Время твердения бетона таблица: График набора прочности бетона, таблица прочности бетона

Содержание

Таблица прочности бетона при твердении


Набор бетоном прочности

.

Схватывание и твердение

Прочность бетона считается  его основным свойством и отражает качество монолитной конструкции, так как напрямую связана со структурой бетонного камня.  Твердение бетона – сложный физико-химический процесс, при котором взаимодействуют цемент и вода. В результате гидратации цемента образуются  новые соединения, и формируется бетонный камень.

При твердении бетон набирает прочность, но происходит это не одномоментно, а в течение длительного периода времени. Набор прочности бетона происходит постепенно – в течение многих месяцев.

Набор прочности условно делят на два этапа:

1. Стадия первая — схватывание бетона 

Схватывание происходит в первые сутки с момента приготовления бетонной смеси. Время схватывания бетонной смеси напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре 20 °С процесс схватывания занимает всего 1 час: цемент начинает схватываться примерно через 2 часа с момента затворения цементного раствора, а окончание схватывания происходит примерно через 3 часа. С понижением температуры начало этой стадии отодвигается, а длительность значительно увеличивается. Так, при температуре воздуха около 0 °С период схватывания бетона начинается через 6-10 часов после затворения бетонной смеси и растягивается до 15-20 часов. При повышенных температурах период схватывания бетонной смеси сокращается и может достигать 10-20 минут.

В течение периода схватывания бетонная смесь остается подвижной и на неё можно воздействовать. Благодаря механизму тиксотропии (уменьшение вязкости субстанции при механическом воздействии) при перемешивании несхватившегося до конца бетона, он остается в стадии схватывания, а не переходит в стадию твердения. Именно это свойство бетонной смеси используют при её доставке на бетоносмесителях: смесь постоянно перемешивается в миксере, чтобы сохранить её основные свойства. Во вращающемся миксере автобетоновоза бетон не твердеет в течение длительного времени, но при этом с ним происходят необратимые последствия (говорят бетон «сваривается»), что  в дальнейшем значительно снижает его качества.

Особенно быстро бетонная смесь сваривается летом.

2. Стадия вторая — твердение бетона 

Твердение бетона наступает сразу после схватывания цемента. Процесс твердения и набор прочности продолжается в течение нескольких лет. При этом марка бетона определяется в возрасте 28 суток. Процесс набора прочности и график набора прочности описаны ниже.

.

Как и сколько бетон твердеет и набирает прочность

Класс бетона по прочности оценивают в возрасте 28 суток. Для испытаний берут образцы в форме стандартного куба со стороной 15 см, испытуемый образец при этом выдерживают при температуре 20±3°С и относительной влажности воздуха 95±5%. Эти параметры хранения бетонной смеси и есть нормальные условия твердения бетона, а сама камера для хранения испытуемых образцов  называется камерой нормального хранения (НХ).

При отклонении температуры твердения в большую сторону от «нормальной» получают твердение бетона при повышенной температуре, а при отклонении в меньшую – твердение при пониженной температуре.

В таблице приведена информация о наборе прочности бетона марок М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500 в первые 28 суток в зависимости от среднесуточной температуры:

График набора прочности при различных температурах твердения приведен ниже (за 100% берется набор марочной прочности в первые 28 суток):

 Для справки: данными вышеприведенной таблицы и графика можно воспользоваться для определения срока распалубки монолитной железобетонной конструкции, который в соответствии с нормативными документами наступает с того момента, когда бетонная смесь наберет 50-80% от своей марочной прочности (подробнее в статьях «Когда снимать опалубку» и «Уход за бетоном»).

Для твердения бетона характерны следующие особенности:

  • чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленнее происходит твердение и нарастает прочность;
  • при температуре ниже 0°С  вода, необходимая для гидратации цемента, замерзает и твердение прекращается. При последующем  повышении температуры твердение и набор прочности возобновляются;
  • при прочих равных условиях во влажной среде к определенному сроку бетон приобретает прочность выше, чем при твердении на воздухе;
  • в сухих условиях дальнейшее твердение замедляется и практически прекращается, из-за отсутствия влаги, необходимой для гидратации цемента;
  • при повышении температуры до 70-90° С и максимальной влажности скорость нарастания прочности значительно увеличивается. Именно такие условия создают при пропаривании бетона паром высокого давления в автоклавах.

