Искусство обработки поверхности бетона методом травления кислотой
Некоторые указания по обработке поверхностей для удовлетворения потребностей клиентов.
Представьте себе цветной бетон, который придает своеобразие всем поверхностям, на которых он применяется. Ни один из полов и ни одна из стен не похожи друг на друга после обработки этим материалом. В этом и заключается магия процесса химической обработки травлением: ее возможности безграничны и зависят лишь от творческих способностей подрядчика. Именно поэтому проектировщики обязательно участвуют в этом процессе, и именно поэтому у заказчиков должно сформироваться реальное ожидание результата. Им следует ориентироваться на разнообразие, а не однотонность.
'Мы пытаемся сделать так, чтобы бетон выглядел своеобразно, не так, как какой-либо другой материал', - говорит Майк Миллер, президент 'The Concretist', известный консультант по производству декоративного бетона. В своей работе он часто комбинирует цвета, полученные в результате травления кислотой, краски и оттенки поверхности. Помимо этого ему еще более удается расширять возможности цветовой гаммы, применяя метод травления на цветном бетоне или на бетонах, выполненных на цветных цементах.
Самым большим достоинством конечного продукта является то, что он выглядит разнообразно и естественно. Но иногда такое разнообразие также может привести к конфликтам между владельцами и подрядчиками. Поскольку на конечный цвет бетона влияют много факторов, подрядчики должны сделать выкраску-образец бетона, обработанного методом травления кислотой, в незаметном месте на поверхности бетона.
Как работает метод травления?
Химический метод травления можно применять на поверхности обычного (старого или нового), либо цветного бетона. Несмотря на то, что этот метод называется методом травления кислотами, совсем не кислота является тем ингредиентом, который окрашивает бетон. Соли металлов в кислотном растворе на основе воды взаимодействуют с гидратной известью (двуокисью кальция) в затвердевшем бетоне и создают нерастворимые цветные сложные соединения, которые становятся постоянной составляющей бетона. Существует несколько компаний, которые изготавливают образцы бетона, окрашенного травлением. Эти образцы представляют собой вариации трех основных групп цветов: черного, коричневого и сине-зеленого.
При таком методе кислота обнажает верхнюю поверхность бетона, что позволяет солям металлов достичь отложений свободной извести. Затем вода из раствора становится топливом для реакции, которая длится обычно в течение месяца после нанесения протравы.
Факторами, которые оказывают влияние на конечный результат, являются:
Свойства цемента и его количество; Применяемые добавки; Тип применяемого заполнителя; Методы отделки бетона; Возраст бетона и содержание влаги в тот момент, когда был применен метод травления; Погодные условия в момент применения метода травления;
Выцветание.
В целом, цементы, которые дают большее количество двуокиси кальция во время гидратации, дают лучший результат окраски при травлении. При этом более высокое содержание цемента приводит к большей интенсивности цветов.
Добавки, приводящие к увеличению воздуха, или уменьшению содержания воды не представляют проблемы. Тем не менее, катализаторы, содержащие хлористый кальций, могут привести к созданию очень пестрых, затемненных участков, и по этой причине их не стоит рекомендовать. В свою очередь, катализаторы, которые не содержат хлоридов, не вызывают этого эффекта создания пестроты.
Заполнители на основе кальция, такие как известняк, легко воспринимают протравливание (если находятся у поверхности), и поэтому усиливают цвет бетона над ними. Однако заполнители, содержащие кремний, такие как гравий, не взаимодействуют с протравой (краской). Открытая обработка, которая достигается затиркой с последующей минимальной отделкой мастерком, лучше воспринимает протраву и дает более насыщенные цвета, чем жесткая затирка мастерком. Однако при открытой обработке цвет теряется быстрее, поскольку поверхность бетона постепенно стирается. Поэтому Гарри Джоунз, президент компании 'Concrete Systems' в Бурнаби (Британская Колумбия, Канада), предпочитает протравливать поверхности, заранее обработанные мастерком, поскольку цвет краски держится дольше. 'К тому же, цвета на поверхностях, обработанных мастерком, выглядят более насыщенными, чем цвета на поверхностях, обработанных затиркой, - говорит Джоунз, - но для этого вам придется отполировать поверхность пескоструйным аппаратом или наждачной бумагой. Либо использовать более высокую концентрацию кислоты, для того чтобы обеспечить достаточное проникновение краски'.
Если плиты были уложены во влажную погоду и бетон протравливается вскоре после укладки, то это приведет к более насыщенному цвету протравы. Однако влажные плиты скорее выцветают, что может привести к появлению эффекта пестроты в тех местах, где протрава не сработала. Причина этого в том, что обесцвечивающие соли препятствуют проникновению.
В солнечные дни бетон может стать горячим и сухим, и протрава не будет проникать в бетон глубоко.
Остаточная вода на поверхности бетона приводит к тому, что реакция продолжается длительное время и протрава сине-зеленого цвета постепенно может окрасить бетон в коричневый или даже черный цвет. Смена красок происходит неравномерно, и это сначала придает приятное разнообразие внешнему виду бетона, но в конечном итоге может произойти полная смена сине-зеленого цвета на коричневый или черный.
Из-за возможного изменения окраски поверхности некоторые производители не советуют применять вышеназванные цвета для наружного бетона. Внутренние плиты рекомендуется укладывать на хорошо высушенное основание или земляное полотно для уменьшения содержания влаги перед применением протравы. Гарри Джоунз считает, что изменение сине-зеленых красок протравливания на коричневые тона вызвано окислением медного компонента в результате прохождения водяных паров через плиту. Другие специалисты полагают, что коричневый цвет получается из-за домового гриба, но его действие можно нейтрализовать применением защитных (изолирующих) слоев, содержащих фунгисиды.
Необходимое оборудование.
Отделка бетона методом протравливания не требует значительного количества оборудования. Для подготовки поверхности вам может понадобиться шлифовальная или полировочная машина, оснащенная шлифующими приспособлениями (накладками). Также необходимы мощные моечные машины. Любое оборудование, контактирующее с протравливающей жидкостью (к примеру, распылители), должно быть устойчивым к воздействию хлорной кислоты. Щетки, которые применяются для нанесения или размазывания краски, должны иметь неокрашенную щетину, устойчивую к воздействию кислот.
На рабочих должна быть защитная одежда, и обязательно одеты перчатки, устойчивые к воздействию кислот. Кроме того, в наличии должны иметься очки, ботинки и маска для фильтрации паров кислот. Для уборки настоятельно рекомендуются высококачественные моющие пылесосы.
Время для протравливания.
Работа отделочников другого профиля может оказать воздействие на результаты протравливания. Например, пыль от сухой штукатурки на поверхности, предназначенной для протравливания, будет вступать в реакцию с протравой, и в этих местах окраска поверхности будет иной. Также пятна (жира, масла, краски, уплотнителя или материалов на основе извести) до протравливания или после него, могут привести к возникновению нежелательных изменений цветов. Ваши хорошие взаимоотношения с владельцем объекта или менеджером проекта помогут предотвратить такие неприятности. Руководители проекта должны следить за тем, чтобы полы не были повреждены до и после протравливания. Рекомендуется не допускать отделочников другого профиля в те места, где ведутся работы по подготовке поверхности к протравливанию.
Если химическим протравливанием будет заниматься не подрядчик по бетонным работам, а кто-то другой, то оба эти лица должны согласовать следующее:
График заливки.
Для получения насыщенного цвета некоторые подрядчики начинают протравливание растворами всего лишь через день или два после укладки бетона. Чтобы результаты были одинаковыми, нужно протравливать каждый участок на момент одного и того же возраста бетона.
Метод стыковки.
Для плит, которые требуют швов, подрезанных пилой, или подгонки линий рисунка, пыль и шлам от распиливания следует удалить до того, как произойдет их сцепление с плитой. В противном случае, цвет красок протравы на швах будет отличаться от цвета остальной поверхности.
Процесс отделки.
Гарри Джоунз предпочитает работать на твердой поверхности, обработанной мастерком. Однако некоторые подрядчики выбирают те виды отделки, которые с большей легкостью воспринимают протраву. Помните: один и тот же тип отделки на всем объекте способствует наиболее одинаковому проникновению краски.
Метод вызревания.
