当西安交通利物浦大学的研究人员完成了他们对彩色建筑混凝土的研究时，他们发现了一个令人惊讶的结果——绿色着色水泥中含有杂质，产生了多孔、劣质的混凝土。同时，红色和蓝色颜料几乎没有影响。
该研究由XJTLU土木工程系毕业生Mehreen Heerah、XJTLU化学系Graham Dawson博士和穆罕默德六世理工大学的Isaac Galobardes进行。
Dawson博士解释说，彩色建筑混凝土被用作灰色混凝土的视觉吸引力替代品，例如巴塞罗那的Ciutat de la Justícia。随着对彩色建筑混凝土需求的增长，这项研究的重要性也随之增加。
绿色不容易
“研究中使用的红色和蓝色颜料的特性已在现有研究文献中确定。但是，绿色颜料的特性并不常见。”道森说。
“红色和蓝色颜料的结果非常接近我们的预期。”希拉说。“另一方面，我们没有预料到绿色颜料会对砂浆的性能产生严重影响。事实上，我们预计与其他两种颜料相比，绿色颜料的强度会有更大的提高。”
这是因为产品中的绿色颜料是以氧化铬为基础的，氧化铬在水合时会增加混合物的强度。
那么，为什么绿色混凝土被发现不合格呢？
答案在于它是如何用有害杂质产生的，道森博士说。
“化学产品用于生产颜料，”他解释道。有时，颜料呈现简单的化学成分和它们的其他组合，以获得不同的颜色
侵蚀绿色混凝土的杂质为白云母；一种用于生产其它工业用途的绿色颜料的矿物。当用水泥水化时，白云母产生大量的组分，导致过多的多孔性，从而导致强度和寿命降低。
“然而，其他研究发现，当使用仅由氧化铬（III）组成的绿色颜料时，不含白云母，不会产生不良影响。”希拉说。
混在一起
水泥样品由三种不同的颜料制成——蓝色铝酸钴、绿色氧化铬和红色氧化铁颜料，三种颜料的含量分别为1%、5%和10%。研究人员测试了两种类型的水泥，以了解这些外加剂和副产品如何影响混凝土的性能。
四部分实验首先测试吸水率以评估物理性质的变化，然后确定样品的水化性质。
接下来，通过每种混合物温度的变化来研究水合动力学。最后，研究人员检查了弯曲和压缩强度，以了解颜料对机械强度的影响。
研究表明，水化产物的形态和动力学与样品的抗压强度有关。
与红色和蓝色的最小效果相比，绿色颜料的不良性能尤为突出。
研究还发现，铝酸钴（蓝色）和氧化铁（III）颜料可用于波特兰和波特兰复合水泥，而不会削弱混凝土强度。
影响较小
Heerah说，研究人员还改进了用于估算着色砂浆实时抗压强度的现有方程式。
Galobardes博士解释说：“使用该方程式可避免进行破坏性试验，以评估混凝土的机械性能。
“这消除了浪费，降低了二氧化碳排放量，降低了与测试中所用样品生产相关的成本。”
虽然颜料本身不能减少混凝土产生的碳排放，但研究表明，与生态水泥一起使用是安全的。
水泥混合物，如波特兰复合水泥，其中包括磨细高炉矿渣（GGBS）和粉煤灰，预计在未来几年将实现减少碳排放。
资料来源：https://www.xjtlu.edu.cn/en/