Тетрагидрат нитрата кальция

Преимущества Нитрата кальция перед другими противоморозными добавками: является ингибитором коррозии стальной арматуры; уменьшает риск трещин из-за усадки бетонной смеси; является активатором бетонной смеси после долгой транспортировки; позволяет вести работу с бетоном при отрицательных температурах воздуха; является ускорителем схватывания и твердения бетона дозировка 1,5-2 % от массы цемента (более подробно см. СП 82-101 Приложение В, таблица В.2); способствует долгосрочному повышению прочностных характеристик без снижения проницаемости бетона, при дозировке 2-2,5 %; является основной добавкой, как уплотнитель, для получения водонепроницаемого бетона дозировка 1-1,5 % от массы цемента.

Нормы расхода

НК может использоваться как самостоятельно, так и в комплексе с карбамидом (мочевиной), который одновременно пластифицирует бетонную смесь. Рекомендуется использовать НК совместно с суперпластификаторами, например С-3, что позволяет существенно уменьшить водоцементное отношение и снизить дозировку НК. (Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками. – Москва: Стройиздат, 1978).

Эффекты от применения:

• Полностью вступает в химические реакции с цементом и не вызывает последующего высолообразования, при капиллярном водоподсосе.
• Увеличивает ударную вязкость и прочность на излом для дорожного бетона.
• Уменьшает истираемость бетона (дорожные покрытия и элементы мощения).
• Уплотняет бетон.
• Увеличивает прочность готового изделия на сжатие в 1,5-2 раза.
• Увеличивает скорость набора прочности в раннем возрасте. Расформовка возможна уже через 12-18 часов. Позволяет использовать низкомарочные цементы и шлакопортландцементы.
• Действует, как замедлитель процессов коррозии помещенной в бетон стали.

Нитрат кальция поставляется в виде двойных солей: марка «А» с аммонием Ca₅NH₄(NO₃)₁₁·10H₂O и марка «В» с калием Ca₅K(NO₃)₁₁·10H₂O. Аммонийная форма НК может быть использована  в бетонной смеси, использование которой предполагается на открытом воздухе или в помещении, оборудованном вытяжной вентиляцией, поскольку при ее взаимодействии с цементом выделяется свободный аммиак (основное применение в зимнее время – товарный бетон), калийная форма дороже,  но при взаимодействии с цементом выделения аммиака не происходит. Наличие ионов калия и аммония в составе НК связано с его технологией производства и позволяет получить продукт с пониженным содержанием кристаллогидратной воды (19%), в отличие от Ca(NO₃)₂·4H₂O (30%) и повысить его температуру плавления (Т.пл. НК марка «В» 95°С, у Ca(NO₃)₂·4H₂O Т.пл. 42,7 °С).

Спецификация Калийного Десятиводного Нитрата Кальция NITKAL/K:

Спецификация Аммонийного Нитрата Кальция NITKAL:

NitCaL – это специально разработанный нитрат кальция технического качества,  применяемый в рецептуре бетонных смесей с ускоренным набором прочности; устойчивостью к трещинообразованию и получению качественной поверхности монолита и ЖБИ, а также  в качестве анодного замедлителя коррозийных процессов арматурной стали в бетонах. NitCal позволяет достигать прочности и качества, необходимого на строительных площадках, вне зависимости от погодных условий и времени года, а также ускорить рабочий процесс и сократить расходы. Материал не ядовит, экологичен, взрывобезопасен, пожаробезопасен, хорошо растворяется в воде, в т.ч. холодной.

Следует отметить, что нитрат кальция является комплексной добавкой для бетонов, благодаря своим уникальным свойствам он:

• Действует как ускоритель, повышает прочностные характеристики (» 8 часов) в малых дозах (0,5—1,5 % от массы цемента).
• Совместим с любыми пластификаторами (лигносульфанатами, суперпластификаторами на нафталиновой и меламиновой основах, поликарбоксилатами и др.)
• Увеличивает сроки схватывания за счет использования  пластификаторов, при этом реология (текучесть) не изменяется.
• При небольших дозах (1—2 %) прочностные характеристики повышаются на более длительное время.
• Препятствует коррозии арма-туры(2—4 %), вызванной повышенным содержанием хлоридов.
• Является противоморозной добавкой (до –20 С) при дозировке не менее 1%.
• Используется в производстве строительных материалов и сухих строительных смесей.

