jeszcze jedną istotną i ważną rzecz. Pigmenty cementowe nie wybarwiają liniowo, tylko logarytmicznie. Oznacza to, że początkowo niewielkie zmiany ilości pigmentu w mieszance bardzo mocno zmieniają odcień, przy mocnych barwach - zmiany nie są już tak gwałtowne.

Zupełnie przeciwne problemy spotykane są w sytuacji, kiedy najważniejszym zadaniem, jakie stoi przed producentem jest stworzenie indywidualnej kolorystyki, indywidualnej faktury, indywidualnego "wyjątkowego" produktu.

W tym wypadku pigment pełni rolę środka do celu, a czystość mieszanki poszerza jedynie gamę kolorystyczną, jaką można uzyskać w procesie produkcji. Pewna jednorazowość oznacza także, że niemal każde zamówienie będzie miało "swoją osobną barwę", czyli będzie niepowtarzalne.

Problemy spotykane tutaj powodowane są zasadniczo przez:

• wypełniacze (piasek, pyły i inne)
  
• skład ilościowy mieszanki
  
• chemię
  

Konieczność stosowania różnych wypełniaczy (np. pyły, piaski szklarskie itd.) powoduje, że zmienia się czasem dość mocno odcień mieszanki niebarwionej, co z kolei wpływa na to, jaki odcień i w jaki sposób będą dawały zastosowane pigmenty. W zależności od ilości wspominanych składników może być on naprawdę różny, stąd tak istotne jest przeprowadzanie prób, by nie być zaskoczonym końcowym efektem.

Pisząc skład mam na myśli głownie ilość cementu, gdyż to on determinuje ile pigmentu można zastosować bez wpływu na wytrzymałość całości. Zmiana ilości cementu o 100 kg/m³ oznacza możliwość zwiększenia ilości barwnika o przynajmniej 5 kg, co jest ilością naprawdę znaczącą. To, jaki cement (czystość, barwa i wytrzymałość) jest stosowany także ma silny wpływ na górne granice ilości pigmentu oraz jego zachowanie. Co ciekawe, pewne różnice w składzie chemicznym dodatków, jakie mogą być w cemencie, które są całkowicie zgodne z normami, mogą w zasadzie niemal uniemożliwić osiągnięcie pewnych barw.

Chemia, czyli wszelkie plastyfikatory, dodatki zmieniające napięcie powierzchniowe, zwiększające płynność itd. wpływają także na pigmenty i ich zachowanie. Dość wspomnieć, że zastosowanie różnych plastyfikatorów może wpłynąć na to, czy pigment będzie równomiernie wymieszany w masie czy nie, nawet jeśli ilość innych składników (np. woda) jest taka sama.

Te tylko zarysowane możliwości i problemy pokazują, że tak naprawdę biały cement jako materiał wiążący o neutralnym kolorze przy odpowiedniej wiedzy dotyczącej pigmentów oraz chemii stosowanej do betonu czy zapraw daje nam do ręki potężne narzędzie do kształtowania naszego otoczenia w zgodzie naszymi wyobrażeniami kolorystycznymi. Co ciekawe, w znakomitej większości wypadków owa kolorystyka tak naprawdę ograniczana jest li tylko przez naszą wyobraźnię, zwłaszcza tam, gdzie projekty, pomniki czy elementy architektury robione są jako pewna nietypowa rzecz na indywidualne zamówienie, czy zgodnie z takim projektem.