Заметим, что скорость набора прочности бетона – величина непостоянная. Твердение имеет наибольшую интенсивность в первые 7 суток с момента заливки бетонной смеси.  При нормальных условиях твердения  через 7—14 дней бетон набирает  60—70% от своей 28-дневной прочности. В дальнейшем набор прочности не прекращается, но происходит гораздо медленнее, а к трехлетнему возрасту прочность бетона может достигать 200-250% от величины, определенной в возрасте 28 суток.

.

От чего зависит набор прочности и твердение

На набор прочности бетона влияют множество факторов, среди них можно выделить следующие:

  • тип цемента, используемого при производстве бетонной смеси;
  • температура, при которой происходит твердение бетона;
  • водоцеметное отношение;
  • степень уплотнения бетонной смеси.

Влияние каждого из вышеперечисленных факторов на твердение и набор прочности приведено ниже в виде таблицы и графиков.

Зависимость от типа цемента и температуры твердения:

Ниже приведены данные по набору тяжелым бетоном относительной прочности в зависимости от вышеуказанных двух параметров (типа цемента и температуры твердения).

Время твердения, суток

Тип цемента

Относительная прочность бетона при различных температурах твердения

30 оС

20 оС

10 оС

5 оС

1

Б

0,45

0,42

0,26

0,16

Н

0,37

0,34

0,21

0,12

М

0,23

0,19

0,11

0,06

2

Б

0,58

0,58

0,37

0,22

Н

0,52

0,5

0,32

0,19

М

0,38

0,34

0,21

0,12

3

Б

0,65

0,66

0,43

0,26

Н

0,6

0,6

0,38

0,23

М

0,47

0,45

0,28

0,17

7

Б

0,78

0,82

0,54

0,33

Н

0,75

0,78

0,51

0,31

М

0,67

0,68

0,44

0,27

14

Б

0,87

0,92

0,61

0,38

Н

0,85

0,9

0,6

0,37

М

0,81

0,85

0,56

0,34

28

Б

0,93

1,0

0,71

0,45

Н

0,93

1,0

0,7

0,43

М

0,93

1,0

0,67

0,41

56

Б

0,98

1,06

0,8

0,51

Н

1,0

1,08

0,79

0,49

М

1,0

1,12

0,76

0,47

М – медленнотвердеющий портландцемент; Н – нормальнотвердеющий портландцемент;

Б – быстротвердеющий портландцемент.

Промежуточные значения – определяются интерполяцией;

1 (единица) относительной прочности – прочность бетона через 28 суток при температуре твердения 20 оС. При включении в состав бетонной смеси добавок, способных повлиять на динамику процесса твердения,  –  скорость набора прочности изменяется.

Зависимость прочности бетона от уплотнения и водоцеметного отношения:

podomostroim.ru

Набор прочности бетона — температура, влажность, гидратация

Возведение конструкций различной конфигурации и назначения предполагает заливку фундамента. Поэтому многие строители, преимущественно начинающие, интересуются тем, каково же время набора прочности бетона. Сразу стоит отметить, что этот процесс зависит от многочисленных моментов, среди которых не только условия окружающей среды, но и составляющие самого раствора, используемого для заливки фундамента.

В этой статье мы попробуем разобраться, как набирает прочность бетон и есть ли методы ускорения этого процесса.

Содержание

В чем суть процесса?

Условно, он делится на 2 этапа:

  1. Схватывание. Этот этап происходит в течение первых 24 часов после замешивания основы. Время схватываемости раствора зависит от показателей температуры в помещении или на улице. И если обеспечить должные условия, то можно ускорить схватывание бетонной массы.
  2. Твердение. Как только основа схватится, то наступает затвердение. Как ни странно, но затвердевание фундамента продолжается в течении 12-24 месяцев. При этом заявленные производителем значения, при обеспечении благоприятных условий, определяется на 28 день после заливки.

Интересно, что во многих источниках можно найти, от чего зависит кинетика набора прочности – температур, время. влажность, качество ингредиентов. Но мало где найдешь ответ на вопрос, за счет чего бетон набирает прочность? Это происходит в процессе гидратации цемента.

В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:

  • аллит;
  • белит;
  • трехкальциевый алюминат;
  • четырехкальциевый аллюмоферрит.

Первым при замесе в реакцию вступает аллит, но это самый хрупкий минерал. Далее идут алюминаты и алюмоферриты. Последним в реакцию вступает белит, он же и дает необходимую прочность. При этом он гидратируется постепенно, ежегодно набирая нужные параметры. Даже спустя 50 лет процесс гидратации идет, соответственно, все это время бетон продолжает набирать прочность.