 В 2003г. Польский исследовательский институт дорожного и мостового строительства (Polish Roads and Bridges Research Institute (IBDiM)) утвердил NitCal противоморозной добавкой.  Добавление NITCAL не приводит к образованию твердых отложений (расслаиванию) ни после 150 циклов +20/-20°C, ни после действия воды или раствора соли. Значительное увеличение прочности после нахождения бетона в течение суток при  -15°C, а на следующие сутки при +20°C. Введение добавки NitCal в бетонную смесь при низкой температуре окружающей среды вызывает понижение температуры замерзания воды, что позволяет замешивать бетон при температуре воздуха  - 10оC без замедления процесса гидратации цемента.

В Норвегии за последние годы изучения нитрата кальция как добавки в бетоны, в особенности, как ускорителя сроков схватывания, был обнаружен эффект долгосрочного набора прочности. Измерение усадки, растекания, объемная плотность и содержание воздуха проводилось при использовании методов, описанных в Норвежских Стандартах NS 3662 (ISO 4109), NS 3664 (ISO 9812), NS 3660 (ISO 6276) и NS 3659 (ISO 4848), соответственно. Прочность на сжатие определялась после хранения образцов при +20° С на воздухе при относительной влажности 100%, для каждой смеси и для каждого периода времени было проведено по 3 испытания.

В качестве образцов использовались кубы со сторонами 100мм. Формовка и испытания проводились в соответствии со спецификациями, указанными в Норвежских Стандартах NS 3669 и NS 3668 (ISO 4012), соответственно.

Наиболее часто встречающееся повреждение железобетона - коррозия арматурной стали, обусловленная хлоридами. Добавление ингибитора NitCal  в состав бетонной смеси для объектов, подверженных разрушающему действию хлоридов, позволяет увеличить срок службы или отсрочить необходимый дорогостоящий ремонт.

Проблема проникновения грунтовой влаги внутрь эксплуатируемых помещений весьма актуальна для сооружений типа погребов, подвалов, подземных хранилищ и т.д. Чтобы уменьшить пустотность, необходимо в состав бетона ввести  уплотнители. Нитрат кальция в дозировке 0,5—1,0% от массы цемента обеспечивает наилучшую водонепроницаемость бетона, интенсифицирует набор прочности и повышает конечную прочность на 20—30 %.

Следует отметить, что NitCal успешно применяется в производстве пенобетонов. Наиболее целесообразно применение нитрата кальция с низко- и средне- алюминатными цементами портландцементом (S3A < 8) и при твердении бетона в нормальных тепловлажностных условиях. Эффективно также его использование со шлакопортландцементом, содержащим более 30% доменного гранулированного шлака (независимо от минералогического состава клинкера),  если предусмотрено пропаривание бетона до 100єС. Чем больше удельная поверхность зерен цемента, тем эффективнее действие NitCal.

Крупнейшим производителем минеральной добавки NitCal  является  норвежская компания «YARA NORGE».

Таблица 1  Рекомендуемое количество Нитрата Кальция NITCAL в % от массы цемента в зависимости от температуры твердения бетона:

Таблица 2 Зависимость предельной растворимости порошкового Нитрата Кальция в воде, в зависимости от температуры раствора:

Таблица 3 Определение потребности водного раствора Нитрата Кальция (по СП 82-101-98):

Таблица 4 Прочность на сжатие бетона на третьи сутки с Нитратом Кальция NITCAL сразу же после формирования помещенных в холодильник на сутки при -15°С с последующим выдерживанием в течение суток при 20°С:

Таблица 5 Прочность на сжатие бетона с Нитратом Кальция NITCAL в разных дозировках через 17 часов при разных температурах, в МПа/объем вовлеченного воздуха, %: