بتن رنگی بتنی است که سطحی با مقاومت بالا در برابر سایش ایجاد می کند که برای مکان هایی که رفت و آمد زیاد است و وسایل سنگین جابجا می شود.

کفپوش های بتن سخت یا به عبارت دیگر بتن صنعتی، متشکل از دو لایه بوده که به صورت همزمان اجرا می گردد. لایه زیرین، بتن معمولی ساختمانی است که پس از تسطیح روی آن را با روکش بتن سخت کاور می کنند. این روکش ها علاوه بر مقاومت بالا باید دارای تنوع ظاهری زیادی بوده تا بتوانند رضایت سلایق مختلف را برآورده نماید.

به طور کلی رنگدانه‌ها به چند گروه عمده تقسیم می‌شوند

شامل رنگدانه‌های رنگی‌، رنگدانه‌های سیاه‌، رنگدانه‌های فلزی‌، رنگدانه‌های دارویی‌، رنگدانه‌های آرایشی و رنگدانه‌های غذایی هستند. رنگدانه‌های رنگی معمولاً از نوع اکسید، کرومات‌، سیانید و ترکیبات کادمیوم است. مهمترین رنگدانه‌های سیاه از نوع دوده (کربن سیاه)، گرافیت‌، اکسید آهن سیاه و ترکیب مس کروم سیاه است رنگدانه‌های فلزی معمولاً از نوع پولک‌های آلومینیوم‌، پولک‌های برنز طلایی‌، پولک‌های روی‌، پولک‌های فولاد زنگ نزن و پولک‌های نیکل است. رنگدانه‌های دارویی‌، آرایشی و غذایی ترکیباتی هستند که در تهیه مواد آرایشی‌، انواع قرص‌ها و کپسول‌ها و نیز تغییر رنگ در محصولات غذایی کاربرد دارند. رنگدانه‌های سرامیکی بیشتر از نوع رنگی‌، سفید، سیاه و فلزی است.

بتن‌های رنگی برای اهداف تزئینی در سازه‌های ساختمان و دستگاه‌ها و پیاده‌روهای زیر گذر جدا کردن خطوط پر ترافیک راهروهای پارک و همچنین برای ساختن وسایل رفاه عمومی استفاده می‌شود.

انواع بتن رنگی

بتن رنگی ساده متشکل از آب، سیمان سفید، رنگ، شن و ماسه ی معمولی می باشد و مشخصات مکانیکی همچون بتن ساختمانی را دارد و تنها تفاوت در ظاهر و رنگ آن می باشد. در این نوع بتن می توان از شن و ماسه ی رنگی به جای شن و ماسه ی معمولی نیز استفاده نمود.

در بتن رنگی صنعتی آب ، سیمان سفید و رنگ ، مانند بتن رنگی ساده بوده و تفاوت در نوع سنگ دانه ها می باشد. این سنگ دانه ها از مواد و ترکیبات سخت با مقاومت سایشی و فشار بسیار بالا به همراه ترکیبات صنعتی  تهیه می گردند. سنگ دانه های صنعتی مقاومت سایشی و فشاری چند ده برابر بیشتر نسبت به شن های طبیعی و معمول را دارا بوده و به همین دلیل بتن متشکل از آنها بتن ضد سایش و سخت نامیده می شود.

مزایای استفاده از بتن رنگی

بتن رنگی دوام بسیار بالایی دارد و در مقابل سایش نیز مقاوم است. به همین دلیل است که از این محصول در مکان های شلوغ و پر رفت وآمد استفاده می کنند. بتن رنگی کمک بسیار زیادی به محیط زیست می کند. زیرا یکی از ویژگی های این محصول جلوگیری از گرد و غبار و آلودگی است. این محصول به دلیل تنوع رنگ و پایدار بودن در برابر تابش نور خورشید علاقه مندان زیادی را به خود جذب کرده است. بتن رنگی همچنین توانایی مقاومت در برابر عوامل شیمیایی و اشعه ماوراء بنفش را نیز دارد. شست و شوی این محصول بسیار آسان است زیرا آلودگی را بسیار اندک جذب می کند و مانع گستردگی آلودگی در هوا می شود