НЕ ПРИМЕНЯЙТЕ пластиковых покрытий, жидких мембран или влажных методов вызревания, поскольку они могут вызывать обесцвечивание из-за влаги. Лучше всего выполнить отделку методом протравливания и наложить первый изолирующий слой, а затем защитить поверхность пола покрытием - до того, как отделочники другого профиля приступят к работам на полу. К сожалению, любой защитный материал в некоторой степени окажет влияние на конечный внешний вид пола. Обычно остается след в виде отпечатка очертаний или некоторого потемнения поверхности пола. НЕ ПРИМЕНЯЙТЕ никаких покрытий, которые не пропускают пары воды. Вероятно, лучшим покрытием, которое не вызывает выцветания после работы других отделочников, является воздухопроницаемая ткань (непромокаемый брезент, просмоленная парусина).
Подготовка поверхности.
Существует высказывание: 'Каждая успешно завершенная операция приводит к успешному завершению следующей операции'. Несомненно, это относится и к работам по протравливанию, при которых важным шагом является правильная подготовка поверхности. Сначала следует налить немного воды на поверхность бетона в нескольких местах, чтобы увидеть, впитывает ли бетон воду. Если не впитывает, это значит, что проникновение протравы будет блокировано - возможно, добавками для вызревания или наложенным изолирующим слоем.
Снимите любой жир или масло, капли краски или другие вещества, загрязняющие поверхность. Основными способами их удаления являются работы скребком, применение растворителей или веществ для удаления краски, полировка или шлифовка. Для того, чтобы загрязнители легко удалялись, применяйте вещества, которые смешиваются с водой. Если вы предпочитаете шлифовать поверхность, избегайте делать отметки, так как они будут просвечивать через слой цветной отделки. Применяйте головку, дающую мелкую пыль (алмазную или черную абразивную), либо алмазную накладку-подкладку. Положите корпус прибора плоскостью на бетон, и с легким нажимом перемещайте его кругами небольшого диаметра до тех пор, пока пятно не исчезнет.
Если на плиту надо поставить заплату, применяйте безусадочные акриловые материалы, которые будут принимать протраву. Эти заплаты все равно будут видны в конечном изделии, и владелец должен понимать это.
Для того чтобы обнажить поверхность для проникновения протравы, многие подрядчики предпочитают шлифовать полы, применяя шлифовальные машины с наждачной бумагой. Это действие может оказать положительное влияние на конечный внешний вид поверхности тем, что подчеркивает высокие или низкие места на поверхности. (С высоких мест снимается больше материала, что придает им более насыщенный цвет.)
Заключительный этап подготовки поверхности заключается в ее тщательной промывке водой и моющим средством. Не применяйте кислоту для очистки поверхности, поскольку это уменьшит эффект от протравливания. Лучше всего скоблить полировочной машиной, используя накладки в виде полос (предпочтительно черных) и собрать отходы высококачественным пылесосом для влажной уборки. Поверхность должна быть чистой и свободной от любых полос, следов и всех остатков. Помните: все, что остается на поверхности, окажет воздействие на проникновение краски (протравы).
Рисунок: Тщательная промывка с применением раствора моющего средства удаляет все загрязняющие вещества, которые могут помешать проникновению протравы. Если полы жестко обработаны мастерком, может потребоваться шлифовка для того, чтобы обнажить поверхность до применения протравы.
Распиливание и нанесение рисунка.
Декоративная нарезка и узоры, выполненные с помощью трафаретов, могут улучшить впечатление от внешнего вида поверхности, обработанной травлением. Однако время выполнения таких операций зависит от требуемого результата. Если вы стремитесь к наиболее равномерной окраске поверхности при отделке травлением, наносите линии и рисунок ПОСЛЕ окончательного завершения протравливания. Протравы проникают в поверхность по-разному вокруг углублений (впадин). Если на линии рисунка произойдет изменение цвета, сначала прорежьте линию для того, чтобы образовался барьер, препятствующий движению протравы. Если распиленные швы необходимо залить раствором, следует до этого завершить протравливание и нанесение защитного слоя, чтобы предотвратить скопление раствора на незащищенной протраве.
