Формиат натрия добавка в бетон

Обновлено: 28.04.2024

Формиат натрия является новой, но уже достаточно проверенной, и хорошо себя зарекомендовавшей эффективной антиморозной добавкой. В основе нарастающего применения формиата натрия лежит сочетание многих важных полезных свойств препарата с его экономичностью. Формиат натрия, в сравнении с другими противоморозными добавками, выигрывает по нормам расхода и цене одновременно.

Формиат натрия используется для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций при среднесуточной температуре наружного воздуха от +5 °С до -15 °С.

Формиат натрия обеспечивает быстрый набор прочности бетона, обладает свойствами пластификатора и обеспечивает жизнеспособность бетонной смеси.

Расход добавки (сухого и твердого формиата натрия) составляет 2 - 4 % от массы цемента в зависимости от температуры твердения. Другие антиморозные добавки: нитрит натрия, поташ, хлористый кальций применяются в количествах 10 % от массы цемента для достижения равного противоморозного эффекта.

Предлагаем готовый к применению, концентрированный, 25%-ный раствор противоморозной добавки «Формиат натрия» в канистрах емкостью 30 л, 20 л, 10 л.

Купить в Уфе противоморозную добавку формиат натрия в компании "Башхимсервис" предлагаем по ценам:

Готовый к применению раствор

30 л канистра - 670 руб

20 л канистра - 450 руб

10 л канистра - 230 руб

Сухой твердый формиат натрия

25 кг мешок - 1620 руб

Проведение строительных работ (бетонирование и кирпичная кладка) в зимнее время имеет ряд особенностей, учитывающих тот факт, что вода, входящая в состав бетона и строительного раствора, замерзает. Без применения противоморозных добавок вода превращается в лед, т.е. "выходит из игры", до того, как успеет вступить с химическое соединение с цементом с образованием искусственного камня. Уложенный бетон не только не успевает набрать необходимую прочность, но и образовавшиеся "скелетные" связи разрушаются расклинивающим действием замерзающей воды, потому что вода при замерзании увеличивается в объеме на 8%. Ситуация усугубляется ещё и тем, что твердение бетона при пониженных температурах (путем схватывания цемента, а не путем замораживания) происходит гораздо медленнее, чем при обычных условиях, при 20°C.

Противоморозная добавка - Формиат натрия - оказывает в бетоне комплексное действие:

Антифриз
Ускоритель твердения
Пластификатор

Действие в качестве антифриза.

Вода является важным компонентом бетона и растворов для кладки. Вода выполняет следующие функции:

вступает в химическую реакцию с цементом с образованием связанной структуры - цементного камня;
является разбавителем, который обеспечивает необходимую подвижность (текучесть) бетонной смеси при укладке её в опалубку. Для придания подвижности бетонной смеси, количество воды, замешиваемое в бетон, вносится в избытком. Оно в 2 раза превышает количество воды, необходимое для затворения цемента. Оставшаяся вода, не вступившая в реакцию с цементом, испаряется при обычных условиях бетонирования, образуя поры в бетоне, или замерзает внутри бетона, расклинивая и разрушая бетон.

Действие противоморозной добавки «Формиат натрия» направлено на понижение предельной температуры, при которой вода остается в жидком виде в бетоне и продолжает вступать в реакцию с цементом с образованием цементного камня, а не ледяной глыбы. При проведении бетонных работ в зимнее время без применения противоморозной добавки растущие кристаллы льда вызовут расслоение бетонной смеси на составляющие компоненты. Таким образом, цемент, песок, гравий и щебень окажутся попросту вмороженными в лёд. Такое "мороженное" простоит до весны (или до первой оттепели) без набора прочности, а с приходом тепла начнет "таять" и осыпаться пластами, отслаиваясь от поверхности фундамента или иной бетонной конструкции.

Действие в качестве ускорителя твердения.

Скорость химических реакций зависит от температуры. Как правило, чем выше температура, тем выше скорость протекания химического процесса, и тем быстрее одно вещество превращается в другое. Если мы хотим изменить состав и природу "вещества", то мы подвергаем его нагреванию и выдерживаем некоторое время при повышенной температуре. Если мы, наоборот, хотим обеспечить сохранность продукта в неизменном виде, то мы применяем охлаждение и держим продукт "в холодильнике". В первом случае мы умышленно ускоряем скорость протекания химических реакций внутри много-компонентной смеси, во втором случае – замедляем скорость химических превращений.

Данная закономерность действует и для процессов твердения бетона. Твердение бетона происходит в результате протекания химической реакции между молекулами цемента и молекулами воды. С ростом температуры (до определенного предела), при которой происходит твердение бетона, скорость твердения бетона возрастает. Поэтому бетон "застывает" и набирает прочность быстрее. При понижении температуры окружающего воздуха скорость твердения бетона замедляется. Бетон, который затвердел бы на вторые-третьи сутки при температуре +20°С, при температуре +1°С на третьи сутки легко продавливается.

Набор прочности бетона представлен в следующей таблице.

В зимнее время гидратация цемента значительно замедляется. Как результат, бетон медленно набирает прочность. Чем меньше температура, тем больше нужно времени для полного застывания. Для получения прочности при температуре -5°C нужно выдерживать время набора прочности в 6-8 раз больше, чем при температуре 20°C.

Ускоряющее действие формиата натрия заключается в том, что противоморозная добавка создает слабо-щелочную среду и изменяет растворимость силикатных составляющих цемента, образуя с продуктами его гидратации двойные или основные соли. Что приводит к повышению концентрации реагирующих веществ и ускорению физико-химических процессов.

В таблице представлены данные набора прочности бетона с применением Формиата Натрия и без Формиата Натрия при почти одинаковой температуре. Обратите внимание, что бетон с противоморозной добавкой Формиат натрия при температуре минус 5 °С набирает прочность быстрее в 2 раза (приблизительно), чем тот же бетон без добавки при температуре минус 3 °С. Говоря иными словами, бетон с применением формиата натрия - через 3 недели (при температуре "минус 5°C) можно будет считать застывшим и продолжить строительные работы, а без применения формиата придется ждать 3 месяца (если строить "по уму", а не по принципу "и так сойдёт, авось прокатит").

Набор прочности бетона, % от марочной прочности

Скорость набора прочности бетоном при применении формиата натрия представлена в следующей таблице:

Динамика набора прочности бетона с формиатом натрия в зависимости от температуры твердения бетона:

Пластифицирующее действие противоморозной добавки.

Формиат натрия является пластификатором бетона и строительных растворов. Водный раствор формиата натрия широко используется в качестве пластифицирующей добавки в бетоны для получения высокоподвижных смесей. Наибольший пластифицирующий эффект достигается при введении 1,5% от массы цемента. При неизменном соотношении: вода + цемент подвижность бетонной смеси увеличивается с 3-4 см до 12-14 см. В равноподвижных смесях формиат натрия даёт прирост прочности бетона на 14-20%, что позволяет сэкономить 10% цемента, при этом в два раза уменьшается показатель среднего размера капиллярных пор. Формиат натрия работает как разбавитель, более эффективный чем вода, что в свою очередь, позволяет уменьшить количество лишней воды, добавляемое к строительной смеси, повышает концентрацию «цементного рассола», ускоряет гидратацию и повышает удобоукладываемость бетона при одновременном снижении пористости бетона.

Такой полифункциональный комплекс, "три в одном": «противоморозная добавка + пластификатор + ускоритель твердения» работает гораздо эффективней, чем противоморозная добавка одностороннего действия.

Противоморозные добавки на основе технического формиата натрия (ФН) широко используются в современном монолитном строительстве. Химическая формула формиата натрия HCO₂Na. Его также называют натрий муравьинокислый.

Технический формиат натрия в своем составе помимо основного вещества содержит пентаэритрит в незначительных количествах. Он представляет собой белый порошок, который прекрасно растворим в воде. Добавка оказывает сразу два действия на бетонный раствор. Она предотвращает замерзание его водной составляющей до температуры -15 °С (хотя на практике эта температура составляет всего- 10 °С), а также обладает пластифицирующим действием, за счет чего бетон схватывается значительно быстрее.

При всех преимуществах формиат натрия имеет и недостатки, которые определяют следующие ограничение на его использование:

предварительно напряженные конструкции;
динамические нагрузки конструкции;
конструкции без гидроизоляции при влажности более 60%;
конструкции, расположенные вблизи источников высокого напряжения;
плохая растворимость в холодной воде.

По своим свойствам ФН очень близок нитриту натрия (НН), но при этом в несколько раз эффективнее его. А также пожаробезопасен и не оставляет высолов.

Инструкция по применению формиата натрия

Порошок натрия муравьинокислого растворяют в теплой воде концентрацией не более 8% от сухого цемента в смеси. Затем раствор добавляют в замешиваемый бетон. Совместно с формиатом натрия рекомендуется использовать пластификатор. При этом количество воды для затворения бетона снижают на 6-10%.

Расход противоморозной добавки формиат натрия приведен в таблице:

Купить формиат натрия можно по цене от 40 рублей за килограмм. Минимальный вес – мешок 25 кг.

Противоморозная добавка в бетоны и растворы строительные Шведского производства Формиат натрия позволяет проводить монолитные бетонные работы в условиях неотапливаемого полигона при отрицательных температурах, с допуском охлаждения бетонной смеси до -15ºС.

Спецификация противоморозной добавки Формиат натрия:
Наименование- Формиат Натрия, Sodium Formate, Натрий муравьинокислый, HCOONa
Производитель- Perstorp Specialty Chemicals AB, Швеция
Качественные показатели- высший сорт, содержание основного вещества формиата натрия- не менее 98%
Внешний вид- кристаллический порошок белого цвета
Влажность- не более 0,5%
Сертификация- международный сертификат качества ISO 9001:2008, ISO 14001:2004, CAS 141-53-7

Область применения формиата натрия- в строительной промышленности в качестве противоморозной добавки к бетонам, растворам строительным.
Особенность: формиат натрия Perstorp (Персторп) это сверх чистый продукт, не содержащий посторонних примесей.

Упаковка- мешок 25 кг, БигБэг 1000 кг.

Эвтектическая температура: – 15ºС

Формиат натрия Perstorp (Персторп) по основному действию в бетонных смесях действует как ярко выраженная противоморозная добавка и позволяет набирать прочность при охлаждении бетона до -15°С. Основным эффектом действия добавки является снижение температуры замерзания физически не связанной воды с дополнительными эффектами водоредуцирования и ускоренным набором прочности, как результат продолжение гидратации цемента при охлаждении бетонной смеси вплоть до температуры -15°С. Формиат натрия допускается применять при создании таких условий выдерживания бетона, при которых, к моменту его остывания до температуры -15°С он приобретал прочность не менее 20% от проектной.
Формиат натрия в России нашел широкое применение в производстве бетонных работ в холодное время года. Внутрироссийский опыт использования формиата натрия подтверждает его эффективность в качестве противоморозной добавки (антифриза) в бетонных и растворных строительных смесях.

Таблица 1 Рекомендуемая дозировка формиата натрия в бетонную смесь
в зависимости от расчетной температуры твердения бетонной смеси:

* - расчетная температура набора прочности бетоном определяется на основании теплотехнического расчета и подразумевает под собой минимальную температуру тела бетона до достижения бетоном критической прочности 20% от марочной, по Таблице 2

Пример расчета.
Задача- необходимо рассчитать количество формиата натрия необходимого на 1000 кг портландцемента, при расчетной температуре твердения бетона -8°С.
Расчет: При температуре -8°С необходимо 3% формиата натрия от массы цемента (Таблица 1), по паспорту (прилагается к каждой поставке) находим, что содержание основного вещества, к примеру, 99,5% (приведена средняя величина), соответственно необходимо:

Следовательно при наборе бетоном прочности при -8°С на 1000 кг цемента необходимо добавить 30,15 кг формиата натрия

Таблица 2 Динамика набора прочности бетона с формиатом натрия
в зависимости от температуры твердения бетона:

Температура твердения бетонной смеси, ºС	Динамика набора прочности бетонной смеси с дозировкой формиата натрия по Таб. 1 при отрицательной температуре, в % от проектной
Температура твердения бетонной смеси, ºС	7 сутки	14 сутки	28 сутки	90 сутки
0	35	50	75	100
-5	25	35	60	90
-10	15	25	45	70
-15	5	15	35	50

Приготовление водного раствора формиата натрия:
Формиат натрия в бетонные и растворные строительные смеси вводится с водой затворения, с предварительно разведенным в ней порошком формиата натрия в необходимом количестве. Методика получения жидкой добавки формиата натрия из сухой заключается в растворении порошка формиата натрия в воде с принудительным перемешиванием с помощью барботации, лопастного смесителя либо с помощью циркуляционного насоса. Дозировка формиат натрия должна производиться с точностью ±2% от заданной.

Таблица 3 Предельная растворимость порошка формиата натрия в воде в зависимости от температуры растворения:

Температура водного раствора	10°С	20°С	30°С	40°С	50°С	60°С
Предельная растворимость в граммах на 1 литр воды	377	465	490	518	528	546

Технология приготовления бетонной смеси с формиатом натрия:

Технология приготовления бетонной смеси с добавкой формиат натрия отличается от обычной тем, что в процессе приготовления в бетонную смесь дополнительно вводится вода с уже предварительно разведенным в ней формиатом натрия в необходимом количестве.
Температура приготовления бетонной смеси должна назначаться строительной лабораторией, исходя из условий производства, сроков схватывания бетонной смеси, теплопотерь при транспортировке, перегрузках и укладке смеси в формы. Как правило бетонную смесь с формиатом натрия целесообразно выпускать из смесителя с температурой от 15 до 25°С.
При укладке бетонной смеси на промороженное основание необходимо при теплотехническом расчете учитывать теплопотери на отогрев металла, опалубки, грунта (старого бетона).

Особенности укладки бетонной смеси с формиатом натрия:

Для предотвращения замораживания бетонной смеси с добавкой формат натрия, необходимо следить за тем, что б непосредственно после укладки бетонной смеси в форму, опалубку температура свежеуложенной смеси превышала температуру замерзания смеси не менее чем на 5°С.
Бетонную смесь с формиатом натрия можно перевозить в неутепленной таре, но с обязательной защитой от атмосферных осадков.
Перед укладкой бетонной смеси с формиатом натрия необходимо удалить снег, наледь с ранее уложенного бетона и всех иных поверхностей которые будут вступать в контакт с вновь уложенным бетоном.
При подаче в смесительную установку все инертные заполнители должны быть отогреты.

Ограничения по применению формиата натрия:
Бетон с добавкой формиата натрия запрещается применять:

В предварительно-напряженных конструкциях, армированных сталью классов Ат-IV, Ат-V, Ат-VI, А-IV и А-V;
В бетонных и железобетонных конструкциях и изделиях, предназначенных для эксплуатации в водных и газовых средах при относительной влажности воздуха более 60% при наличии в заполнителе включений реакционноспособного кремнезема.
В железобетонных конструкциях и изделиях для электрифицированного транспорта и промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток. При наличии блуждающих токов.
Заполнители не должны содержать включений реакционноспособного кремнезема (опал, халцедон и др.).
Заполнители не должны содержать, частиц льда и смерзшихся комьев размером более 10 мм.

Техника безопасности:
Формиат натрия взрывобезопасен и негорюч, нереакционноспособен, не образует токсичных соединений с другими веществами в воздушной среде и сточных водах. Формиат натрия относится к веществам третьего класса опасности по ГОСТ 12.1.007. Вызывает раздражение верхних дыхательных путей и слизистых оболочек, при попадании на кожу необходимо смыть большим количеством воды.

Применяется для приготовления и укладки бетонов, растворов (монолитные бетонные и железобетонные конструкции, замоноличивания стыков, сборные бетонные и железобетонные конструкции) в зимних условиях при отрицательных температурах до -15°С, при соблюдении норм зимнего бетонирования.

При бетонировании монолитных конструкций должен быть осуществлен выбор способа выдерживания бетона (метод термоса, греющий шнур, теплая опалубка итд.) Прочность бетона к моменту замерзания должна составлять не менее 30% от проектной.

Основные свойства:

Формиат натрия снижает точку замерзания воды затворения для бетонов и цементных растворов
Более низкий (в 3-4 раза) процент ввода в бетоны и растворы, по сравнению с другими добавками (нитрит натрия, поташ).
Обеспечивает быстрый набор прочности бетона (раствора) 30% и более в первые сутки, а также длительную жизнеспособность бетонной смеси.
Не образует токсичных соединений с другими веществами в воздушной среде и сточных водах, взрывобезопасен и не горюч.

Способы применения:

Перед употреблением взболтать и ввести в воду затворения или непосредственно в готовую бетонную смесь.
Температура приготовления бетонной смеси или раствора, несмотря на использование добавки, не должна быть ниже + 5°С. Это достигается подогревом одного или нескольких компонентов, например, воды.
Дозировка добавки в жидком виде на 100 кг цемента в бетоне:

Упаковка и фасовка:

Пластиковые канистры 5, 10 и 20л., пластиковые бочки 220 л., еврокубы 1 м.куб., налив.

Хранение и транспортировка:

Хранить при температуре не ниже -10 С. При замерзании и оттаивании не теряет качественные показатели. Гарантийный срок хранения в фирменной упаковке в сухом помещении – 36 месяцев. Фасовка: пластиковая канистра 10, 20 литров, налив в цистерны и емкости любого типа.

Меры безопасности:

Формиат натрия взрывобезопасен и не горюч, не реакционноспособен, не образует токсичных соединений с другими веществами в воздушной среде и сточных водах. Формиат натрия относится к веществам третьего класса опасности по ГОСТ 12.1.0076. При попадании на кожу необходимо смыть большим количеством воды. При работе с формиатом натрия следует применять индивидуальные средства защиты — халат, респиратор, резиновые перчатки.

Состав: формиат натрия не более 27%, но не менее 23%, вода деминерализованная 70% и более.

Формиат натрия (натрий муравьинокислый) – это химическое соединение с формулой HCOONa (HCO₂Na). Формиат натрия – это побочный продукт, получаемый при производстве пентаэритрита. Технический формиат натрия представляет собой формиат натрия с незначительной примесью пентаэритрита и его производных. Формиат натрия наиболее часто используется в качестве восстановителя в реакциях органического синтеза. Технический формиат натрия применяется в качестве противоморозной добавки при производстве строительных конструкций из бетона, в кожевенной промышленности в качестве агента в преддубильных технологических операциях, а также как сырьё в производстве муравьиной кислоты и других химических продуктах. Формиат натрия хорошо растворим в воде, плохо растворяется в спиртах и не растворим в эфирах.

В настоящее время в промышленной химии пока не существует самостоятельной технологии производства формиата натрия. Производство формиата натрия обеспечивается дополнительным циклом технологической обработки, как для продукта попутного происхождения при производстве пентаэритрита. Попытки синтезировать формиат натрия осуществлялись много раз но, несмотря на это, пока плодотворных результатов не принесли. Кроме этого, все предпринятые попытки синтеза формиата натрия оказались высоко затратными, что в конечном итоге и повлияло на безуспешность внедрения этих способов в промышленное производство. Трудности промышленного получения формиата натрия связаны с определенными проблемами в очистке химического соединения. Незначительная примесь пентаэритрита (C₅H₁₂O₄) и производных от него всегда содержаться в конечном составе формиата натрия.

Благодаря своим свойствам формиат натрия широко используется в промышленности. Технический формиат натрия применяется в качестве противоморозной добавки при производстве различных строительных конструкций из бетона. Нормальная температура для твердения (схватывания) бетонного раствора от +15 до +20 °С. При снижении температуры твердение бетона и раствора замедляется, а при 0 °С и ниже прекращается, поэтому при зимнем бетонировании используются специальные противоморозные добавки, позволяющие бетонировать при температурах до минус 15 °С.

Противоморозные добавки (присадки) – специальные химические соединения, способствующие твердению бетона и раствора при отрицательных температурах до минус 15 °С за счёт ускорения процесса гидратации цементного камня с максимальным вовлечением имеющейся воды. Основное предназначение противоморозных присадок:

сохранение необходимой подвижности бетонной смеси;
ускорение процесса твердения бетона;
ускорение процесса гидратации цемента, так как при минусовых температурах реакция твердения сильно замедляется.

В качестве противоморозной добавки формиат натрия применяется при строительстве монолитных бетонных и железобетонных конструкций, монолитных частей сборно-монолитных конструкций и при замоноличивании стыков сборных конструкций, а также при возведении сборных бетонных и железобетонных конструкций на полигонах, при установившейся среднесуточной температуре окружающего воздуха ниже +5 °С. Одним из главных преимуществ формиата натрия перед традиционным добавками является его более низкий процент ввода в бетонный раствор. Формиат натрия вводиться в бетонную смесь в виде водного раствора с концентрацией 30-45 %. Для того, чтобы увеличить скорость растворения формиата натрия рекомендуется перемешивать раствор с подогретой водой до температуры 40-70 °С.

Свойства формиата натрия в качестве противоморозной добавки в бетон обеспечивают проведение работ при отрицательных температурах, на морозе, для того, чтобы бетонный раствор не замерз при отверждении. Формиат натрия обеспечивает при отрицательной температуре сохранность жидкой фазы бетона, необходимой для эффективного затвердевания без промерзания. Данное свойство формиата натрия помогает избегать дополнительного подогрева строительных материалов, а также последующего подогрева уложенного бетона при температуре до минус 15 °С. Для более эффективного смешивания бетонного раствора рекомендуется вводить формиат натрия вместе с водой затворения в бетоносмеситель через специальный дозатор химических добавок, при этом следует снизить расход воды затворения на 7-13 %.

Бетон с формиатом натрия допускается применять, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона с максимально допускаемой дозировки добавки не опустится ниже минус 15 °С. Расход формиата натрия в пересчете на сухое вещество следующий:

2-3 % от массы цемента, при расчетной температуре твердения до минус 5 °C;
3-4 % от массы цемента, при расчетной температуре твердения до минус 10 °C;
4-6 % от массы цемента при расчетной температуре твердения до минус 15 °C.

Запрещается применять бетон с добавкой формиат натрия в нескольких случаях:

В конструкциях, предварительно напряженных, армированных сталью классов Ат-IV, Ат-V, и А-V.
В железобетонных и бетонных конструкциях и изделиях, которые предназначены для эксплуатации в газовых и водных средах при относительной влажности воздуха более 60 %, если в заполнителе имеются включения реакционно-способного кремнезема.
В железобетонных изделиях и конструкциях промышленных предприятий, а также для электрифицированного транспорта потребляющего постоянный электрический ток.

Кроме формиата натрия в России при строительстве в условиях отрицательных температур, также применяются и другие противоморозные присадки для бетона: нитрит натрия технический, формиат кальция технический, калий углекислый (поташ), хлористый кальций. Каждая из этих присадок имеет, как свои преимущества, так и недостатки.

Формиат натрия представляет собой кристаллический порошок белого или серого цвета без посторонних примесей, видимых невооруженным глазом. Допускается зеленоватый оттенок.

Читайте также: