近日，西交利物浦大學(xué)的研究人員完成了一項針對彩色建筑混凝土的研究，結(jié)果顯示綠色水泥所含的雜質(zhì)會導(dǎo)致多孔、質(zhì)量下降，而紅色、藍(lán)色著色劑則幾乎對質(zhì)量沒有影響。
該項研究由西交利物浦大學(xué)土木工程系畢業(yè)生Mehreen Heerah、化學(xué)系Graham Dawson博士以及摩洛哥穆罕默德六世大學(xué)綜合理工學(xué)院（Mohammed VI Polytechnic University）的Isaac Galobardes博士共同完成。
Dawson博士表示，彩色混凝土由于視覺上更吸引人，常用來替代灰色混凝土，例如西班牙巴塞羅那的市法院（Ciutat de la Justícia）建筑。人們對彩色混凝土的需求與日俱增，因此該項研究具有重要意義。
“研究中所使用的紅色和藍(lán)色顏料，其特性在已有的文獻中已有論述。然而，針對綠色著色劑的研究并不多見。”Dawson博士說。
Heerah介紹道，“紅色、藍(lán)色著色劑的研究結(jié)果，與我們的預(yù)期非常接近。但我們沒想到的是，綠色著色劑對砂漿的性能影響如此之大。我們當(dāng)初的設(shè)想是，與紅色、藍(lán)色相比，綠色著色劑對混凝土強度的提升效果會更好。”
這是因為產(chǎn)品中使用的綠色著色劑是基于氧化鉻，在水化時會增加混合物的強度。
那么，為什么綠色混凝土的質(zhì)量反而更差呢？Dawson博士表示，原因在于其原料中含有有害雜質(zhì)。
“生產(chǎn)著色劑需要化學(xué)物質(zhì)。”他解釋道，“有時，簡單的化學(xué)成分及其不同組合，就可以使著色劑呈現(xiàn)不同顏色。”
使綠色混凝土質(zhì)量下降的有害雜質(zhì)是白云母，該礦物常用于生產(chǎn)其他工業(yè)用途的綠色著色劑。當(dāng)與水泥水化時，白云母會大量產(chǎn)生一種成分，導(dǎo)致水泥過度多孔，從而降低強度和使用壽命。
“然而，其他研究發(fā)現(xiàn)，使用僅含氧化鉻(III)而不含白云母的綠色著色劑時，沒有不利影響。”Heerah補充道。
本次研究所使用的水泥樣品是用三種不同的著色劑——藍(lán)色鋁酸鈷、綠色氧化鉻和紅色氧化鐵，以三種不同的比例——1%、5%和10%制成的。研究人員測試了兩種不同類型的水泥，以了解這些混合物及其副產(chǎn)品對混凝土性能的影響。
研究表明，水化產(chǎn)物的形態(tài)和動力學(xué)影響樣品的抗壓強度。其中，藍(lán)色和紅色著色劑可以與硅酸鹽水泥（國際上稱為波特蘭水泥）和復(fù)合硅酸鹽水泥一起使用，而不會削弱混凝土的強度；而綠色著色劑會導(dǎo)致樣品性能不佳。
該項研究成果于近期發(fā)表于愛思唯爾旗下期刊《建筑材料案例研究》（Case Studies in Construction Materials）。（記者：Robert Fraass 翻譯：韓香音 編輯：石露蕓 圖片來源：Maike und Bj?rn Br?skamp from Pixabay）