Процесс гидратации цемента начинается с момента смешения с водой и продолжается в течение долгого времени

Что же касается именно бетона, то его параметры зависят от степени гидратации цемента. Если речь идет о низкой степени, то спустя 4 недели она достигнет искомых 90%. В высокопрочном составе через это же время будет только половина (до 49%), и в дальнейшем с течением времени она будет только нарастать. В среднем за 3-5 лет прирост составляет порядка 60%.

Что влияет на вызревание фундамента

Как было сказано ранее, на то, сколько бетон набирает прочность, влияет целый ряд нюансов, к основным из которых относится:

  • температурные условия окружающей среды;
  • уровень влажности в месте, где производится заливка основы;
  • марка цемента;
  • время.
Температурные условия

Набор прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды, это актуальный вопрос для большинства людей, которые собственными силами занимаются заливкой фундамента. Тут стоит запомнить одно главное правило: чем холоднее на улице или в помещении, где проводится бетонирование поверхности, тем больше время твердения.

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

При температуре ниже 0°С укрепление основы приостанавливается и, как следствие, срок набора прочности увеличивается на неопределенное время. Порой достижение заявленных производителем прочностных характеристик происходит спустя несколько лет. Это когда процесс происходит в северных регионах. Такое явление обусловлено тем, что вода, имеющаяся в цементной массе, замерзает. А поскольку за счет влаги обеспечивается необходимая для процесса гидратация, то и затвердевание, так сказать, «замораживается».

Но как только на улице начнет теплеть и станет выше нулевой отметки, твердение продолжится. И так далее. Так выглядит набор прочности бетона в зависимости от температуры.

Теплые погодные условия «активизируют» и ускоряют твердение цементной основы. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна увеличению показателей окружающей среды. Так, при 40°С заявленные производителем показатели достигаются через 7-8 дней. Именно по этой причине многие опытные специалисты рекомендуют проводить заливку бетонного фундамента на приусадебном участке в жаркую погоду, за счет чего требуется гораздо меньше времени на организацию всего строительного процесса в целом, нежели в случае с заливкой фундамента в более холодную погоду.

Зимой, как только температура опускается до отметки 0 градусов, процесс гидратации полностью прекращается

Но даже в этом случае не стоит «пережаривать» бетон – пока нижние слои схватятся, верхние начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При проведении работ в жаркое время поверхность 2-3 раза в день обильно поливают водой и накрывают целлофаном.

За сколько бетон набирает прочность в зимнее время года? По сути, возведение фундамента зимой – это трудоемкий процесс, который требует использования специального оборудования для регулярного прогрева цементной массы с целью ускорения процесса его затвердевания.

При работе с бетонной массой с целью ускорения ее затвердевания нагрев свыше 90°С недопустим. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.

Для того, чтобы понять каким образом температура влияет на процесс затвердевания, можно изучить график набора прочности бетона. Это позволит визуально разобраться в данном явлении. График набора состоит из линий, которые выстроены на основании данных, собранных для цемента М400 при разном режиме.

График твердения бетона позволяет определить, какое процентное соотношение от марочных показателей будет достигнуто через некоторый временной промежуток. Проще говоря, по этим линиям можно узнать, сколько дней масса набирает марочное значение твердости при той или иной температуре.

График набора прочности по марке цемента

Время

С целью определения оптимального, можно даже сказать, безопасного срока начала проведения строительных работ зачастую берется во внимание таблица набора прочности. По ней можно с легкостью определить за какое время застынет фундамент, приготовленной из той или иной марки цемента. Поэтому опытные специалисты всегда и пользуются подобными информационными таблицами.

Марка цемента

Среднесуточная t цементной основы, °С

Срок затвердевания по суткам

1

2

3

5

7

14

28

Показатели твердости бетонной массы на сжатие (% от заявленной)

М200-300, замешанный на портландцементе марки 400-500

2

3

6

8

12

15

20

25

0

5

12

18

28

35

50

65

+5

9

19

27

38

48

62

77

+10

12

25

37

50

58

72

85

+20

23

40

50

65

75

90

100

+30

35

55

65

80

90

100

В том случае, если нормативно-безопасный срок установлен на отметке в 50%, то самым оптимальным сроком старта строительных работ будет 72-80% от заявленных марочных показателей.

Показатели влажности

Сниженные показатели влажности окружающей среды негативно отражаются на процессе твердения фундаментной базы. При полнейшем отсутствии влаги процесс гидратации практически не происходит, и набор твердости неизбежно останавливается. Именно поэтому очень важно следить за влажностью заливаемого фундамента.

Если в помещении или на улице, где осуществляется заливка или кладка фундамент, повышенная влажность (70-90°), то скорость нарастания прочностных показателей возрастает.

Прогрев до такого высокого температурного режима при минимальных значениях влажности обязательно приведет к засыханию залитой поверхности и снизит скорость твердения. Чтоб избежать таких последствий, необходимо регулярно производить увлажнение. При таких обстоятельствах в жаркую погоду твердение будет происходить очень быстро.

ВИДЕО: Сколько твердеет бетон

Состав и эксплуатационные данные цемента

Если цемент обладает способностью тепловыделения и сразу после заливки он быстро твердеет, то после замерзания в цементной массе воды процесс твердения неизменно остановится. По этой причине во время строительных работ холодное время года лучше отдавать предпочтение смесям, приготовленным на основе противоморозных добавок.

Так, к примеру, глиноземистая масса после заливки выделяет в 7 раз больше теплоэнергии, нежели обычный портландцемент. Благодаря этому замешанная на основе такого цемента строительная смесь способна быстро набирать прочность даже при температуре ниже 0°С. что, собственно, и обусловлено его популярностью использования в холодное время года.

Стоит отметить и то, что марка цемента также влияет на скорость твердения заливки или кладки. Представленная дальше таблица наглядно демонстрирует эти данные.

Марка цемента

Показатели критической твердости (% от заявленной), минимум

Для предварительно напряженных поверхностей

70

М15-150

50

М200-300

40

М400-500

30

Вот, собственно, и все, что нужно знать о затвердевании фундамента. Надеемся, эта информация будет использована вами на практике и поможет достичь поставленной задачи наилучшим образом!

ВИДЕО: Как ускорить затвердевание бетона

nagdak.ru

Дача и Дом

Уход за бетоном

Стоп-халтура! Очень и очень многие дачные строители думают, что следующая важная операция после окончания укладки бетона в опалубку – это распалубка и наслаждение результатами своего труда. На самом деле это не так. После окончания укладки бетона в опалубку начинается следующий серьезный строительный технологический процесс – уход за бетоном. С помощью создания оптимальных условий для гидратации в процессе ухода за бетоном достигается планируемая марочная прочность бетонного камня. Отсутствие этапа ухода за бетоном может привести к деформациям, возникновению трещин и уменьшению скорости набора прочности бетоном. 

Уход за бетоном – это комплекс мероприятий по созданию оптимальных условий для выдерживания бетона до набора установленной марочной прочности.   Основные цели ухода за бетоном:
  • Минимизировать пластическую усадку бетонной смеси;  
  • Обеспечить достаточную прочность и долговечность бетона;
  • Предохранить бетон от перепадов температур;
  • Предохранить бетон от преждевременного высыхания;
  • Предохранить бетон от механического или химического повреждения.

Уход за свежеуложенным бетоном начинается сразу же после окончания укладки бетонной смеси и продолжается до достижения 70 % проектной прочности [пункт 2.66 СНиП 3.03.01-87] или иного обоснованного срока распалубки. По окончании бетонирования необходимо осмотреть опалубку на предмет сохранения заданных геометрических размеров, течей и поломок. Все выявленные дефекты следует устранить до начала схватывания бетона (1-2 часа от укладки бетонной смеси). Твердеющий бетон необходимо предохранять от ударов, сотрясений и любых других механических воздействий. В начальный период ухода за бетоном, сразу же после окончания его укладки  во избежание размыва и порчи его поверхности, бетон следует укрыть полиэтиленовой пленкой, брезентом или мешковиной. Особенно тщательно следует сохранять температурный и влажностный режим твердения бетона. Нормальная влажность для твердения это 90-100% в условии избытка воды. Как показано выше  в таблице № 52 набор прочности в условиях влажности существенно увеличивает итоговую прочность цементного камня. 

При преждевременном обезвоживании (которое также может произойти при утечке цементного молока из негидроизолированной опалубки) бетон получает недостаточную прочность поверхностей, склонность к отслаиванию песка от бетона, увеличенное водопоглощение, сниженную устойчивость против атмосферных и химических воздействий. Также при преждевременном обезвоживании возникают ранние усадочные трещины, и возникает опасность последующего образования поздних усадочных трещин. Преждевременные усадочные трещины образуются в первую очередь вследствие быстрого уменьшения объема свежеуложенного бетона на открытых участках поверхности за счет испарения и выветривания воды. При высыхании бетона он уменьшается в объеме и дает усадку. В результате этой деформации возникают структурные и внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам. Усадочные трещины появляются сначала на поверхности бетона, а затем могут проникать вглубь. Поэтому необходимо позаботиться об отсроченном высыхании бетона. Оно должно начаться только тогда, когда бетон наберет достаточную прочность, чтобы выдерживать усадочное напряжение без образования трещин.  При образовании ранних трещин, когда бетон еще остается пластичным, образующиеся усадочные трещины можно закрыть с помощью поверхностной вибрации.

