Добавки в бетон
Кальций азотнокислый
Селитра кальциевая (нитрат кальция, кальций азотнокислый)обладает свойствами, которые позволяют использовать продукт в создании бетонной смеси со следующими свойствами:
- Ускоренным набором прочности;
- Устойчивостью к трещинообразованию;
- Пролонгированным во времени набором прочности.
Растущий интерес к коррозии арматурных стержней, внедренных в бетон из портландцемента, которая вызвана хлоридами, привел к появлению добавок, не содержащих хлориды. Особое внимание было уделено составам ускоряющих добавок, не содержащих хлориды, которые пришли на смену широко используемому ускорителю – хлориду кальция.
Соль, которая удовлетворяла этим требованиям, был нитрат кальция. После пяти лет непрерывных исследований, было обнаружено, что нитрат кальция является также очень эффективным замедлителем коррозийных процессов в металлах, помещенных в бетон.
Нитрат кальция в дозировке 0, 2 -1, 2% от массы цемента действует как ускоритель сроков схватывания при 20ºС и, таким образом, повышает прочность на ранней стадии (например, через 6-8 часов). Вследствие превращения небольшого количества аммония в Нитрате Кальция технического качества в амин в процессе реакции с эпоксидом, происходит превращение Нитрата Кальция из чистого ускорителя сроков схватывания еще и в ускоритель твердения. При небольших дозах (1- 2 %) вводится для долгосрочного повышения прочностных характеристик бетона.
В дозировке 0,5 - 1 % от массы цемента обеспечивает наилучшую водонепроницаемость бетона, интенсифицирует набор прочности и повышает конечную прочность на 20 - 30 %.
Нитрат кальция уплотняет бетон. Это способствует его ускоренной самокальматации (самозакупоривании порового пространства карбонизирующейся на воздухе гидроокисью кальция) и предотвращает высолообразование на стадии эксплуатации.
Использование нитрата кальция как ускорителя для бетона:
- Сокращение сроков схватывания при завершении работ, выравнивании плит для пола или при работе с готовыми элементами (заводского изготовления)
- Повышенная скорость твердения для бетонов с низким показателем вода/цемент, с замедленными сроками схватывания при добавлении большого количества пластификаторов/ суперпластификаторов.
- При транспортировке на большие расстояния или в условиях жаркого климата бетон с добавлением лигносульфоната можно привести в рабочее состояние на месте путем добавления нитрата кальция в барабанбетономешалки.
- При зимнем бетонировании, ускоренное возрастание прочности предотвратит слишком быстрое затвердевание после выделения тепла вследствие гидратации.
- Получение бетонов с высокой прочностью.
Экспертиза эффективности нитрата кальция с 10 различными марками Портландцемента показала, что не было никакой корреляции между ускоренным набором прочности и содержанием С3А (трех кальциевый алюминат-целит). Однако, корреляция была найдена с С2S (двух кальциевый силикат-белит) содержанием. Эффективность нитрата кальция как ускорителя набора прочности уменьшается с увеличивающимся содержанием щелочи Na2O в бетонной смеси, тогда как гидроксиды и сульфаты ускорят активность кальция.
Нитрат кальция используется для цементов с низким содержанием щелочи, используется для цементов как с низким, так и с высоким содержанием белита (C2S).
Нитрат кальция – наиболее эффективен, как ускоритель набора прочности для Портландцемента с высоким содержанием белита и низким содержанием щелочи.
Уменьшенный период индукции и время набора прочности могут использоваться несколькими способами:
- В зимний период для избегания переохлаждения свежего бетона до начала твердения.
- Производство готовых элементов (более быстрое повторное использование форм).
- Уменьшенный риск трещин из-за усадки бетонной смеси.
- Уменьшенное время до финишной обработки (заглаживание) бетонных полов.
- Увеличенная ранняя прочность бетона.
- Для активации бетонной смеси после долгой транспортировки или транспортировки в жарком климате.
Нитрат кальция может использоваться как добавка, снижающая риск трещинообразования из-за быстрой потери влаги в свежем бетоне. Наиболее вероятен эффект ускоренного набор прочности. При проведенныхиспытаниях бетонных смесей с w/c=0.45, с 2% нитрата кальция от массы цемента и без добавки. Бетонные кольца были подвергнуты высыханию в установке, со скорость ветра 4,5 м/с, при температуре 20ºС, относительной влажностью 43%. Бетон без добавки имел усадочные трещины, в то время как не наблюдалось ни одной трещины в бетоне с 2% нитрата кальция.
