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" Perfectionnements apportés aux procédés pour obtenir la coloration de mortiers, bétons ou pâtes à base de ciment ".
L'invention est relative aux procédés pour obtenir la coloration de mortiers, bétons ou pâtes à base de cimenta jusqu'ici;, pour modifier la teinte grisâtre, avec. tendance au norcissement, des produits et ouvrages en béton au en ciment:, on a proposé de mélanger à la masse, avant mou- lage, des matières colorantes inertes;, par exemple de la ter- re de Sienne qui donne à l'ensemble de la masse, une teinte uniforme voulue. Comme il s'agit généralement de masses consi- dérables, ce procédé est très onéreux et n'est guère applica- ble en pratique. On a également proposé d'enduire les parties apparentes des agglomèresaprès durcissement, de matières colorantes,appliquées au pinceau ou au pistolet.
Comme il s'agit dans ce cas d'un simple revêtement, on constate, après un certain temps, que la couche d'enduit disparaît par lavage sous l'effet des intempéries9 qu'elle se fendille ou se déta-
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che par endroits et laisse apparaître le fond gris-noirâtre du ciment.
La présente invention a pour but d'obtenir la colo- ration., des agglomérés du genre en question, d 'une Manière simple et économique, les matières colorantes étant réparties uniformément dans la masse même desdits .agglomérés ou tout au moins dans les couches superficielles de leurs parties appa- rentes.
Elle consiste, principalement, à avoir recours, pour obtenir la coloration des produits agglomérés du genre en question, à des matières-solubles dans l'eau et propres à don- ner auxdits produits, par réaction chimique, physique ou phy- sico-chimique, une teinte caractéristique voulue, ces matières étant introduites dans l'eau de gâchage ou étant appliquées sur les parties apparentes desdits produits, quand ceux-ci sont encore à. l'état frais pour pénétrer dans les couches superfi- cielles de la masse en étant véhiculées par l'eau résiduaire que celle-ci contient encore..
Elle consiste, mise à part cette disposition princi- pale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après..
Elle vise plus. particulièrement certains modes d'ap- plication,ainsi que certains modes de réalisation desdites dispositions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les masses agglomé- rées constituées par des mortiers, bétons ou pâtes à base de ciment et colorées à l'aide des procédés comportant applica- tion desdites dispositions; les éléments et appareils spé- ciaux pour la mise en oeuvre de ces procédas, ainsi que les pièces, les parties d'ouvrage et les ouvrages constitués par de semblables, masses agglomérées.
Et elle pourra, de toute façon., être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, lequel complé
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ment est, bien entendu, donne surtout à titre d'indication.
Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'obtenir la co- loration d'une pièce ou d'une partie d'ouvrage, exécutée à l'aide d'un mortier, d'un béton ou d'une pâte de ciment, --en étant armée ou non et obtenue par moulage ou par compression --, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On a recours à des matières solubles dans l'eau et qui, par réaction chimique, physique ou physico-chimique avec tout au moins un des constituants de la masse et plus spécia- lement le ciment, sont susceptibles de donner à ladite masse une coloration voulue.. Pour obtenir une répartition uniforme des parties colorées, on peut, notamment, dissoudre les ma- tiàres, plus spécialement quand celles-ci ont un pouvoir co- lorant élevé, dans l'eau de gâchage du mortier, du béton ou de la pâte. On peut également -- et cette façon de procéder est particulièrement simple et économique-- appliquer les matières ou des solutions plus ou moins concentrées de celles- ci sur les parties apparentes de la masse à colorer, par ba- digeonnage ou au pistolet.
Cette application a lieu au moment où le ciment a commencé sa prise et où le durcissement a débu- té à peine, de façon que l'eau, que contient encore le produit à colorer, puisse servir de véhicule aux matières colorantes et faire pénétrer celles-ci, par exemple sur une profondeur de 1 à 2 mm, dans les couches superficielles des parties qui ont été enduites.
La pénétration dépend, dans ce dernier aas, de la composition (proportion de ciment) de l'objet à colorer, de sa compacité, du temps écoulé depuis le gâchage (séchage, durcissement) et même de la quantité de matières colorantes utilisées (concentration). parmi les matières qu'on peut utiliser avantageuse- ment pour la mise en oeuvre du procédé de coloration tel que ci-dessus, on peut citer, à titre purement indicatif,
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les produits ci-dessous, l'invention n'étant, bien entendu, nullement limitée à ces exemples.
