Barevný beton a jeho vliv na estetiku staveb – principy RGB

Beton jako konstrukční materiál je z hlediska svých mechanických vlastností široce uznávaný, avšak kvůli svému vzhledu je částí odborné i neodborné veřejnosti stále podceňovaný až odmítaný. Během posledních let je postupně i v České republice objevován potenciál barevného betonu, který poskytuje jasnou přidanou hodnotu - trvalé zlepšení estetických vlastností běžnému konstrukčnímu materiálu. Barevné betonové stavby jsou přitažlivější, zajímavější a současně se odlišují od ostatních. Beton nemusí být jen šedý. Barevný beton se může vyrábět v téměř nekonečné škále odstínů. Barevný beton je v zahraničí na trhu už několik let.

Princip barvení betonu a RGB model

Barevný beton (coloured concrete), někdy označovaný jako probarvený beton, vzniká probarvením cementového tmelu pomocí pigmentů. Postupy jeho výroby se jen o málo liší od produkce betonu v jeho přirozené šedé barvě. Při plánování barevného odstínu betonu je třeba mít přesnou představu o požadované barvě, které chceme přidáním pigmentů dosáhnout.

Význam RGB modelu pro digitální zobrazení barev

RGB, což znamená Red, Green, Blue (červená, zelená a modrá), je model barevného prostoru. Jedná se o spektra elektromagnetických vln v rozsahu 380 až 780 nm neboli viditelného světla. Model RGB je implementován různými způsoby a v závislosti na možnostech používaného systému. Stále běžnou a široce používanou inkarnací je od roku 2006 24bitová implementace s 256 barevnými úrovněmi na kanál.

Aditivní a subtraktivní syntéza barev

Model RGB používaný digitálními displeji, používá míchání vyzařovaného světla. Jedná se o aditivní syntézu. Kombinace všech tří barev vytváří bílou barvu, zatímco absence vyzařovaného světla vytváří černou barvu. Zajímavé je, že volba červené, zelené a modré barvy souvisí s fyziologií lidského oka, které má tři receptory přijímající vlnové délky světla, jež vyvolávají dojem těchto barev. Když smícháme červené a zelené světlo, naše oko vidí žlutou barvu.

Druhým typem míchání je subtraktivní syntéza, která je typická pro tisk. Jedná se o odečítání viditelných paprsků různých délek. Na ploše pokryté barvou, která vznikla smícháním barev různých barev, vidí lidské oko odražený proud světla, což je část bílého světla, která zůstane po pohlcení všech barevných složek jednotlivými barvami ve směsi.

Čtěte také: Druhy barev a laků

Rozdíl spočívá především v odlišnosti médií, na která se díváme. Obrazovka vyzařuje vlastní světlo, zatímco list papíru světlo odráží. Kromě toho jsou rozdíly způsobeny také různou barevnou paletou, která se používá buď pro tisk, nebo pro prezentaci na obrazovce.

Barevná hloubka a její vliv na zobrazení

V počítačové grafice definuje alfa kanál průhlednost. V režimu True Color stačí k definování barvy pixelu 24 bitů, ale každá barva je přesto uložena ve 32 bitech. Formát 32 bitů se objevil koncem 90. let, kdy grafické karty již měly dostatečně velkou paměť, kterou bylo možné využít ke zrychlení grafických operací. V 32-bitových operačních systémech využívajících 32bitové sběrnice a běžících na 32-bitových procesorech umožňuje zarovnání na 32 bitů výrazně rychlejší operace, včetně grafických, a usnadňuje adresování pixelů v paměti grafické karty.

Technologie Deep Color spolu s xvYCC teoreticky zajišťuje realističtější barvy na displeji. Deep color zvyšuje dostupnou bitovou hloubku pro každou barevnou složku, zatímco xvYCC zvětšuje celkovou barevnou paletu. Podporuje 30/36/48/64bitových barev pro tři barvy RGB, čímž se počet dostupných barev mění na miliardy. Například 36bitová barva umožňuje 68 719 476 736 různých barevných variant. To vše se promítá do ostřejšího a živějšího obrazu.