موارد کاربرد بتن‌ رنگی

بتن‌های رنگی برای اهداف تزئینی در سازه‌های ساختمان (دیوارهای تزئینی، کف زمین و سردر باجه‌ها) و دستگاه‌ها و پیاده‌روهای زیر گذر جدا کردن خطوط پر ترافیک راهروهای پارک و همچنین برای ساختن وسایل رفاه عمومی استفاده می‌شود. همچنین جدول بندی و خط کشی خیابان‌ها، رنگ آمیزی ساختمان‌های بتنی شهر که هم بر زیبایی معابر می‌افزاید و هم عمر سازه را افزایش می‌دهد. استفاده در میادین ورزشی و استادیوم‌ها برای رنگ آمیزی سکوهای تماشاچیان و یا موارد مشابه نیز می‌تواند کاربردهای دیگر بتن رنگی باشد. همچنین برای این نوع بتن می‌توان کاربردهای نظامی نیز در نظر گرفت.

به طور مثال می‌توان به استفاده از آن در رنگی ساختن سازه‌های بتنی محل حفاظت هواپیماهای جنگی و انبار مهمات مکان‌های نظامی اشاره کرد که هم به استتار سازه کمک می‌کند و هم با انتخاب صحیح رنگدانه‌ها امکان تقویت بتن در مقابل عوامل محیطی فراهم می‌شود.

ساخت بتن رنگی در مقایسه با بتن معمولی هزینه بیشتری دارد. ولی این هزینه چندان قابل توجه نیست. شایان ذکر است که این بتن‌ها علاوه بر زیبایی خاص‌، در مقایسه با انواع دیگر با توجه به حذف مراحل تعمیر و نگهداری و نقاشی مجدد مقرون به صرفه تر است. به طور معمول‌، در مواردی نظیر خط کشی و جدول بندی معابر که باید از رنگ‌های خاصی استفاده شود، سازه با بتن معمولی ساخته شده و سطح خارجی آن با رنگ‌های معمولی رنگ آمیزی می‌شود که این رنگ چون به صورت یک پوشش خارجی است‌، در معرض تخریب‌های محیطی قرار دارد و مرتب باید تعمیر و نقاشی مجدد شود. در حالی که بتن رنگی دوام بیشتری دارد و رنگ آن ثابت است.

یکی از این اضافه شونده‌ها که می‌توانند تولید ظاهر رنگی در بتن نمایند، پیگمنت‌های سرامیکی هستند. لذا اثر خوردگی یون کلر بر روی این نوع بتن بررسی می‌شود. به این منظور نمونه‌های رنگی و شاهد در حوضچه کلر قرار می‌گیرند. نتایج حاصل نشانگر بهبود خواص مقاومت بتن رنگی در مقابل خوردگی است.

عوامل تاثیر گذار بر روی رنگ نهایی بتن

برای اینکه رنگ بتن با کیفیت درست کنیم و کیفیت آن از بین نرود عوامل مختلفی تاثیر گذار هستند که یکی از مهم ترین آنها رنگ سیمان می باشد لازم به ذکر است که سیمان های شرکت های مختلف دارای کیفیت های متفاوت هستند. سیمان های هم تیپ کارخانه های مختلف باهم تفاوت رنگ آشکار دارند این را هم به خاطر داشته باشید که حتی رنگ سیمان یک کارخانه در طول زمان استفاده تغییر می کنند علاوه بر این ها نرمی سیمان نیز از عوامل تاثیر گذار بر روی تعیین شدت رنگ سیمان می باشد. برای ساختن بتن رنگی با کیفیت به خصوص رنگ های روشن و متوسط بهترین سیمانی که می شود استفاده کرد سیمان سفید می باشد. علاوه بر موارد بالا عوامل دیگر نیز موثر و تاثیر گذار خواهد بود که سنگدانه ها و ریز دانه ها نیز از عوامل تاثیر گذار در رنگ نهایی بتن  می باشند. مدل نرمی سنگدانه و همچنین ریزدانه های رد شده از الک ۲۰۰ مش از عوامل تعیین کننده در ساخت بتن های رنگی می باشد می توان گفت که تاثیری که سنگدانه ها بر روی رنگ بتن می توانند بگذارند کم تر از رنگ سیمان نمی باشد. برای اینکه رنگ بتن یکنواحت و ثابت بمانند باید تمامی  مصالح به دقت از طریق وزنی کنترل شود و مواردی که استفاده می شود کم و یا زیاد نباشد چرا که هر کدام از موارد بالا در صورتی که زیاد و یا کم استفاده شود رنگ بتن باکیفیت و با استاندارد تولید نخواهد شد.