Certaines de ces matières donnent lieu à la colora- tion par réaction chimique, c'est-à-dire que,.mises en pré- sence des produits intervenant dans la constitution de, la
1 elles. masse à colorer, ou spécialement adjoints; à cellc-ci,subis- ' sent une modification de couleur. Connue ces matières sont dis- soutes- dons l'eau qui, nécessairement, imprègne la masse de toutes parts et d'une façon uniforme, on obtient en même temps la coloration de cette masse. Par un. choix judicieux- du ou des réactifs et de leur concentration on parvient à donner à l'en- semble une teinte voulue, suivant une nuance plus ou moins viveou prononcée et qui, étant incorporée dans la masse, con- serve sa couleur.
Une solution de phénol-phtaléine, incolore à 1*état naturel, donne une coloration rouge à la masse qui par esaence est de nature basique à cause de la présence du ciment. La. nuance de aette coloration (du rose au grenat) dépend de' la concentration de la solution initiale et, dans une certaine mesure, ou bien de la quantité d'eau de gâchage (mortier ou béton gâché à sec ou coulé) ou bien de la quantité d'eau ré- siduaire que contient le produit après moulage ou coulée, et au début de la prise d u ciment. Cette nuance dépend également des propriétés basiques du ciment ou autres matières plus ou moins basiques ou acides,incorporées.
De toute façon, un essai préalable permet de fixer le titre exact de la solution, à utiliser. une solution rouge, neutre ou légèrement acide, de tournesol donne, dans les mêmes conditions que ci-dessus une coloration bleue plus ou moins intense par combinaison avec les éléments banques,et plus spécialement le ciment, consti- tuant le produit à colorer.
Une solution de diméthyl-orange donne, dans- le.s mê- mes conditions, c'est-à-dire dans un milieu basique, une co-
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loration jaune.
Les exemples donnés ci-dessus concernent les cas où la masse à base de ciment est constituée comme à l'ordi- naire et qu'on profite de ses propriétés basiques et de la dispersion régulière et considérable de leau, que contient cette'masses, pour obtenir la réaction chimique et la répar- tition régulières des matières colorantes.
On peut également faire intervenir, en plus de la masse à hase de ciment et des matières colorantes, d'autres substances permettant d'obtenir des gammes de couleurs, diffé- rentes.
C'est ainsi qu'une solution acide de tournesol (teintée en bleue) donneras) dans le milieu basique, une colo- ration bleue moins prononcée correspondant à une acidité moin- dre, voire même une coloration rose si la solution initiale est faiblement @acide et la basicité de la masse relative- ment, élevée. On peut ainsi obtenir une coloration, bleue allant du bleu azur jusqu'aux nuances lesplus fondées.
Un peut également rendre plus ou moins acide la surface apparente des produits à colorer par un badigeon pré- alable avec un acide dilué quelconque (acide chlorhydrique, sulfurique, acétique ou autre)o
Dans ce cas on obtiendra:) avec une solution rouge (basique) de tornesol, une coloration rouge plus tendre, rose voire bleue; avec une solution bleue (acide) de tournesol,une coloration bleu plus prononcée. Des effets analogues sont ob- tenus avec une solution jaune (basique) de diméthyl-orange ou une solution rouge (acide) du même produit.
On peut également incorporer dans la masse, à base de ciment, de l'amidon et faire agir sur celle-ci, dans les mêmes conditions que celles indiquées plus haut, une solution d'iode qui donnera une coloration bleue faisant paraitre des pointillés plus ou moins prononcés et d'un effet particulière- ment heureux.
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Poux les trois cas, cités en dernier lieu, il s'a- git encore de réactions purement chimiqueso Quand on a recours à une solution de fluorescéine (jaune orange), de fuchsine (rose) ou autres substances ai- sément solubles dans l'eau et ayant un pouvoir colorant parti- culièrement prononcé, on peut obtenir la coloration de la mas- se, selon le procédé général indiqué plus haut, par pénétra- tion donc par un effettpurement physique et sans réaction chimique- apparente.
Finalement on peut utiliser des mélanges de réac- tifs, agissant exclusivement par réaction chimique ou par ef- fet physique ou certains d'entre eux étant des réactifs chimi- ques et les autres des Téactifs à effet physique. On peut ain- si obtenir toutes teintes intermédiaires, par exemple les tons verts ainsi que les tons "bois" (chêne clair, chêne l'once,etc.) En particulier par le mélange de teinture de tournesol et d'u- ne solution de fuschsine, on obtient des gris très chauds, lé- gèrement violacés ou légèrement orangés (gris taupe, gris sou- ris., gris d'érable, etc.).
