不同颜色的染料对混凝土质量有哪些影响？
2021年08月04日
近日，西交利物浦大学的研究人员完成了一项针对彩色建筑混凝土的研究，结果显示绿色水泥所含的杂质会导致多孔、质量下降，而红色、蓝色着色剂则几乎对质量没有影响。
该项研究由西交利物浦大学土木工程系毕业生Mehreen Heerah、化学系Graham Dawson博士以及摩洛哥穆罕默德六世大学综合理工学院（Mohammed VI Polytechnic University）的Isaac Galobardes博士共同完成。
Dawson博士表示，彩色混凝土由于视觉上更吸引人，常用来替代灰色混凝土，例如西班牙巴塞罗那的市法院（Ciutat de la Justícia）建筑。人们对彩色混凝土的需求与日俱增，因此该项研究具有重要意义。
“研究中所使用的红色和蓝色颜料，其特性在已有的文献中已有论述。然而，针对绿色着色剂的研究并不多见。”Dawson博士说。
Heerah介绍道，“红色、蓝色着色剂的研究结果，与我们的预期非常接近。但我们没想到的是，绿色着色剂对砂浆的性能影响如此之大。我们当初的设想是，与红色、蓝色相比，绿色着色剂对混凝土强度的提升效果会更好。”
这是因为产品中使用的绿色着色剂是基于氧化铬，在水化时会增加混合物的强度。
那么，为什么绿色混凝土的质量反而更差呢？Dawson博士表示，原因在于其原料中含有有害杂质。
“生产着色剂需要化学物质。”他解释道，“有时，简单的化学成分及其不同组合，就可以使着色剂呈现不同颜色。”
使绿色混凝土质量下降的有害杂质是白云母，该矿物常用于生产其他工业用途的绿色着色剂。当与水泥水化时，白云母会大量产生一种成分，导致水泥过度多孔，从而降低强度和使用寿命。
“然而，其他研究发现，使用仅含氧化铬(III)而不含白云母的绿色着色剂时，没有不利影响。”Heerah补充道。
本次研究所使用的水泥样品是用三种不同的着色剂——蓝色铝酸钴、绿色氧化铬和红色氧化铁，以三种不同的比例——1%、5%和10%制成的。研究人员测试了两种不同类型的水泥，以了解这些混合物及其副产品对混凝土性能的影响。
研究表明，水化产物的形态和动力学影响样品的抗压强度。其中，蓝色和红色着色剂可以与硅酸盐水泥（国际上称为波特兰水泥）和复合硅酸盐水泥一起使用，而不会削弱混凝土的强度；而绿色着色剂会导致样品性能不佳。
该项研究成果于近期发表于爱思唯尔旗下期刊《建筑材料案例研究》（Case Studies in Construction Materials）。
（记者：Robert Fraass 翻译：韩香音 编辑：石露芸 图片来源：Maike und Björn Bröskamp from Pixabay）
2021年08月04日
