Železité pigmenty do betonu

Minerální pigmenty nepodléhají vlivu změn počasí, účinku slunečního záření, tepla, deště a mrazu. Na zemi se vyskytují jako přírodní pigmenty v geologických formacích, jako nejznámější příklad slouží Grand Canyon v Arizoně nebo skála Ayers Rock v Austrálii. Dílem člověka jsou skalní malby doby kamenné v Altamiře, v Lascaux nebo v pohoří Tasíli na Sahaře. Od konce 19. století se přechází na syntetické pigmenty, a to kvůli jejich čistotě a vyšší a konzistentní kvalitě.

Současná světová spotřeba syntetických pigmentů je asi 1,1 mil. tun. Jejich výhodou je, že zůstávají pevně integrovány v cementové matrici, nerozpouštějí se ve vodě, obtížně se rozpouštějí v kyselém prostředí a solích, včetně solí ze slaných mořských mlh a solení vozovek, a jsou bezpečné s ohledem na životní prostředí.

Jedním z nejvýznamnějších výrobců pigmentů je firma Bayer AG, současné Lanxess AG. Jejím předchůdcem byl lékárník Carl Leverkus, který v dnešním Leverkusenu zahájil roku 1834 výrobu vysoce ceněného syntetického ultramarinu. Výrobu po jeho smrti převzala roku 1891 barvářská firma Bayer z Elberfeldu.

Oxidy železa obecně a pigmenty značek Bayferrox nebo Fepren a dalších se vyskytují v barvách určených jejich chemickým složením (přírodní minerály): červené – a-Fe₂O₃ (hematit, krevel), žluté – a-FeOOH (goethit), černé – Fe₃O₄ (magnetit), černohnědé – MnO₂ (pyrolusit, burel) a hnědé – směs červené, žluté a černé. Ve výrobním programu Lanxess jsou ještě odstíny zelené – chromoxidová zeleň, Cr₂O_3. Jiné syntetické pigmenty mohou obsahovat toxické těžké kovy, vedle chromu, manganu a kobaltu ještě kadmium, olovo, měď, molybden, nikl, wolfram, vanad, zinek a další, včetně uranu, jenž se zpočátku užíval do barev. Do stavebních a nátěrových barev se již nepoužívají, snad ještě do uměleckých barev, a některé, obsahující kadmium a olovo, jsou zakázány. Nově se užívají keramické techniky se slinováním střepu a velmi jemným mletím, jako např. červený Bayferrox 720 N na bázi Cu-Ni-Zn-Fe pigmentů. Naopak bílé pigmenty obsahující titan ve formě titandioxidu TiO₂ mají ve spojení se slunečním zářením příznivé autokatalytické a samočisticí efekty, účinné u fasádních nátěrů.

Obecně se pigmenty používají v dávkování 2–5 % hm. na cement, vyšší množství je především neekonomické. Dávkování, zrnitost prášků, doba a způsob míchání hrají velkou roli. Barevnou intenzitu snižuje vyšší podíl plniva v betonu. Pigmenty mají vysokou světlostálost a stálost vůči povětrnosti; podle 25 let dlouhých zkoušek firmy Bayer a následně Lanxess, je dlouhodobá změna odstínu u pigmentů Bayferrox prakticky bezvýznamná. Na barevnou intenzitu má vliv i druh cementu. Šedý portlandský cement některé odstíny pohlcuje – nejvíce žluté, méně tmavě hnědé a červené, u černých je bez vlivu. Pro čisté a jasné barvy je bílý cement nutností. Nově se syntetické anorganické pigmenty používají k ekologickému probarvování dřevěné štěpky, např. při mulčování parkových úprav.