En rendant acides certaines parties de la surface des objets fabriqués à base de ciment, par exemple en les im- prégnant d'une solution très étendue d'acide sulfurique, si on badigeonne uniformément toute la surface avec une solution de diméthyl-orange, par exemple, on obtient une coloration jaune des parties basiques (non préparées) et la coloration rouge des parties acides (préparées, en conséquence).
En suite de quoi, on .. obtient la coloration des pâtes, mortiers, bétona ou autres préparations à base de ci- ment (quelle que soit la nature de ciment) par addition à l'eau de gâchage eu par pénétration ou incrustation dans les couches superficielles, dans le produit contenant du ciment gâché. encore frais (ayant commencé- sa prise mais n'ayant pas achevé son durcissement et séchage), d'une substance chimique, minérale ou organique (colorant naturel ou devenant colorant
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par une action chimique appropriée) et telle que, en raison de ses affinités et propriétés physico-chimiques, elle donne une coloration fixe, indélébile par l'eau et les agents at- mosphériques.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spéciale- ment été indiquée; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
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"Improvements to the processes for obtaining the coloring of mortars, concretes or cement-based pastes".
The invention relates to processes for obtaining the coloring of mortars, concretes or cement-based pastes hitherto ;, to modify the grayish tint, with. tendency to norcissement, of concrete products and structures with cement: it has been proposed to mix in the mass, before casting, inert coloring matters ;, for example sienna which gives the whole of the mass, a desired uniform shade. Since these are generally considerable masses, this method is very expensive and is hardly applicable in practice. It has also been proposed to coat the visible parts of the agglomerates after hardening, with coloring materials, applied by brush or spray.
As in this case it is a simple coating, it is observed, after a certain time, that the coating layer disappears by washing under the effect of bad weather9 whether it cracks or comes off.
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che in places and reveals the gray-blackish background of the cement.
The object of the present invention is to obtain the coloring of agglomerates of the type in question in a simple and economical manner, the coloring matters being distributed uniformly in the mass of said agglomerates or at least in the layers. superficial of their visible parts.
It consists mainly in having recourse, in order to obtain the coloring of the agglomerated products of the kind in question, to materials soluble in water and suitable to give to said products, by chemical, physical or phy- sico-chemical reaction. , a desired characteristic color, these materials being introduced into the mixing water or being applied to the visible parts of said products, when they are still at. the fresh state to penetrate into the superficial layers of the mass, being carried by the waste water which it still contains.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions, which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below.
She's aiming for more. particularly certain modes of application, as well as certain embodiments of said arrangements; and it relates more particularly still, and this as new industrial products, to agglomerated masses constituted by mortars, concretes or cement-based pastes and colored by means of processes comprising the application of said provisions; special elements and apparatus for carrying out these procedures, as well as parts, parts of structures and structures made up of similar, agglomerated masses.
And it can, in any case., Be well understood with the aid of the additional description which follows, which complements
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ment is, of course, given mainly by way of indication.
According to the invention, and more especially according to those of its modes of application as well as those of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, intending to obtain the coloring of a part or part of a work, carried out using a mortar, concrete or cement paste, - whether or not it is reinforced and obtained by molding or by compression - this is done as follows, or in a similar fashion.
Use is made of materials which are soluble in water and which, by chemical, physical or physico-chemical reaction with at least one of the constituents of the mass and more specifically the cement, are capable of giving said mass a color. desired .. To obtain a uniform distribution of the colored parts, it is possible, in particular, to dissolve the materials, more especially when these have a high coloring power, in the mixing water of the mortar, concrete or dough. It is also possible - and this way of proceeding is particularly simple and economical - to apply the materials or more or less concentrated solutions of these to the visible parts of the mass to be colored, by brushing or by spraying.
This application takes place when the cement has begun to set and when hardening has barely begun, so that the water, which still contains the product to be colored, can act as a vehicle for the coloring matters and allow those to penetrate. here, for example to a depth of 1 to 2 mm, in the surface layers of the parts which have been coated.
Penetration depends, in the latter aas, on the composition (proportion of cement) of the object to be colored, its compactness, the time elapsed since mixing (drying, hardening) and even the quantity of coloring materials used (concentration ). among the materials which can be used advantageously for carrying out the dyeing process as above, there may be mentioned, purely as an indication,
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the products below, the invention not being, of course, in no way limited to these examples.