Нитрат кальция препятствует коррозии арматуры, вызванной повышеннымсодержанием хлоридов. Дозировка 2 - 4 %.
В ходе проведения длительных испытаний было доказано, что нитрат кальция замедляет процесс коррозии арматурной стали, вызванный хлоридами как добавленными непосредственно в воду для затворения, так и добавленными позднее, а также превосходит нитрит кальция в испытаниях по коррозии. Механизм действия нитрата и нитрита как ингибиторов коррозии схожи в щелочных средах, таких как бетон. Кинетика действия нитрата медленнее, чем нитрита, но это важно только в краткосрочных испытаниях, поскольку на практике процесс коррозии – это довольно длительный процесс. Как следует из теории, нитрат кальция обеспечивает больший резервный запас, чем нитрит кальция.
Добавка нитрат кальция в качестве ускорителя сроков схватывания цемента предназначена для производства бетонных смесей, в частности, рекомендована при низких температурах воздуха.
Введение добавки нитрат кальцияв бетонную смесь при низкой температуре окружающей среды вызывает понижение температуры замерзания воды, что позволяет замешивать бетон при температуре воздуха- 10ºC без замедления процесса гидратации цемента.
При расходе нитрата кальция до 5% от массы цемента высолообразования не происходит.
Рекомендуемые дозировки для достижения противоморозного эффекта:
При температуре от 0ºСдо – 15ºС- 1 - 2% от массы цемента
При температуре от – 15ºС до – 25ºС - 4 - 5% от массы цемента
Применениенитрата кальция имеет устойчивый рост в мировом масштабе, находит применение во многих серьезных строительных проектах.
Бетонная смесь с нитратом кальцияиспользовалась на строительстве шахт в Северном море (высота 369 м), под нефтегазодобывающие платформы. Целесообразность использования нитрата кальциязаключалась в том, что он противодействовал эффекту замедления твердения смеси при заливке высоких и массивных конструкций. Объем продаж по миру составляет более 1 млн. тонн в год.
- Ускоренным набором прочности;
- Устойчивостью к трещинообразованию;
- Пролонгированным во времени набором прочности.
УСКОРИТЕЛЬ НАБОРА ПРОЧНОСТИ
Растущий интерес к коррозии арматурных стержней, внедренных в бетон из портландцемента, которая вызвана хлоридами, привел к появлению добавок, не содержащих хлориды. Особое внимание было уделено составам ускоряющих добавок, не содержащих хлориды, которые пришли на смену широко используемому ускорителю – хлориду кальция.
Соль, которая удовлетворяла этим требованиям, был нитрат кальция. После пяти лет непрерывных исследований, было обнаружено, что нитрат кальция является также очень эффективным замедлителем коррозийных процессов в металлах, помещенных в бетон.
Нитрат кальция в дозировке 0, 2 -1, 2% от массы цемента действует как ускоритель сроков схватывания при 20ºС и, таким образом, повышает прочность на ранней стадии (например, через 6-8 часов). Вследствие превращения небольшого количества аммония в Нитрате Кальция технического качества в амин в процессе реакции с эпоксидом, происходит превращение Нитрата Кальция из чистого ускорителя сроков схватывания еще и в ускоритель твердения. При небольших дозах (1- 2 %) вводится для долгосрочного повышения прочностных характеристик бетона.
В дозировке 0,5 - 1 % от массы цемента обеспечивает наилучшую водонепроницаемость бетона, интенсифицирует набор прочности и повышает конечную прочность на 20 - 30 %.
Нитрат кальция уплотняет бетон. Это способствует его ускоренной самокальматации (самозакупоривании порового пространства карбонизирующейся на воздухе гидроокисью кальция) и предотвращает высолообразование на стадии эксплуатации.
Использование нитрата кальция как ускорителя для бетона:
- Сокращение сроков схватывания при завершении работ, выравнивании плит для пола или при работе с готовыми элементами (заводского изготовления)
- Повышенная скорость твердения для бетонов с низким показателем вода/цемент, с замедленными сроками схватывания при добавлении большого количества пластификаторов/ суперпластификаторов.
- При транспортировке на большие расстояния или в условиях жаркого климата бетон с добавлением лигносульфоната можно привести в рабочее состояние на месте путем добавления нитрата кальция в барабанбетономешалки.
- При зимнем бетонировании, ускоренное возрастание прочности предотвратит слишком быстрое затвердевание после выделения тепла вследствие гидратации.
- Получение бетонов с высокой прочностью.
ЗАВИСИМОСТЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ТИПА ЦЕМЕНТА
Экспертиза эффективности нитрата кальция с 10 различными марками Портландцемента показала, что не было никакой корреляции между ускоренным набором прочности и содержанием С3А (трех кальциевый алюминат-целит). Однако, корреляция была найдена с С2S (двух кальциевый силикат-белит) содержанием. Эффективность нитрата кальция как ускорителя набора прочности уменьшается с увеличивающимся содержанием щелочи Na2O в бетонной смеси, тогда как гидроксиды и сульфаты ускорят активность кальция.
Нитрат кальция используется для цементов с низким содержанием щелочи, используется для цементов как с низким, так и с высоким содержанием белита (C2S).
Нитрат кальция – наиболее эффективен, как ускоритель набора прочности для Портландцемента с высоким содержанием белита и низким содержанием щелочи.
Уменьшенный период индукции и время набора прочности могут использоваться несколькими способами:
- В зимний период для избегания переохлаждения свежего бетона до начала твердения.
- Производство готовых элементов (более быстрое повторное использование форм).
- Уменьшенный риск трещин из-за усадки бетонной смеси.
- Уменьшенное время до финишной обработки (заглаживание) бетонных полов.
- Увеличенная ранняя прочность бетона.
- Для активации бетонной смеси после долгой транспортировки или транспортировки в жарком климате.
СНИЖЕНИЕ РИСКА ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ
Нитрат кальция может использоваться как добавка, снижающая риск трещинообразования из-за быстрой потери влаги в свежем бетоне. Наиболее вероятен эффект ускоренного набор прочности. При проведенныхиспытаниях бетонных смесей с w/c=0.45, с 2% нитрата кальция от массы цемента и без добавки. Бетонные кольца были подвергнуты высыханию в установке, со скорость ветра 4,5 м/с, при температуре 20ºС, относительной влажностью 43%. Бетон без добавки имел усадочные трещины, в то время как не наблюдалось ни одной трещины в бетоне с 2% нитрата кальция.
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ
Нитрат кальция препятствует коррозии арматуры, вызванной повышеннымсодержанием хлоридов. Дозировка 2 - 4 %.
В ходе проведения длительных испытаний было доказано, что нитрат кальция замедляет процесс коррозии арматурной стали, вызванный хлоридами как добавленными непосредственно в воду для затворения, так и добавленными позднее, а также превосходит нитрит кальция в испытаниях по коррозии. Механизм действия нитрата и нитрита как ингибиторов коррозии схожи в щелочных средах, таких как бетон. Кинетика действия нитрата медленнее, чем нитрита, но это важно только в краткосрочных испытаниях, поскольку на практике процесс коррозии – это довольно длительный процесс. Как следует из теории, нитрат кальция обеспечивает больший резервный запас, чем нитрит кальция.
ПРОТИВОМОРОЗНАЯ ДОБАВКА
Добавка нитрат кальция в качестве ускорителя сроков схватывания цемента предназначена для производства бетонных смесей, в частности, рекомендована при низких температурах воздуха.
Введение добавки нитрат кальцияв бетонную смесь при низкой температуре окружающей среды вызывает понижение температуры замерзания воды, что позволяет замешивать бетон при температуре воздуха- 10ºC без замедления процесса гидратации цемента.
При расходе нитрата кальция до 5% от массы цемента высолообразования не происходит.
Рекомендуемые дозировки для достижения противоморозного эффекта:
При температуре от 0ºСдо – 15ºС- 1 - 2% от массы цемента
При температуре от – 15ºС до – 25ºС - 4 - 5% от массы цемента
Применениенитрата кальция имеет устойчивый рост в мировом масштабе, находит применение во многих серьезных строительных проектах.
Бетонная смесь с нитратом кальцияиспользовалась на строительстве шахт в Северном море (высота 369 м), под нефтегазодобывающие платформы. Целесообразность использования нитрата кальциязаключалась в том, что он противодействовал эффекту замедления твердения смеси при заливке высоких и массивных конструкций. Объем продаж по миру составляет более 1 млн. тонн в год.
Физико-химические свойства:
Наименование показателя | Норма |
---|---|
1. Массовая доля Са, %, не менее | 16,9 |
2. Массовая доля азота нитратного , % | 11,9 |
3. рН 1%-го водного раствора | 6,0 |
4. Электропроводность, 0,1% р-ра, mS/cm | 0,9 |
5. Температура плавления, 0С | +42 |
5. Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более | 0,02 |