НОМЕНКЛАТУРА

Общее описание

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 %.

Формиат натрия обеспечивает ускорение твердения бетона, потому, что он меняет растворимость силикатных составляющих цемента и образует с продуктами его гидратации основные или двойные соли. Поскольку кристаллизация солей происходит с увеличением объема, накопление их в отдельных зонах конструкций может привести к дефектам и разрушению этих зон. Поэтому для снижения внутренних напряжений в бетоне и, поскольку формиат натрия не обладает пластифицирующими и водоредуцирующими свойствами, для повышения подвижности бетонных смесей и снижения отношения вода/цемент его традиционно используют совместно с суперпластификатором С-3 порошкообразным или жидким. Расход суперпластификатора С-3 в этом случае вне зависимости от температурных условий составляет 0,8-1,0 % по сухому веществу от массы цемента. Суперпластификатор С-3 также необходимо предварительно развести в воде, можно совместно с формиатом натрия.

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.

Внешний вид

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

Физико-химические показатели