Some of these materials give rise to colora- tion by chemical reaction, that is to say that, brought into the presence of products involved in the constitution of, the
1 them. mass to be colored, or specially added; here undergo a color change. Known these matters are dissolved in the water which necessarily permeates the mass on all sides and in a uniform manner, we obtain at the same time the coloration of this mass. By a. judicious choice of the reagent (s) and of their concentration, it is possible to give the whole a desired color, following a more or less vivid or pronounced shade and which, being incorporated into the mass, retains its color.
A solution of phenol-phthalein, colorless in its natural state, gives a red coloration to the mass which in essence is basic in nature due to the presence of the cement. The shade of color (from pink to garnet) depends on the concentration of the initial solution and, to a certain extent, either on the quantity of mixing water (mortar or concrete mixed in dry or poured) or else the amount of residual water contained in the product after molding or pouring, and at the start of the cement setting. This shade also depends on the basic properties of the cement or other more or less basic or acidic materials incorporated.
In any case, a preliminary test makes it possible to fix the exact title of the solution to be used. a red solution, neutral or slightly acidic, of sunflower gives, under the same conditions as above, a more or less intense blue coloration by combination with the banking elements, and more especially the cement, constituting the product to be colored.
A solution of dimethyl orange gives, under the same conditions, that is to say in a basic medium, a co-
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yellow loration.
The examples given above relate to the cases where the cement-based mass is constituted as usual and that advantage is taken of its basic properties and of the regular and considerable dispersion of the water contained in this mass, to obtain the chemical reaction and the regular distribution of coloring matters.
In addition to the cement-based mass and coloring materials, other substances can also be used which make it possible to obtain different ranges of colors.
This is how an acid solution of sunflower (tinted blue) will give) in the basic medium, a less pronounced blue color corresponding to a lower acidity, or even a pink color if the initial solution is weakly @ acidic and relatively high mass basicity. It is thus possible to obtain a coloring, blue ranging from azure blue to the most grounded shades.
One can also make the apparent surface of the products to be colored more or less acidic by pre- painting with any dilute acid (hydrochloric, sulfuric, acetic or other acid) o
In this case we will obtain :) with a red (basic) solution of tornesol, a more tender red color, pink or even blue; with a blue (acid) solution of sunflower, a more pronounced blue color. Similar effects are obtained with a yellow (basic) solution of dimethyl orange or a red (acidic) solution of the same product.
Starch can also be incorporated into the cement-based mass and made to act on it, under the same conditions as those indicated above, an iodine solution which will give a blue color making it appear more dotted lines. or less pronounced and of a particularly happy effect.
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In the last three cases, these are still purely chemical reactions. When we have recourse to a solution of fluorescein (yellow-orange), fuchsin (pink) or other substances readily soluble in the water and having a particularly pronounced coloring power, the coloring of the mass can be obtained, according to the general method indicated above, by penetration therefore by a purely physical effect and without apparent chemical reaction.
Finally, it is possible to use mixtures of reagents, acting exclusively by chemical reaction or by physical effect or some of them being chemical reagents and the others being reactants with physical effect. It is thus possible to obtain all intermediate tints, for example green tones as well as "wood" tones (light oak, oak per ounce, etc.) In particular by mixing sunflower stain and a solution. from fuschsine, we obtain very warm grays, slightly purplish or slightly orange (taupe gray, mouse gray, maple gray, etc.).
By making certain parts of the surface of objects made from cement acidic, for example by impregnating them with a very extensive solution of sulfuric acid, if the entire surface is brushed uniformly with a solution of dimethyl orange, for example For example, a yellow coloration is obtained of the basic parts (not prepared) and a red coloration of the acidic parts (prepared, accordingly).
As a result, the coloring of pastes, mortars, concrete or other cement-based preparations (whatever the nature of the cement) is obtained by addition to the mixing water obtained by penetration or encrustation in the surface layers, in the product containing mixed cement. still fresh (having begun to set but not having completed its hardening and drying), of a chemical, mineral or organic substance (natural coloring or becoming coloring
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by appropriate chemical action) and such that, by virtue of its affinities and physicochemical properties, it gives a fixed coloration, indelible by water and atmospheric agents.
As goes without saying, and as is moreover already apparent from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application nor to those of the embodiments of its various parts, having more specially indicated; on the contrary, it embraces all the variants.