Обычно линии рисунка прочерчиваются карандашом, мелом или с помощью прозрачных клейких спреев. Наносите отметки только в том месте, где вы будете пилить. Не применяйте цветных мелков, которые трудно стереть. Для нарезки линий по бетону существует много инструментов. Большинство подрядчиков применяют шлифовальные инструменты или ручные пилы с полотном, которое скользит по направляющей. Хорошим способом является применение алмазного полотна для сухой обработки поверхности, что позволяет уменьшить до минимума повреждение краев распила. Приспособления для улавливания пыли, которыми оснащены пилы и шлифовальные инструменты, поглощают почти всю пыль. Хорошей направляющей для пилы служит штампованный алюминиевый уголок в виде буквы 'L' размером в полтора дюйма (имеется в большинстве магазинов скобяных товаров).
Если вы нарезаете рисунок до протравливания, это необходимо сделать до подготовительной очистки поверхности. Пыль от распиливания содержит свободную известь, которая может прилипнуть у поверхности, что вызовет искажение цвета. Если вам нужно разрезать после протравливания, делайте это с нанесенным первым защитным (изолирующим) слоем.
Потрясающего эффекта можно достичь в том случае, когда на поверхность после протравливания накладывается трафарет и затем эта поверхность обрабатывается пескоструйной машиной. В результате в местах, не закрытых трафаретами обнажается поверхность простого или цветного бетона. Такие трафареты обычно изготавливаются из пластика, имеют клейкую обратную сторону и приклеиваются к поверхности пола. Перед пескоструйными работами рекомендуется нанести один защитный слой для того, чтобы улучшить сцепление самого трафарета с поверхностью.
Нанесение краски при протравливании.
Мнения изготовителей протрав не совпадают по вопросу, когда следует наносить краску. Некоторые считают, что новая плита должна вызревать в течение 28 дней до начала работ. Другие предлагают 14 дней. Иногда подрядчики предпочитают выполнять свою работу как можно быстрее после укладки бетона.
Когда вы принимаете решение о том, как нанести протраву, помните о следующем:
Цвета более интенсивны, если краска наносится вскоре после укладки бетона. При нанесении водорастворимых красок сразу же после укладки бетона можно достичь тех же результатов, как и в том случае, когда протрава применяется позднее, при полной прочности бетона. Вода является катализатором реакции протравливания. Для достижения однородной интенсивности цвета убедитесь в том, что содержание влаги в бетоне примерно одинаково на каждом уложенном участке. Если на одном участке уложенного бетона протрава применяется через два дня после укладки, то и другие участки следует протравливать в тот момент, когда их возраст составит 2 дня. Протравливание, изолирование и защита покрытием законченных работ до того, как рабочие других специальностей вернутся к работам на этом месте, позволяет сэкономить на уборке, улучшает внешний вид и облегчает устранение повреждений на последующих этапах строительства.
Применяется много способов нанесения протравы, и каждый из них дает различный конечный внешний вид. Тем не менее, существуют некоторые общие указания.
Распылители часто используются для нанесения протравы, однако они должны быть устойчивыми к воздействию кислоты и не содержать металлических частей. Кислота быстро разрушит металлические части, что может повлиять на цвет. Майк Миллер советует использовать наконечник распылителя круглой формы, распылять которым следует сначала слева направо, а затем справа налево. При этом рабочий растирает краску по поверхности круговыми движениями сразу за распылителем, используя щетку со щетиной средней мягкости. Важно втирать протраву, а не просто разбрасывать ее по поверхности. Дополнительный проход распылителя сразу же за растиранием устраняет следы от щетки. Этот метод обеспечивает хорошее проникновение и сводит к минимуму количество следов от распылителя или щетки.
Для создания различных концентраций протравы можно использовать дополнительное количество воды. Увлажнение бетона перед нанесением протравы является одним из способов. Другой способ - полив водой с помощью распылителя сразу же после нанесения краски.
Протрава, нанесенная малярной кистью, обладает хорошей проникающей способностью. Однако следует позаботиться о том, чтобы свести к минимуму следы от кисти, которые нельзя рассматривать как творческий элемент или необходимый эффект.
Какой бы метод протравливания ни применялся, тщательно замаскируйте соседние участки для того, чтобы избежать случайного загрязнения. Пятна от протравы трудно, а иногда даже невозможно удалить.
В настоящее время растет интерес к использованию протравливания для достижения более тонких или сложных эффектов. Часто подрядчики разбавляют протраву водой для того, чтобы добиться менее интенсивного цвета. Например, некоторые применяют протраву через день после укладки бетона, начав с 3%-ного раствора (3 части готовой протравы на 97 частей воды) и затем добавляют еще протравы, чтобы увеличить концентрацию до 10%. Таким образом, подрядчик может постепенно создавать цвет, отвечающий требованиям заказчика. Для создания цветных покрытий второй и третий цвета можно добавить таким же образом.
Иногда покрытие, выполненное методом протравливания, является лучшим решением для бетонных поверхностей, поврежденных во время строительства. В продаже можно найти материалы для цветных покрытий, имеющие однородную окраску, текстуру, или уже обработанные протравой для создания нового ассортимента и расширения декоративных возможностей. Такие покрытия имеют высокую прочность на изгиб и сопротивление износу. Но, как и во всем, что связано с протравливанием, имеет смысл создавать выкраску-образец, чтобы гарантировать совместимость цемента покрытия с протравой и согласовать результат с владельцем.
Применение красителей и оттенков.
Как утверждает Майк Миллер, применение химических протрав также связано с применением красителей и оттенков, так как все они работают совместно. Красители и оттенки создают такие сочетания цветов, которые невозможно получить обычной химической протравой. Они также могут применяться для повторной обработки тех участков, где был неудовлетворительный результат химического протравливания. Кроме того, красители и оттенки могут осветлить цвета протравливания.
Красители не вступают в химическую реакцию с бетоном, и они прозрачны. Они могут быть органическими или неорганическими, растворяться в воде или растворителе. По словам Гарри Джоунза, красители представляют собой азотно-хромовые красящие вещества, достаточно мелкозернистые для того, чтобы проникнуть в поверхность бетона. Они могут создавать яркие цвета, которые невозможно получить при протравливании, как, например, красные и желтые тона. Некоторые красители стойки к воздействию ультрафиолетовых лучей, что делает цвет стойким. Красители, не обладающие таким свойством, можно покрыть защитным слоем, устойчивым к воздействию ультрафиолета.
Универсальные оттенки, которые часто имеются в продаже в соответствующих магазинах, являются матовыми, цвета на их основе могут замаскировать недостатки, оставленные протравой. Также, оттенки могут сделать цвет поверхности, обработанной протравой, более светлым.
Расчистка.
После того, как химическая реакция в основном завершится, на поверхности останется слой остатка краски с незначительно кислым pH. Этот слой следует тщательно счистить соскабливающей машиной и водой, смешанной с моющим средством. Этим достигается хорошее сцепление нанесенного изолирующего слоя с поверхностью. Изолирующий слой на основе воды, в частности, имеет незначительный допуск на остаток кислоты. Для проверки поверхности на pH хорошим способом является применение специальной бумаги или карандашей для тестирования на pH.
Добавьте к растворенному в воде моющему средству одну столовую ложку чайной соды на галлон воды для того, чтобы нейтрализовать остаток кислоты. Скоблите полировочной машиной, применяя мягкие полирующие накладки (зеленые или белые) или щетку, а затем соберите остаток пылесосом для влажной уборки. Промывайте до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Перед нанесением изолирующего слоя высушите полы в течение 1-2 дней.
Нанесение изолирующего слоя.
Поверхностный изолирующий слой при наружном применении должен быть акриловым, чтобы создать возможность удаления влаги из плиты. Акрил на основе растворителей при наружном применении обычно имеет лучшие эксплуатационные качества. Проникающие изолирующие слои на основе силикона рекомендуется применять в тех случаях, когда нежелателен блестящий или влажный вид поверхности. При применении бетона в интерьерах рекомендуется нанести один слой акрила на основе растворителя, а затем слой акрила на основе воды. Для пола следует дополнительно применять изолирующие слои на основе воды или воск.
Для плит интерьеров применяются три основных типа изолирующего слоя: акриловые, уретановые и эпоксидные. Акриловые защитные слои устойчивы к воздействию ультрафиолета, недороги и их легко наносить. В случае необходимости их можно использовать и для повторного нанесения. Но из всех вышеназванных видов акриловый защитный слой делает наиболее мягкую поверхность и требует усиленного внимания при эксплуатации. Акриловые изолирующие слои на основе растворителя мягче, чем слои на основе воды. К тому же, они придают поверхности влажный внешний вид, что значительно улучшает впечатление от цветной отделки.
