（中鐵建電氣化局集團西安電氣化制品有限公司 710000）

黑色混凝土制品研究新進展

黨智剛

（中鐵建電氣化局集團西安電氣化制品有限公司 710000）

文章綜述了黑色混凝土制品的研究新進展。介紹了黑色混凝土制品的研究意義和基本概念。對黑色混凝土制品的最新研究內容及發(fā)展方向進行了說明。仔細介紹了幾種黑色顏料的性質及應用情況并進行分析。并對黑色混凝土制品的研究進行了總結。

黑色混凝土；研究進展；顏料；氧化鐵；碳黑；著色

建筑的觀賞性是建筑設計的重要指標。隨著經濟的不斷發(fā)展，在建筑技術不斷發(fā)展同時,人民對建筑物的觀賞要求亦越來越高，不僅要求堅固牢靠、功能完善，而且要求外形也應美觀、多樣。而構成大型建筑物、構筑物的基本的混凝土制品，作為目前使用最為廣泛的建筑材料之一，也被要求與各種藝術、材料、技術相結合發(fā)展裝飾性能。清水混凝土、露骨料裝飾混凝土、裝飾混凝土和彩色混凝土等新型混凝土制品由此營運而生。水泥混凝土材料制品也發(fā)展出多樣的形態(tài)，成為建筑藝術的重要組成部分，其中黑色混凝土制品就是重要的一種。同時，國際上彩色建筑混凝土的設計越來越流行，而我國在這方面的研究應用尚處于初級階段，缺少相關的研究成果，缺乏相關的工程實例。因此，對黑色混凝土制品進行研究應用有著很現(xiàn)實的意義。

1 黑色混凝土制品的基本概念

黑色混凝土制品就是一類黑色的裝飾混凝土制品，屬于彩色混凝土制品系列中的一種。彩色混凝土則是為了改變傳統(tǒng)混凝土單調呆板的樣式，提高的混凝土自身的裝飾性能而逐漸發(fā)展出的一種新型裝飾混凝土制品。

現(xiàn)代的常見的大型建筑物、構筑物大多是由混凝土構筑而成。但傳統(tǒng)混凝土結構顏色相對單一、呆板、灰暗，因此為了使建筑物達到特定的的觀賞效果，需要再進行一定的工序或單項工程對建筑物進行再次裝飾，增加了工程量。例如建筑物外墻的裝飾工程，在施工繁瑣危險不便，需要在建筑物外墻搭建工作臺，存在著環(huán)境及安全問題。在使用時維護難度大，破壞后修補費用昂貴。同時，許多外觀裝飾材料在長期的使用中，自身也會出現(xiàn)許多問題，如裝飾材料的損壞、涂料掉色、材料的剝落飛濺等等。

因此可以使用彩色混凝土建造建造物，然后將建筑物或結構的表面暴露出來，利用彩色混凝土構筑物自然分色作為視覺景觀，就能夠使建筑的外觀達到獨特的美學效果，并且色彩的耐久性好。

對于黑色混凝土制品的研究，我國處于忽視階段。國內學者大多關注于多種顏色彩色混凝土制品的配制與應用，缺少專門針對于黑色混凝土制品的研究成果。而在國外，“黑色混凝土是迷人的”的觀念在近年來正在被人所接受，黑色混凝土制品開始占據(jù)著彩色混凝土制品的主導地位。

2 黑色混凝土制品研究新進展

黑色混凝土制品研究的重點在于顏色的配制，原材料、顏料、生產工藝、施工技術都會顏色產生影響。就現(xiàn)今黑色混凝土制品研究成果而言，有關顏料的研究是最有研究活力的方向?？偟膩碚f，彩色混凝土制品常用的著色方法有三種：添加顏料整體著色法、干撒彩色硬化劑表層著色法，還有利用化學反應染色法。而對于黑色混凝土制品的配制，則是使用添加顏料整體著色法進行制備，一般選用傳統(tǒng)的氧化鐵黑顏料，但在國外研究發(fā)展出一個針對黑色混凝土的新型顏料：非氧化鐵類顏料，即碳黑顏料。

2.1氧化鐵顏料的研究

氧化鐵顏料屬于傳統(tǒng)的常用顏料。在選擇黑色顏料時，基本問題就是混凝土制品顏色的耐久性。氧化鐵顏料和碳黑顏料都有良好的抗堿性能和抗紫外線輻射性能。對著色的耐久性而言，混凝土基體中顏料的固結相當重要。氧化鐵顏料是以機械結合的方式附在混凝土材料的孔隙處，除此之外，還能通過靜電作用與混凝土的成分相結合。而且在國外彩色混凝土對氧化鐵顏料是有標準慣例的，并且被大量工程應用所確認。在這方面，最新的成果在2015年，德國Huntsma顏料公司經過研究發(fā)現(xiàn)，當使用氧化鐵顏料配制深黑色混凝土制品時，最大摻加比例選取常常會影響許多問題。同時在生產實踐中發(fā)現(xiàn)，氧化鐵顏料最大的摻加量為 5%，如果使用更大摻加量將產生更多更復雜的問題。 例如混凝土制品的抗鹽凍性能和抗凍融循環(huán)等性能會減弱。因此建議，生產企業(yè)在使用時，要進行內部的試配試驗。同時工程實踐中發(fā)現(xiàn)，在使用氧化鐵顏料時，用最小摻量即 3%，可得到發(fā)藍光黑色的中間色澤。而使用 5%的傳統(tǒng)氧化鐵顏料時，會出現(xiàn)泛黃的類無煙煤的顏色。

2.2碳黑顏料的研究

相比較氧化鐵顏料，碳黑顏料對深黑色混凝土的著色效果要為優(yōu)良，碳黑顏料對光的吸收率可高達 99.8%。甚至傳統(tǒng)的氧化鐵顏料在用量高達8%時，即白水泥的基準時，也表現(xiàn)不出碳黑顏料所表現(xiàn)出的那種色彩和色深細微的差別。就耐久性而言，碳黑顏料則只是使高質量的粗顆粒物以機械結合的方式對混凝土著色。需要與混凝土密實度相匹配，才能保證混凝土在老化過程中不褪色。在應用到面層混合料時，應控制摻加量，最小用量為3%。可以保證產品處在不利環(huán)境的條件中，例如環(huán)境使細顆粒老化,而導致著色度部分損失的情況， 碳黑顏料仍可使混凝土制品表面保持滿足設計要求的顏色。

2.3黑色氧化鐵顏料和碳黑顏料的混合

由于氧化鐵顏料的耐久性良好而碳黑顏料的具有優(yōu)良著色性能，因此出現(xiàn)了一種將以上兩種顏料混合的黑色顏料。這種混合顏料具有更好的使用效果，但選用時也需要進行嚴格地檢驗。著色深度是通過碳黑顏料的組分比例來確定的,但著色深度與組分比例之間并不是線性關系。混合顏料里，由于碳黑顏料只是占一部分，所以混合顏料的著色能力處于高質量氧化鐵顏料與粗顆粒碳黑顏料之間。并且如果碳黑顏料的著色部分發(fā)生老化，就只有少量氧化鐵顏料的著色能夠保留下來。

2.4實現(xiàn)深藍黑色色彩

近年來，一些國外的公司研制出了新型黑色氧化鐵顏料，更為有效具且著色效果更佳。 新型的黑色氧化鐵顏料可表現(xiàn)出更為豐富的黑色色調，能夠使原本呈黃色色調的類無煙煤黑色混凝土制品呈現(xiàn)出藍灰色調，但新型的黑色氧化鐵顏料無法制得藍灰色黑色混凝土。藍灰色黑色混凝土只能以高價格的無機藍色顏料來配制，或者使用更低廉的藍色調氧化鐵顏料配制。

3 結束語

先進的黑色顏料包括黑色氧化鐵顏料和碳黑顏料等，都能夠使混凝土制品得到黑色的著色效果，具有實際應用意義。在進行混凝土制品的著色時，可以利用各種顏料的各種性能，得到理想的應用效果。顏料的最低摻加量，影響著混凝土制品的光學效果，決定了產品的美學效果、商業(yè)需求。同時，可以發(fā)現(xiàn)，使用氧化鐵顏料所獲得的不同色調的無煙煤顏色的混凝土制品，具有藍灰色調。而使用碳黑顏料的混凝土制品則能夠獲得細膩的深黑色、藍色，不過目前還無法實現(xiàn)。

[1]倪光偉.從世界彩色混凝七現(xiàn)狀中國商品混凝土發(fā)展趨勢[J]．建筑裝飾材料世界，2009,6：4 4-47.

[2]徐永模，張慶歡.國內外裝飾混凝土的發(fā)展簡介[J].建筑裝飾材料世界，2009,(1-5)：60-82.

[3]史 忠，葛海濤，呂麗萍.彩色混凝土的研究及應用[J].工程材料與設備，2010,28(1)：152-154.

[4]馮雷，彭著良，費逸偉.彩色水泥在軍事偽裝中的應用探討[J].化工新型材料，2004,32(9)：42-43.

[5]劉華章.提高彩色水泥制品色彩質的措施[J].建筑砌塊與砌塊建筑，2003,(6)：11-12.

[6]張曉萍.彩色混凝十制品常見問題解析[J]．磚瓦，2005，(4)：40-41.

[7]Buxbaum, G.; Pfaff, G.： Industrial Inorganic Pigments, 3. Auflage 2005.

[8] Jrg Zimmer，德國Brockhues公司.配制生產黑色混凝土制品[J]．混凝土路面磚與路面板，2015，(7)：23-27.

TQ172

B

1007-6344（2017）04-0008-01