Нитрат кальция тех. (НК) используется в строительстве в качестве добавки в бетон, улучшающей физико-механические свойства бетона (ГОСТ 24211-91 «Добавки для бетонов». Общие технические требования).

 Нитрат кальция является:

• ускорителем твердения бетона,

• противоморозной добавкой (до -15°С) (не образующей высолы!),

• ингибитором коррозии металлической арматуры (пролонгированного действия),

• предотвращает ложное схватывание бетона, уменьшается трещинообразование, уплотняетбетон.

Применение: Нитрат кальция разрешен к применению в качестве модифицирующей добавки в бетоны и строительные растворы при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, монолитных частей сборно-монолитных конструкций и замоноличивания стыков сборных конструкций, для ячеистых бетонов и др.

Ограничения: не допускается использование нитрат кальция в качестве добавки в бетон в предварительно-напряженных изделиях и конструкциях, армированных сталью Ат-IV, Ат-V, Ат-VI, A-IV, A-5, а также  ж/б конструкциях,  предназначенных для эксплуатации в зонах действия блуждающих токов.

Использование нитрата кальция позволяет:

• Повысить скорость твердения бетонов, в том числе бетонов с низким показателем вода/цемент с замедленными сроками схватывания за счет добавления пластификаторов и суперпластификаторов.

• Повысить прочность бетона.

• Получить бетоны   гидротехнические (С-3 + НК + ГКЖ-11К).

• В зимнее время проводить бетонирование до t  -15°С.

• При производстве ЖБИ  снизить  температуру пропарки до 30ºС или исключить ее совсем.

• Существенно сократить энерго  и трудозатраты

• Получать связные, однородные и нерасслаиваемые бетонные смеси   подвижности   до 30 см по осадке нормального конуса, сохраняя при этом высокие показатели прочности, морозостойкости и водонепроницаемости затвердевшего бетона.

• Снизить количество воды затворения

• Длительно защищать арматуру от коррозии, вызванной высоким содержанием хлоридов.

Зависимость эффективности от типа цемента

Наиболее целесообразно применение НК  с низко- и среднеалюминатными цементами, портландцементом 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 100ºС. НК наиболее эффективен как ускоритель набора прочности для портландцемента с высоким содержанием белита и низким содержанием щелочи (Na₂O).

Совместимость: Нитрат кальция совместим со всеми видами добавок д/бетонов при условии их раздельного введения в бетонную смесь (ЛСТ, меламиновыми и нафталинформальдегидными суперпластификаторами, биополимерами и др.).Если предполагается их смешение до введения в бетонную смесь – проверить на совместимость.

Ускоритель твердения:

Нитрат кальция в дозировке 0,5 -1,6% от массы цемента действует как мощный ускоритель сроков схватывания и, таким образом, повышает прочность на ранней стадии (например,при 20ºС через 6-8 часов). В   дозировке 1 -1,5 % от массы цемента обеспечивает наилучшую водонепроницаемость бетона, интенсифицирует набор прочности и повышает конечную прочность на 20 - 30 %. В дозах (1,6-2,0 %) вводится для долгосрочного повышения прочностных характеристик бетона.

Противоморозная добавка:

Данные по дозировке нитрат кальция в бетонную смесь в зависимости от расчетной температуры твердения бетона приведены в таблице. Нитрат кальция 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 (за счет уменьшения количества воды). (Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками. – Москва: Стройиздат, 1978).

Ингибитор коррозии

Нитрат кальция препятствует коррозии арматуры, вызванной повышенным  содержанием хлоридов. Дозировка 3 - 4 %. Применяемые в качестве высокоэффективного ингибитора коррозии стали нитрит кальция (или натрия) хотя и превосходят нитрат кальция при краткосрочных испытаниях, зато значительно уступают ему по длительности  действия.  

Снижение риска трещинообразования

Нитрат кальция может использоваться как добавка, снижающая риск трещинообразования из-за быстрой потери влаги в свежем бетоне. Ускоренный набор прочности бетона с добавкой НК препятствует образованию усадочных трещин. Например, при проведенных испытаниях бетонных смесей с  водоцементным соотношением 0,45, с 2%  НК от массы цемента   бетонные кольца были подвергнуты высыханию в установке, со скоростью 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% НК).

Уплотнение бетона

Нитрат кальция уплотняет бетон. Это способствует его ускоренной самокальматации (самозакупоривании порового пространства карбонизирующейся на воздухе гидроокисью кальция) и предотвращает высолообразование на стадии эксплуатации. Компоненты полностью вступают в химические реакции с цементом и не вызывают последующего высолообразования при капиллярном водоподсосе. Даже при максимальной дозировке НК -5% от массы цемента высолообразования не происходит.

Устранение эффекта ложного схватывания:

При транспортировке на большие расстояния или в условиях жаркого климата бетон с добавлением пластификатора (особенно лигносульфонатного) при эффекте ложного схватывания можно привести в рабочее состояние на месте путем добавления нитрата кальция в барабан бетонного миксера.

   Поставка: В настоящее время поставляется  кальция нитрат (тетрагидрат) - Ca(NO₃)₂*4H₂O, физические свойства которого приведены в таблице

 Продукт не содержит примесей, хорошо растворим в холодной воде.

Внимание! Ca(NO₃)₂ *4H₂O имеет температуру плавления  +42 °С!

Транспортировка  и хранение: Транспортировка осуществляется любым видом транспорта  в соответствии с правилами перевозки грузов. В сухом виде упакован в мешки по 20 кг. НК хранят в сухих закрытых складских помещениях на поддонах. Гарантийный срок хранения - 2 года со дня изготовления.

Пожароопасность и токсичность: НК не горюч и не взрывоопасен, но при повышенных температурах (после испарения кристаллогидратной воды) является окислителем (не хранить совместно с горючими материалами!). По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. Нитрат кальция исключительно легко растворим в воде.  При попадании на кожу – смыть водой.

Дополнительно использованная литература:

• СП 82-101-98 Приготовление и применение растворов строительных.

• ГОСТ 1922-84 Арболит (бетон на основе цементного вяжущего) и изделия из него.

• ГОСТ 25820-83 Бетоны легкие.

• Руководство по применению химических добавок к бетону, Москва, 1975 г.

Порядок применения противоморозной добавки нитрат кальция (Ca(NO₃)_2*4H₂O)

 Для приготовления 42% рабочего раствора (в пересчете на Ca(NO₃)₂) необходимо 1 мешок (20кг) нитрата кальция (Ca(NO₃)_2*4H₂O) смешать с 12,4 литра воды получится раствор плотностью 1,38. (Температура начала кристаллизации -28С^о). Далее рабочий раствор дозируется согласно таблицы.

Содержание сухого вещества (Ca(NO₃)_2*4H₂O)  в 1 литре раствора составляет 0,85284 кг.

Примечание: Можно дозировать сухой нитрат кальция, но при этом необходимо соблюдать следующую последовательность приготовления смеси: цемент-добавка (нитрат кальция) – перемес – затем  инертные материалы (заполнитель) и вода; Количество сухого нитрат кальция рассчитывается по формуле X= m_y * V_t , где X-это количество нитрат кальция необходимого для введения, m_y – это масса цемента, используемого на 1м³ смеси. V_t – дозировка нитрат кальция в зависимости от t^o окружающей среды в % от массы цемента. (от 0^оС до -5^оС – 1%; от -6^оС до -10^оС – 2%; от -11^оС до -15^оС – 3%)