فرایند تولید ‌بتن رنگی‌

1. ‌بتن‌های رنگی رنگ آمیزی شده
2. ‌بتن‌های حاوی رنگدانه‌های طبیعی و سنگدانه‌های رنگی

رنگ آمیزی بتن پس از اجرا به طور قطع روش قابل قبولی برای طراحان نیست به این دلیل که عمر مفید این نوع رنگ‌ها در برابر عمر مفید پروژه‌ها بسیار پائین است در نتیجه در طول عمر پروژه باید چندین بار این رنگ مورد باز سازی قرار گیرد. این مسئله بسیار پر خرج خواهد بود و نیروی انسانی زیادی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما روش دیگر استفاده از مصالح رنگی یا مواد رنگی در بتن است. برای این کار دو راه قابل استفاده است.

1. استفاده از افزودنی‌های رنگی به بتن
2. استفاده از سیمان رنگی

افزودنی‌های رنگی در بتن همچون رنگ‌های طبیعی از دوام بالایی برخوردارند. این افزودنی‌ها از مواد معدنی اکسیدی یا مواد زنگ زده طبیعی است. این افزودنی‌ها بسیار مقاوم بوده و در برابر هوا بسیار نفوذ ناپذیر هستند. این نوع بتن‌ها از نظر اقتصادی نیز به صرفه بوده، میزان مصرف مواد رنگی در بتن با توجه به کیفیت و شدت رنگ متفاوت بوده ولی معمولاً در حدود یک کیلو گرم در هر پنجاه کیلوگرم پیشنهاد شده است.

این افزودنی‌ها در صورتی که اختلاط به طور صحیح انجام شود در تمام قسمت‌های بتن به طور یکنواخت پخش شده و تمام حجم بتن را رنگی می‌کند. اکسید آهن، کروم و تیتانیوم نمونه‌هایی از این افزودنی‌ها هستند.

راه دوم استفاده از سیمان‌های رنگی است. علی رغم مسائل زیست محیطی مانند انتشار گاز‌های گلخانه‌ای که باعث گرم‌تر شدن کره زمین و افزایش بیماری‌های تنفسی می‌شوند، یکی از روش‌های پرکاربرد در دنیای امروز است. نمونه ساده و متداول آن استفاده از سیمان پرتلند معمولی در تهیه بتن خاکستری است. به طور نمونه از اکسید آهن برای تولید رنگ قرمز، زرد و قهوه‌ای استفاده می‌شود، از کبالت برای رنگ آبی و از اکسید کروم برای رنگ سبز استفاده می‌شود. باید توجه داشت به علت خاکستری بودن سیمان پرتلند برای تولید سیمان رنگی ابتدا باید از مواد خام سیمان پرتلند آهن را حذف کنید تا مواد خام به مواده سفید رنگ تبدیل شده سپس افزودنی‌ها را برای رنگ دادن اضافه کنید.

نحوه اجرای بتن رنگی

بتن رنگی هم زمان با اجرای بتن ریزی شروع می شود، برای هر متر مربع بتن ریزی حدود ۵ کیلو گرم بتن رنگی مورد استفاده قرار می گیرد، با انجام دادن این کار مقاومت بتن در مقابل سایش و خوردگی بتن ۲ برابر می شود. می توان به این نکته نیز توجه داشت که از نظر کاربران بیشترین رنگ های مورد استفاده در هنگام بتن ریزی، رنگ قرمز، رنگ آبی، رنگ سبز، رنگ زرد و رنگ طوسی می باشد.

استفاده از بتن رنگی هنگام بتن ریزی باعث کاهش ترک خوردن بتن نیز می شود، روش درست کردن بتن رنگی هیچ فرقی با درست کردن بتن معمولی ندارد به غیر از اینکه در بتن رنگی از رنگدانه های معدنی و سیلیس استفاده شده که رنگدانه های معدنی به صورت ذرات خیلی کوچک با آب و سیمان مخلوط می شود که این امر باعث افزایش دوام و چسبندگی سیمان می گردد

در هنگام مخلوط بتن رنگی باید توجه داشت که بتن به صورت کامل و دقیق مخلوط شود، چون مخلوط نشدن کامل بتن باعث ایجاد حفره هایی کوچک و بزرگ در بتن رنگی می شود، با ایجاد حفره ها در بتن باعث جمع شدن آب درون آن ها می گردد که این عمل در زمستان باعث یخ زدن آب در داخل حفره ها شده و باعث افزایش حجم بتن رنگی می شود. که این امر به گذشت زمان باعث ترک خوردن و خرابی بتن رنگی می شود.

روش های جدید و سریع برای رنگ آمیزی سیمان وجود دارد، این روش به شکلی می باشد که شما می توانید با استفاده از دانه های ریز معدنی، که این دانه های کوچک از رنگدانه های مصنوعی و یا طبیعی تشکیل شده، که در نتیجه باعث ایجاد بتن رنگی می گردد.

با استفاده از بتن رنگی می توانید پروژه های چشم گیر و زیبایی را با مقاومت بالا طراحی و تولید کنید، با ورود بتن رنگی به بازار کارفرماهای بسیاری با دیدن جلوه هایی زیبا از بناها باعث شده به سوی این محصول عالی رفته و از نقش های بعد از طراحی آن لذت ببرند.

با گذشت زمان و با استفاده از این محصول نیاز مردم روز به روز در حال افزایش می باشد، این تنوع مصرف از بتن رنگی باعث شده، رنگ های متنوع و جدیدی تولید گردد و همچنین بتن رنگی باعث از بين رفتن بزرگترین نقطه ضعف بتن، یعنی غیر متعارف و خشن بودن آن است.

رنگ های مخلوط شده بتن سخت رنگی بسته به رنگ سیمان مصرفی در مخلوط بتن می باشد، رنگدانه های که در بتن رنگی مورد استفاده قرار گرفته است،

رنگ کننده‌های مکمل

مواد رنگی برای رنگ کردن سطحی به طور متراکم با ترکیب بتن مخلوط می‌شود. اکثر رنگ کننده‌ها اکسیدهای آهن هستند و می‌توانند رنگ‌های مشکی، زرد و قرمز تولید کنند. سبزها می‌توانند با استفاده از کرومیوم ساخته شوند و رنگ آبی سیر برای تولید انواع رنگ‌های آبی بکار می‌روند.
برخی از ترکیبات که برای ایجاد رنگ بکار می‌روند فلزات سنگین هستند و می‌توانند در طول ساییدن و جلای بتن آزاد شوند‌. این فلزات سنگین می‌توانند موجب مشکلات تنفسی سخت و صدمه به محیط شوند.

پیشرفت‌های جدیدی در رنگ مکمل بتن انجام شده است. اکسید آهن معمولی شوره زدگی و بی رنگی قلیایی را از بین می‌روند، استفاده نمی‌کنند. این رنگدانه‌های اولیه مصنوعی در شکل امولوسیون مایع وجود دارند و برای سهولت استفاده و صرفه جویی در هزینه زیاد برای کاربران به اندازه زیادی غلیظ می‌شود.

‌اگر عمل آوری بتن رنگی و عملیات اختلاط خوب انجام نشود، حفره‌هایی در بتن رنگی ایجاد شده و در این حفره‌ها آب محبوس می‌شود. در هوای سرد و فصل یخبندان این آب یخ می‌زند، حجم آن افزایش می‌یابد و به این ترتیب باعث ترک برداشتن بتن رنگی می‌شود که افت مقاومت سازه را به دنبال دارد.

تولید بتن رنگی مقاوم به اشعه خورشید در کشور

البته به تازگی محققان یکی از شرکت‌های دانش‌ بنیان مستقر در شهرک علمی و تحقیقاتی اصفهان موفق به تولید بتن رنگی بدون استفاده از سیمان رنگی شده‌اند. رنگ‌های به کار رفته در این محصولات از نوع رنگ‌های معدنی هستند که در برابر نور خورشید، یخبندان و تغییر درجه حرارت بسیار مقاوم است. این نوع از بتن رنگی با استفاده از سنگدانه‌های رنگی تولید شده است که این امر پایداری رنگ بتن را در برابر اشعه نور خورشید تضمین می‌کند. تولید مبلمان شهری پیش ساخته رنگی، تولید دکوراسیون داخلی، تولید دیوارهای پیش ساخته رنگی را از مهمترین کاربردهای این نوع از بتن رنگی می‌توان عنوان کرد.

ژل میکروسیلیس اصلاح شده رنگی بتن برای ساخت بتن رنگی

رنگ بتن حاصل شده توسط این ژل میکروسیلیس رنگی بتن از ثبات، یکنواختی و درخشش پایداری برخوردار است. آب بند نمودن و ضد نفوذ شدن بتن با استفاده از این ژل‌ها، افزایش خاصیت ضد سائیدگی، افزایش مقاومت‌های فشاری، کششی، خمشی، کاهش توان حمله عوامل مهاجم مثل یون کلروسولفات در بتن‌های حاوی ژل‌های میکروسیلیس رنگی بتن و کاهش ضریب وارفتگی، افزایش مقاومت الکتریکی بتن حاوی ژل میکروسیلیس رنگی بتن نسبت به بتن رنگی حاوی پودر رنگ‌، سادگی در استفاده و عدم ایجاد مشکلات بهداشتی که پودر رنگ برای کارگران ایجاد می‌کرد، از مزیت‌های رقابتی این محصول جدید است.

موارد کاربرد ژل میکروسیلیس اصلاح شده رنگی بتن برای ساخت بتن رنگی

• انواع سازه‌های بتن مسلح و غیر مسلح با نمای اکسپوز.
• انواع قطعات بتنی پیش ساخته که به روش قالب‌های لاستیکی و با سیستم ویبره تولید میشوند.
• انواع موزائیک‌های ویبره بتنی.
• در انواع قطعات پیش ساخته تولید شده تحت فشار و پرس می‌توان از این ژل میکروسیلیس رنگی بتن استفاده کرد.
• انواع کف‌های بتنی که نیاز به سطوح رنگی با سایش کنترل شده دارند.
• انواع سازه‌های آب بند، رنگی مثل استخرها که نیاز است بتنی رنگی و آب بند داشته باشند، بدون نیاز به تجدید رنگ و با اطمینان از آب بند بودن جسم بتن این ژل میکروسیلیس رنگی بتن استفاده می‌شود.

تعیین مقاومت کششی و فشاری بتن‌های رنگی ساخته شده با رنگدانه‌های سرامیکی

اخیرا گروه تحقیقاتی جهاد دانشگاهی یزد موفق به ساخت رنگدانه‌هایی با استفاده از مواد سرامیکی تولید شــده در داخل کشور شده است؛ که می‌توان از آن‌ها برای تولید ســیمان رنگی و در نتیجه بتن رنگی استفاده کرد. در حال حاضر این رنگدانه‌ها در سه رنگ سبز، زرد و قرمز قهوه‌ای موجود است.‌

افزودن رنگدانه‌های ســرامیکی روشــی ساده و مطلوب جهت رنگی کردن بتن است. رنگدانه‌هــای ســرامیکی ابتــدا باعــث افزایش مقاومت فشــاری بتن رنگی می‌شود ولی با افزایش مقدار رنگدانه از حد بهینه، مقاومت کاهش می‌یابد با توجه به مقاومت فشاری و شدت رنگ مطلوب، میــزان مجــاز افزودن بــرای بعضــی رنگدانه‌های سرامیکی در بتن رنگی ۵ درصد و برای بعضی دیگر حداکثر ۱۰ درصد است. هر چه ذرات پیگمنت ریزتر و غیر کروی تر باشد مقاومت بیشــتر میشود و همچنین شــدت رنگ بالاتری بدست می‌آید.

منبع: با ما تا بام