Способ внедрения фотолюминесцентных пигментов в изделия из декоративного бетона
METHOD OF INTRODUCING PHOTOLUMINESCENT PIGMENTS IN PRODUCTS MADE OF DECORATIVE CONCRETE

Изобретение относится к производству строительных и отделочных материалов и может быть использовано для получения декоративного светящегося орнамента на поверхности строительных и отделочных изделий, изготовленных на основе бетона, в частности, тротуарной плитки, бордюров, ступеней, подоконников, а также элементов декоративной внутренней и внешней облицовки стен зданий и помещений.
3
Известно техническое решение [RU 2093356, C1, В28В 19/00, 20.10.1997], относящееся к изделиям на основе цемента и включающее подготовку поверхности изделия, нанесения на нее композиции, содержащей жидкое стекло плотностью 1,21 г/см и неорганический наполнитель, выбранный из группы веществ оксид цинка технический для люминофоров, оксид бора, оксид магия, оксид железа, концентрат вермикулитовой руды, серпентинит, тальк при следующем соотношении компонентов, мас. %: жидкое стекло 40-60 и неорганический наполнитель 40-60, и нанесения слоя слюды фракции 1-2 мм с последующей сушкой покрытия.
Недостатком способа является относительно низкое качество покрытия, характеризующееся относительно низкой износоустойчивостью.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ получения декоративного покрытия, содержащего люминофоры, [RU 2416529, C1, В44С 5/08, 20.04.2011], заключающегося в том, что, на изделие наносят покрытие в условиях ультрафиолетового освещения с использованием бесцветной художественной люминесцентной краски, включающей в свой состав люминофор и связующее, при этом в качестве люминофора используют органический люминофор с аномально большим сдвигом Стокса величиной более 100 нм, бесцветный при дневном освещении и люминесцирующий в видимой области спектра при облучении его источником ультрафиолетового излучения, а в качестве органического связующего используют прозрачное органическое вещество, не поглощающее длинноволновое ультрафиолетовое излучение в диапазоне 365-420 нм.
Особенностью этого способа является то, что, в качестве органического связующего для люминесцентной художественной краски используют прозрачный бесцветный лак, или клей, или гель, или воск, или масло, не поглощающие ультрафиолетовое излучение в диапазоне 365-366 нм, причем, прозрачный бесцветный лак выбирают из группы, включающей акриловый лак, масляный лак, полиуретановый лак, уретан-алкидный лак, алкидный лак, нитролак, лак на водной основе.
Недостатком известного способа является относительно низкое качество покрытия, характеризующееся относительно низкой износоустойчивостью, поскольку лаки и краски относительно быстро стираются с изделий, находящихся на открытом воздухе или в агрессивной среде, а также при постоянном трении.
Задачей настоящего изобретения является создание способа производства изделий из декоративного бетона, при котором осуществляется внедрение фотолюминесцентных пигментов в верхние слои изделия для получения орнаментов из фотолюминесцентных пигментов с обеспечением высокой эксплуатационной износоустойчивости и одновременным обеспечением экономного расхода фотолюминесцентных пигментов.
Требуемый технический результат заключается в повышении эксплуатационной износоустойчивости орнаментов из фотолюминесцентных пигментов у изделий из декоративного бетона, например, бетона, произведенного по ТУ 5746-132-46854090-02.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, предварительно готовят порошок пигмента и бетонную смесь в объеме изделия, после чего, согласно изобретению, порошок пигмента засыпают в форму из расчета 30-50 г. на 1 кв.м. поверхности формы, в которую затем выкладывают бетонную смесь и производят вибрацию формы с последующей упаковкой сформированного изделия в водонепроницаемый материал с выдержкой не менее 24 часа до полного затвердевания изделия, причем, в качестве пигмента используют фотолюминесцентный пигмент.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, порошок пигмента засыпают в форму или равномерно, или неравномерно с имитацией естественных известняковых прожилок в камне или по заданной трафаретом форме.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, после формирования изделия его поверхность покрывают пропиткой на основе акрила.
Реализуется предложенный способ внедрения фотолюминесцентных пигментов в изделия из декоративного бетона следующим образом.
Фотолюминесцентные пигменты (люминофоры) - порошкообразные вещества из алюминатов щелочных и редкоземельных металлов, обладающие способностью накапливать световую энергию на свету и отдавать ее в виде послесвечения в темноте, безвредные для человека и животных.