Následující tabulka ukazuje závislost počtu zobrazitelných barev na barevné hloubce:

Faktory ovlivňující barevnost betonu

Pigmenty a jejich vlastnosti

Volba správného druhu pigmentu je pro kvalitu výsledného produktu velmi důležitá. Při barvení tmavohnědými a červenými pigmenty se už rozdíl projevuje a u žlutých a zelených pigmentů je výrazný. Čisté světlé barvy, např. žlutá, dopadnou lépe, je-li pro beton použit bílý cement. Pigmenty musí odolávat dlouhodobě agresivnímu působení silně alkalické cementové pasty, povětrnosti, slunečního světla a běžné úrovni záření dopadajícího na Zemi. Pro použití v betonu se nesmí rozpouštět ve vodě a reagovat s ní, ale naopak se musí v připravovaném čerstvém betonu během míchání jemně a stejnoměrně rozptýlit. Barevné pigmenty jsou dostupné ve formě prášku a pigmentových přípravků, např. granulí, kompaktního prášku nebo suspenzí. Aplikace pigmentů ve formě pigmentových přípravků je výhodnější při výrobě většího množství barevných betonů z hlediska minimální změny konzistence betonu, bezprašného prostředí a snadnějšího dávkování. Jednotlivé odstíny barev se získají mícháním pigmentů základních barev v různých poměrech.

Čtěte také: Použití barev na dřevo

Barvicí síla pigmentů je důležitá kvalitativní charakteristika, která je podstatná pro určení jejich nákladové efektivnosti. Barvicí síla je definována jako schopnost pigmentu propůjčit svou barvu mediu, které má být obarveno. Znalost optimální koncentrace pigmentu umožňuje snížit náklady, protože se nepoužívá zbytečně mnoho pigmentu. Je-li do betonové směsi přidáván pigment, zpočátku vzrůstá intenzita barvy lineárně s množstvím přidaného pigmentu. Od určitého množství přidaného pigmentu je však barva betonu už tak sytá, že přidáním další dávky již sytost barvy nenarůstá a zvyšování množství pigmentu je již neekonomické. Při použití pigmentů s vysokou barvicí schopností je obvykle dostatečná dávka do 5 % obsahu cementu. U slabších pigmentů však ani několikanásobně vyšší dávka nemusí zajistit stejnou sytost výsledné barvy betonu.

Vliv cementu a kameniva

Nejvýznamnějším nositelem zbarvení betonu je cementová pasta, nikoliv kamenivo. Má-li být výsledkem šedý až antracitový beton vyrobený s přidáním černého pigmentu, nebude rozdíl v tom, zda byl použit šedý nebo bílý cement. Při barvení tmavohnědými a červenými pigmenty se už rozdíl projevuje a u žlutých a zelených pigmentů je výrazný. Zrnka bílého cementu nepohlcují světlo, jako šedá. Naopak světlo se od nich odráží a dopadá na zrnka pigmentu nebo kameniva, a tím se barva stává jasnější. Šedá barva dokáže ztlumit jas kterékoliv výrazné zářivé barvy. Proto barevné betony a betonové prvky vyráběné z běžného Portlandského cementu nikdy nebudou mít tak jasné barvy, jako betony vyrobené s použitím bílého cementu. Je důležité si uvědomit, že šedá barva cementu se také může měnit od světlé až po tmavě šedou v závislosti na vstupních surovinách. Čistou bílou barvu lze vytvořit pouze použitím bílého cementu. Také jasných světlých odstínů, jako je třeba žlutá, lze dosáhnout jen tehdy, je-li pro výrobu použit bílý cement. Pro betony vyráběné z cementů běžně používaných v ČR platí, že betony z portlandského cementu (CEM I) jsou nejtmavší, oproti tomu betony např. z vysokopecních cementů (CEM III) bývají světlejší. Odstín cementu se může lišit navíc podle druhu, třídy, výrobce, lokality a konkrétní šarže. Další vliv mají různé příměsi, např. popílek a mikrosilika odstín šedi ztmaví. Bílou barvu betonu lze dosáhnout použitím speciálního bílého cementu. Ten se v ČR nevyrábí, nejbližší výrobci jsou na Slovensku, v Belgii a v Dánsku.

Při výrobě barevného betonu a/nebo betonových prvků jsou zrna kameniva pokryta cementovou pastou. Nebudou-li zrna výrazně zbarveného kameniva u povrchu prvku zcela zakryta, výsledný barevný povrch betonu bude narušen přirozenou barvou kameniva. U nových konstrukcí se to nemusí zdát tak významné, ale jejich postupným stárnutím může docházet k setření nebo odloupnutí povrchové vrstvičky cementové pasty a vystoupení zrn kameniva na povrch, a tím se barevný odstín změní, příp. ztratí svůj jas. Vidíme potom směsný odstín, který vznikl promícháním barvy cementové pasty a barvy odhaleného kameniva. Stejně jako cement má i přirozená barva písku větší vliv na výsledné barvy světlých betonů než tmavých. V zahraničí je dostupné kamenivo tříděné ne jen z hlediska velikosti zrn, ale často i podle barvy. Kamenický průmysl tak nabízí stavebnictví své produkty s vyšší přidanou hodnotou a architekti to dokážou ve své tvorbě dobře zužitkovat.

Vodní součinitel a teplota zrání

Nadbytečná záměsová voda se z betonu odpařuje a zanechává po sobě drobounké dutinky ve formě jemných pórů, které po vyschnutí tvoří světlý šlem. Jemné póry rozptylují dopadající světlo, a tím zesvětlují vnímanou barvu betonu. Šlem se dá odstranit zbroušením (opískováním) tenké povrchové vrstvičky. Čím vyšší je vodní součinitel čerstvého betonu, tím světlejší bude výsledný beton. Změna sytosti barevného odstínu se v souvislosti se změnou vodního součinitele projeví stejně na barevném i přirozeně šedém betonu. S automatizací výroby betonu jsou změny sytosti jeho barevného odstínu způsobené kolísáním vodního součinitele při výrobě spíše výjimečné.

V tvrdnoucí cementové matrici, která vzniká reakcí vody a pojiva, rostou krystaly produktů hydratace různé velikosti v závislosti na teplotě, v které beton zraje. Při vyšší teplotě se tvoří jemnější jehličky krystalů, které budou později dopadající světlo více rozptylovat a povrch betonu se tak bude zdát světlejší než povrch betonu, který zrál za nižších teplot, kdy se vytvořily větší krystaly hydratačních produktů. Popsaný jev je výrazný zejména při srovnání barevného odstínu propařovaného betonu a betonu tvrdnoucího za běžných teplotních podmínek. Naopak beton, který zraje v zimním období při teplotách blízkých nule, bude mít na pohled tmavší povrch než stejný beton vyrobený uprostřed letních veder.

Čtěte také: Jaké lepidlo na dřevěnou loď?

Výroba a zpracování barevného betonu

Při výrobě je kladen důraz na kvalitu jednotlivých složek betonu, především pigmentů, které ovlivňují barevnost, stálost odstínů a vysokou pohledovou kvalitu finálního povrchu. Výrobci pigmentů doporučují míchat nejprve 15 s pigment pouze s kamenivem a až poté přidat cement. Další postup přidávání jednotlivých složek směsi je stejný jako u nebarveného betonu.

Pro realizaci barevných pohledových betonů COLORCRETE je oceňován především nízký počet pórů a jejich malá velikost, díky nimž je výsledná plocha hladká a na pohled krásná. Technologie výroby a zpracování se neustále posouvá kupředu a vznikají nové varianty dekorování povrchu. Mezi ty nejběžnější patří broušení, leštění, hlazení, škrábání nebo vymývání. Pro tyto úpravy jsou charakteristické různé vzhledové vlastnosti, jako je hladkost či naopak hrubost, drsnost či lesk apod.

Klíčem k naplnění architektonické vize je vždy úzká spolupráce všech zúčastněných stran na realizaci projektu - tedy zadavatele, architekta, výrobce betonu a realizační firmy. Aby byl výsledný povrch pohledové konstrukce perfektní, je třeba předem specifikovat požadavky kladené na beton.

Změny barvy povrchu v průběhu času

Změny barvy povrchu se v průběhu času se projevují na konstrukcích z barveného ale i přírodního šedého betonu. Příčin může být několik a jejich dopady lze rozdělit na dočasné (např. výkvěty) a trvalé.

Výkvěty

Výkvěty (efflorescence) jsou kletbou, která visí nad všemi výrobci betonových prvků a zejména těch barevných, kde je na vzhled povrchu kladen zvlášť velký důraz. Je zřejmé, že bílé vápenaté usazeniny jsou na barevných površích daleko nápadnější než na přírodním šedém nebo dokonce bílém betonovém podkladu. Výkvěty jsou výsledkem souhrnu dějů úzce spjatých s vlastnostmi betonu, zejména s transportem solí rozpuštěných v záměsové vodě jeho pórovou strukturou (primární efflorescence). Tvorbu výkvětů lze omezit snížením vodního součinitele, avšak nelze zaručit její úplné potlačení, neboť v pórech konstrukce se mohou srážet i kapičky rosy nebo vlhkosti, která dovnitř pronikla za deště (sekundární efflorescence). Také pórovitost betonu hraje důležitou roli. Čím hutnější je beton, tím nižší má sklon k tvorbě výkvětů.

Uhličitan vápenatý usazený na povrchu betonu zvolna reaguje s oxidem uhličitým rozpuštěným v dešťové vodě a vytváří ve vodě rozpustný kyselý uhličitan vápenatý.

Stárnutí a vliv kameniva

Na povrchu betonu bývá vrstvička obsahující jemná zrna kameniva a cementu. Její tloušťka závisí na složení směsi, způsobu hutnění uloženého čerstvého betonu atd. Povrchová vrstva tvrdé cementové malty je postupně mechanicky i povětrností až se po letech na povrchu postupně objevují větší zrna kameniva a ovlivňují vnímání celkového barevného odstínu konstrukce. Různé technologie konečných úprav betonových povrchů, např. vymývání, pískování, patinování, broušení, leštění ad., ovlivňují výslednou sytost barevného odstínu různě.

Ochranné nátěry a povrchové úpravy

Protiskluzové barvy na beton mají dnes velmi široké spektrum. Jejich aplikace může betonové, minerální podlaze prospět, může ji však i velmi významně poškodit. Při nepříznivých okolnostech, nedostatečné přilnavosti barevného povlaku či krátké trvanlivosti naneseného nátěru nezanedbatelnou škodou. Při rozhodování je vždy třeba zvážit konkrétní situaci, stav konstrukce, namáhání jejího povrchu (včetně klimatických vlivů) a cíl, kterého má aplikace dosáhnout.

Typy nátěrů

• Základní akrylátové 1 či 2 složkové barvy obsahující silikonovou emulzi: Obvykle se jedná o univerzální nátěrové hmoty (beton - kámen - teraco- keramika) s pojivem tvořeným akrylátovou disperzí s přídavkem rozpouštědla či bezrozpouštědlové silikonové emulze, které jsou vodoodpudivé a zároveň paropropustné v transparentním provedení = bezbarvá laková úprava s nízkou odolností.
• 2 složkové tvrdé barvy obsahující pryskyřici a tvrdilo = EPOXIDY: Typicky se jedná o univerzální dvousložkové hmoty (beton - kámen - teraco- keramika) tvořené bází a tvrdidlem s difúzní neparopropustností. Vynikají vysokou pevností a tvrdostí (zvýšení fyzikální odolnosti) a odolností proti mnoha chemikáliím agresivním pro beton. Kvůli nízké odolnosti UV záření nebývají vhodné do exteriéru.
• 2 složkové pružné barvy = POLYURETANY: Tato materiálová skupina je příbuzná epoxidům tvořená opět bází a tvrdidlem s difúzní neparopropustností s univerzálním použitím (beton - kámen - teraco- keramika), avšak po vytvrzení jsou pružnější. Jsou dobře odolné na povětrnosti A UV záření (nekřídují vs. epoxidy). Uplatnění nalézají například u nátěrových systémů schopných přemosťovat pohyblivé trhliny či venkovních nátěrech.
• Směs látek = DISPERZNÍ BÁZE (moderní a vodou ředitelné + z části difúzní): Jedná se o směs látek s univerzálním použitím (beton - kámen - teraco- keramika), kdy jedna (či více) látka je rovnoměrně rozptýlena ve druhé. Může se jednat o akrylátové, polyuretanové, epoxidové či jiné materiálové báze.
• Pigmentovaný 2-komponentní protiskluzný barevný nátěr na bázi křemičitanu lithného (OBTEGO®): Jedná se o úpravu betonu jenž se chemicky kotví a spojuje s minerálními složkami v hloubce / pórech betonu či Cemflow / terazzu. Nehrozí zde riziko budoucího odlupování - nepřilnavosti / lokálně lze vždy opravit či doplnit materiál s plnou propustností.

Příprava podkladu a aplikace

Instalace podlahových nátěrů vyžaduje vstupní inspekci betonových či litých podlah. Zkoumá a hodnotí se tvrdost povrchového materiálu betonových podlahy dle Mohsovi stupnice tvrdosti. Před aplikací je vždy provedena zkouška pevnosti a tvrdosti podkladu. Následně je případně provedeno měření vlhkosti podkladu. U betonových potěrů nesmí podle ČSN jejich zbytková vlhkost přesáhnout 4 %, u anhydritových potěrů dokonce 0,5 %. Je také prováděna zkouška savosti podkladu. V případě potřeby odstranění zbytků volných částic, nátěrů, lepidel a dalších balastních materiálů je provedeno odstranění mechanickou cestou, a to obroušením, tryskáním nebo odfrézováním až na vrstvu pevného soudržného podkladu.

tags: #barvy #rgb #betonu #informace

Oblíbené příspěvky:

• Více o povrchové úpravě dřevovláknitých izolací
• Tipy pro výběr dětského domečku
• Jednobarevné dekory Egger
• Průvodce pultovými střechami a fotovoltaickými panely
• Jak správně natřít OSB desky na střeše?