在绿色着色混凝土中发现致命缺陷

随着西安交利物浦大学的研究人员完成他们对彩色建筑混凝土的研究，他们发现了一个令人惊讶的结果——绿色有色水泥含有杂质，会产生多孔的劣质混凝土。同时，红色和蓝色颜料几乎没有影响。

该研究由西交利物浦大学土木工程系毕业生Mehreen Heerah、西交利物浦大学化学系Graham Dawson博士和穆罕默德六世理工大学Isaac Galobardes共同完成。

Dawson 博士解释说，有色建筑混凝土被用作灰色混凝土的视觉上吸引人的替代品，例如在巴塞罗那的 Ciutat de la Justícia。随着对有色建筑混凝土需求的增长，这项研究的重要性也在增加。

绿色不容易

“研究中使用的红色和蓝色颜料的特性已在现有研究文献中确定。然而，绿色颜料的特性并不常见，”道森说。

“红色和蓝色颜料的结果非常接近我们的预期，”Heerah 说。“另一方面，我们没想到绿色颜料会对砂浆的性能产生剧烈影响。事实上，我们预计与其他两种颜料相比，绿色颜料的强度增加更大。”

这是因为产品中的绿色颜料基于氧化铬，它在水合时会增加混合物的强度。

那么，为什么发现绿色混凝土不合格呢?

道森博士说，答案在于它是如何产生有害杂质的。

“化学产品用于生产颜料，”他解释说。“有时，颜料呈现简单的化学成分和它们的其他组合以获得不同的颜色。”

削弱绿色混凝土的有害杂质是白云母;一种用于生产用于其他工业用途的绿色颜料的矿物。当与水泥水合时，白云母会产生大量的成分，导致过度多孔，从而导致强度和寿命降低。

“然而，其他研究发现，使用仅由氧化铬 (III) 组成且不含白云母的绿色颜料没有不利影响，”Heerah 说。

混合起来

水泥样品是用三种不同的颜料——蓝色铝酸钴、绿色氧化铬和红色氧化铁颜料——以三种不同的水平生产的：1%、5% 和 10%。研究人员测试了两种类型的水泥，以了解这些外加剂和副产品如何影响所得混凝土的性能。

四部分实验首先测试吸水率以评估物理性质的变化，然后确定样品的水化性质。

接下来，通过每种混合物的温度变化来研究水合动力学。最后，研究人员检查了弯曲和压缩强度，以了解颜料对机械强度的影响。

研究表明，水化产物的形态和动力学与样品的抗压强度有关。

与红色和蓝色的最小影响相比，绿色颜料的性能不佳。

研究还发现，铝酸钴(蓝色)和氧化铁(III)(红色)颜料可以与波特兰和波特兰复合水泥一起使用，而不会削弱混凝土的强度。

影响较小

Heerah 说，研究人员还改进了用于估计着色砂浆实时抗压强度的现有方程。

Galobardes 博士解释说：“使用这个方程可以避免进行用于估计混凝土机械性能的破坏性测试。

“这消除了浪费并降低了与测试中使用的样品的生产相关的二氧化碳排放和成本。”

虽然颜料本身不会减少混凝土产生的碳排放，但研究表明它们与生态水泥一起使用是安全的。

水泥混合物，如波特兰复合水泥，包括磨碎的高炉矿渣 (GGBS) 和粉煤灰，预计将在未来几年实现碳排放量的减少。

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