Существует проблема надежного и экономичного соединения двух веществ - люминофора и бетона. Она заключается в том, что при добавлении люминофора в жидкую бетонную смесь люминофор полностью смешивается в ней и теряется. В результате изделие фактически не будет обладать послесвечением. Добавка избыточного количества люминофора, во-первых, приводит к нарушению технологии получения бетона и влияет на качество бетонных изделий, а, во-вторых, делает изделие неоправданно дорогим из-за высокой стоимости люминофора.
Поэтому обычно на бетонные изделия наносят лак или краску с замешанным в них люминофором. Но такой способ, как указывалось выше, характеризуется определенными недостатками. Во-первых, лаки и краски стираются с изделий, находящихся на открытом воздухе или в агрессивной среде, а также при постоянном трении. Во-вторых, это все так же удорожает стоимость изделия из-за относительно большого количества люминофора, замешанного в лаке, и использования дорогостоящего лака или краски.
Для изготовления изделий из декоративного бетона с внедренным в его верхние слои люминофором берут бетонную смесь, изготовленную, по ТУ 5746-132-46854090-02. Такая бетонная смесь в незастывшем состоянии является не жидкой, как обычная бетонная смесь, а густой, тягучей и пластичной. Это позволяет порошку люминофора не потеряться и размыться в смеси.
Порошок люминофора не замешивают в бетонную смесь, а высыпают в форму для декоративного бетонного изделия из расчета 30-50 г. на каждые 1 кв.м поверхности формы. Форму устанавливают в горизонтальное положение, поэтому порошок люминофора не рассыпается. Использование меньшего количества порошка может не вызвать заметного свечения изделия, а большего - приводит к неоправданному расходу порошка и значительному удорожанию изделия.
При засыпании порошка водоустойчивого люминофора в форму можно его распределять равномерно или неравномерно, имитируя естественные известняковые прожилки в камне или придавая ему заданную форму с использованием трафарета.
После этого в форму поверх насыпанного порошка водоустойчивого люминофора выкладывается бетонная смесь, и изделие в форме подвергают вибрации на вибростоле. При этом само изделие в форме упаковывают в воздухонепроницаемый материал, например, полиэтиленовую пленку, и выдерживают не менее 24 часов, как того требует технология формования декоративного бетона.
Через 24 часа или позже изделие извлекают из формы. Нанесенный в форму порошок водоустойчивого люминофора оказывается внедренным в поверхность изделия. Он не высыпается, так как прочно сидит в бетоне, но, при этом, остается отчетливо виден на поверхности в той форме, в которой его изначально нанесли, сохраняя все свои фотолюминесцентные свойства.
Предложенный способ решает проблему внедрения фотолюминесцентных пигментов в изделия из бетона, опираясь как на свойства бетона, так и на свойства люминофоров.
В процессе проведенных испытаний выяснено, что порошок люминофора при последующем воздействии воды на поверхность готового изделия кристаллизуется, становится более твердым и невосприимчивым к истиранию и высыпанию из участков внедрения. В результате, изделия из декоративного бетона с внедренным по предложенной технологии люминофором могут использоваться на открытом воздухе и оставаться устойчивыми к атмосферным осадкам и другим агрессивным воздействиям.
Однако, полная кристаллизация люминофора под естественным воздействием природных осадков (дождя или снега) наступает лишь через 2-3 месяца нахождения изделия под этим воздействием. В течение этих 2-3 месяцев люминофор, сохраняя сыпучесть, может частично вымыться или высыпаться из изделия. Во избежание этого готовое изделие после расформовки однократно покрывают пропиткой на основе акрила. Это позволяет люминофору полностью сохраниться в изделии по крайней мере в течение последующих 4-6 месяцев. После этого пропитка истирается, но за это время происходит естественная кристаллизация люминофора под воздействием атмосферных осадков. Использование пропиток на основе акрила для первичной кристаллизации люминофора является частью описываемой технологии.
Таким образом, в предложенном способе достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной износоустойчивости покрытий с фотолюминесцентными пигментами у изделий из декоративного бетона, поскольку фотолюминесцентные пигменты внедрены в верхний слой изделия, а не нанесены неустойчивым к внешнему воздействию краской или лаком.