 

Na loňské konferenci 52. Ulmer Betontage v Ulmu představil Lanxess jako novinku čtyři pigmenty nové řady Bayferrox G ve formě mikrogranulátů – červený Bayferrox 115 GP, černý Bayferrox 365 GP a žlutý 925 GP (kde P znamená premium). Zajímavý je zejména typ 365 GP černé barvy s nádechem až do modra. Pro jejich výrobu byla vyvinuta speciální technologie granulace se suchou cementovou maltou. Jejich přednostmi jsou především bezprašnost, nižší kontaminace zařízení a pigmentů, snadnější manipulace, tekutost granulí, vhodnost pro všechny techniky odvažování, lepší skladovatelnost, světlostálost, stabilita na povětrnosti a o 10–15 % vyšší sytost barev, nevýhodou je vyšší cena.

 

V srpnu roku 2005 byl otevřen nový, 833 m dlouhý železniční most Årstabron ve Stockholmu, 19,5 m široký a 26 m vysoký, na 10 robustních válcových pilířích, z nichž 6 stojí na skalnatém podloží, dva na ostrově v mořské zátoce a dva v zátoce. Dvoukolejný most má po obou stranách trati servisní vozovku a chodník pro pěší a cyklisty. Použití barveného betonu, zvolené namísto nátěru, přináší výhody v trvanlivosti a snazší údržbě. Celá konstrukce spotřebovala 6000 m³ nebarveného betonu a 23 000 m³ integrálně barveného předpjatého betonu K60 při použití 350 t směsi železitých pigmentů.

Stavba se musela vyrovnat s několika výzvami: pro nepřetržité čerpání 300 m³ za 24 h byla vzhledem k velkému rozpětí mezi pilíři – 65–78 m – požadována dobrá tekutost a zpracovatelnost betonu, dobrá a homogenní distribuce pigmentu bez oddělování, konzistentní barevnost a jakost bez kompromisů. Šlo se tak daleko, že bednění bylo vyrobeno tradičně – z prken, natřených barevným cementovým potěrem, aby nedošlo k odchylkám v odstínu barvy, způsobeným rozdílným odsátím vody, a aby povrch získal patinu starých staveb. Pro barvení byla vybrána směs syntetických železitých pigmentů na bázi pigmentu Bayferrox 640, vyráběná německou společnosti Lanxess AG, protože nejlépe splňovala požadavek EN 12878 a ASTM C979, BS 1014 a DIN 53 237: absolutní stabilitu vůči alkáliím, zde v prostředí hydroxidu vápenatého z čerstvě smíchané směsi cementu a vody.

 

 

 

 

 

To se hůře říká o jiné stavbě, jíž je bodega Antión s vinařstvím a hotelem v Elciegu ve vinařském kraji La Rioja v severním Španělsku. Dílo renomovaného architekta Jesúse Marina Pascuala a jeho kanceláře JMP y Asociados, sídlící v Logroñu, vyvolalo ve vinařské zemi téměř tolik kontroverzí jako rozevlátá budova Guggenheimova muzea od Franka O. Gehryho v nedaleké baskické metropoli Bilbau. Na bodegu o ploše 14 000 m2 bylo užito 12 000 m³ betonu, probarveného pigmentem formirapid amarillo 920, jehož základem je Bayferrox 920 okrově žlutého odstínu v koncentraci 1 % od španělské firmy Europigments S.L., 100% dceřiné společnosti Lanxess.

 

Snad nejprestižnější stavbou z probarveného betonu je postmodernistická losangeleská katedrála Our Lady of the Angels od španělského architekta Rafaela Monea, laureáta Pritzkerovy ceny z roku 1996, vysvěcená v roce 2002. Ani zde se návrh neobešel bez protestů, snad nejvážnější výtkou bylo, že katedrála nebude ve stylu španělských misií, z nichž město vzešlo. Stavba se nakonec uskutečnila s použitím okrových pigmentů barvy indiánských adobe (nepálených cihel) firmy Davis Colors. Beton (téměř 20 000 m³) byl použit mj. i kvůli nebezpečí zemětřesení. Předchozí katedrála takhle byla zničena v roce 1994. K dosažení parametrů betonu byl na stavbu dovezen z Dánska bílý portlandský cement s nízkým hydratačním teplem. Vývoj tepla při tuhnutí a chlazení byl kontrolován termočlánky vloženými do forem a bednění s utěsněnými spárami.