Высыхание бетона ускоряется на ветру, при пониженной влажности  и при температуре воздуха ниже, чем температура твердеющего бетона. Поэтому поверхность бетона надо предохранять от высыхания в период ухода за бетоном.  После того как бетон наберет прочность 1,5 МПа (примерно 8 часов твердения) нужно регулярно увлажнять поверхность бетона водой путем рассеянного полива (не струей!).  Можно укрыть поверхность мешковиной, брезентом или опилками и смачивать их водой, укрывая сверху полиэтиленовой пленкой, создавая условия по типу влажно-высыхающего компресса.   Увлажнение бетона не проводится при среднесуточных температурах ниже +5°С. При угрозе промерзания бетон можно укрыть дополнительно теплоизолирующими материалами (пенопластом, минеральной ватой, ветошью, сеном, опилками и т.п.).   Даже если постоянное увлажнение бетона водой невозможно, бетон следует укрыть полимерной пленкой толщиной не менее 0,2 мм (200 микрон). Полотнища пленки должны быть уложены максимально возможными цельными кусками с минимум швов. Соединяют полотнища пленки внахлест с перекрытием в 30 см с проклейкой клейкой лентой. Кромки пленки должны плотно прилегать к бетону, чтобы минимизировать испарение воды из-под пленки. Во избежание повреждения свежеуложенного бетона движущими грунтовыми водами необходимо оградить его от размывания до достижения прочности не ниже 25% (1-5 суток в зависимости от условий при положительной температуре). Срок окончания ухода за бетоном совпадает со сроком его безопасной распалубки.

Таблица №69. Относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения

Бетон

Срок твердения,

суток

Среднесуточная температура бетона, °С

-3

0

+5

+10

+20

+30

   

прочность бетона на сжатие % от 28-суточной

М200 — М300 на портландцементе

М-400, М-500

1

3

5

9

12

23

35

2

6

12

19

25

40

55*

3

8

18

27

37

50

65

5

12

28

38

50

65

80

7

15

35

48

58

75

90

14

20

50

62

72

90

100

28

25

65

77

85

100

*Условно безопасный строк начала работ на фундаменте.

Уход за бетоном и температурный режим Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C. При бетонировании при среднесуточной температуре воздуха от + 5°C до — 3°C, температура бетонной смеси при массе цемента более 240 кг /м3  (марка бетона М200 и выше) должна быть не менее +5°C, а при меньшем количестве цемента не менее +10°C.

Безопасное бетонирование при температуре воздуха менее — 3°C  и однократное замораживание  бетона и его оттаивание возможно только тогда, когда температуру бетонной смеси как минимум в течение 3 дней поддерживалась на уровне не ниже + 10 °C.  

Бетонирование при холодной погоде При холодной погоде наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может  разрушиться.   Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем  бетоне систему капиллярных пор. При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).

Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица №70. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM*)

 

Температура бетона (среднесуточная температура)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

 

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

 М400 Д20 32,5Н (32,5N)

5

3 ½

2

32,5R (быстротвердеющий)

2

1 ½

1

42,5N

2

1 ½

1

45,5R (быстротвердеющий)

¾

½

½

*Международный союз лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций.

Таблица № 71 Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию *

Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

+5°C

+10°C

В7,5-В10 (М100)

50

14

10

В12,5-В25 (M150 – М350)

40

9

6

В30 (М400) и выше

30

6

4

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

70

25

20

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

20

4

3

*Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3. 03.01-87 К эффективным мерам для производства работ по бетонированию в зимнее время относятся:

  • использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R”  в классе прочности),
  • повышение содержания цемента в бетонной смеси,
  • снижение водоцементного отношения,
  • предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.03.01-87] ,
  • использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

  • одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
  • после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
  • продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 — 2 минуты), 
  • продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2.56  СНиП 3.03.01-87].  После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях).  При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5°C не рекомендуется.

Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период. Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда­ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6.6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Бетонирование при жаркой погоде Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси  приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов. При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50%  для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза.  Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87].  Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона. Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей. При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки.   В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед. Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или  непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается. Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.

Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Таблица №72. Мероприятия по уходу за бетоном в зависимости от температуры воздуха.

Мероприятия по уходу за бетоном

Температура воздуха °C

от -3°C до +5°C

от +5°C до +10°C

от +10°C до +15°C

от +15°C до +25°C

> +25°C

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность, увлажнять опалубку, покрыть бетон влагосохраняющим  материалом

Да при сильном ветре

Да

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность.

Да

Да

Да

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию

Да

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию, устроить парник, подогревать 3 дня до T +10°C

Да

Постоянно поддерживать тонкий слой воды на поверхности бетона

Да

Да

Да

Да

dom. dacha-dom.ru

Бетон — время схватывания и набора прочности

Подавляющее большинство самодеятельных строителей считают по не совсем понятным причинам, что за окончанием укладки в опалубку либо завершением работ по выравниванию стяжки процесс бетонирования законченным. Между тем, время схватывания бетона значительно больше, чем время на его укладку. Бетонная смесь – живой организм, в котором по окончании укладочных работ происходят сложные и протяженные по времени физико-химические процессы, связанные с превращением раствора в надежную основу строительных конструкций.

Прежде чем производить распалубку и наслаждаться результатами приложенных усилий, нужно создать максимально комфортные условия для созревания и оптимальной гидратации бетона, без которой невозможно достижение требуемой марочной прочности монолита. Строительные нормы и правила содержат выверенные данные, которые приведены в таблицах времени схватывания бетона.

Температура бетона, ССрок твердения бетона, сутки
12345671428
Прочность бетона, %
0202631353943466177
10273542485155597591
153039455255606481100
203443505660656987
303951576468737695
4048576470758085
5049627078849095
60546878869298
7060738496
80658092

Содержащиеся в официальных таблицах данные, конечно, должны служить ориентиром при самостоятельном обустройстве бетонных или железобетонных конструкций. Но применение таких данных должно происходить в плотной практической привязке к реальным условиям строительства.

Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы

Процессы, связанные с проведением мероприятий, которые предшествуют распалубке, содержат несколько технологических приемов. Цель выполнения таких мероприятий одна – создание железобетонной конструкции, максимально соответствующей по своим физико-техническим свойствам параметрам, которые заложены в проект. Основополагающим мероприятием, безусловно, является уход за уложенной бетонной смесью.

Уход заключается в выполнении комплекса мероприятий, которые призваны создать условия, оптимально соответствующие происходящим в смеси физико-химическим преобразованиям, во время набора прочности бетона. Неукоснительное следование предписанным технологией ухода требованиям позволяет:

  • свести к минимальным значениям усадочные явления в бетонном составе пластического происхождения;
  • обеспечить прочностные и временные значения бетонного сооружения в параметрах, предусмотренных проектом;
  • предохранить бетонную смесь от температурных дисфункций;
  • препятствовать прелиминарному отвердению уложенной бетонной смеси;
  • предохранить сооружение от различного происхождения воздействий механического или химического генеза.

Процедуры ухода за свежеобустроенной железобетонной конструкцией следует начинать непосредственно по окончании укладки смеси и продолжаться до тех пор, пока ей не будет достигнуто 70 % прочности, предусмотренной проектом. Это предусматривается требованиями, изложенными в пункте 2.66 СНиПа 3.03.01. Распалубку можно провести и в более ранние сроки, если это обосновано сложившимися параметрическими обстоятельствами.

После окончания укладки бетонной смеси следует провести осмотр опалубочной конструкции. Цель такого осмотра – выяснение сохранения геометрических параметров, выявление протечек жидкой составляющей смеси и механических повреждений элементов опалубки. С учетом того, сколько времени застывает бетон, точнее сказать – с учетом времени его схватывания, проявившиеся дефекты необходимо устранить. Среднее время, за которое может схватиться свежеуложенная бетонная смесь, составляет около 2-х часов, в зависимости от температурных параметров и марки портландцемента. Конструкцию необходимо предохранять от любого механического воздействия в виде ударов, сотрясений, вибрационных проявлений столько, сколько времени сохнет бетон.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Бетонная смесь любого состава имеет свойство схватываться и получать необходимые прочностные характеристики при прохождении двух стадий. Соблюдение оптимального соотношения временных, температурных параметров и значений приведенной влажности имеет определяющее значение для получения монолитной конструкции с запланированными свойствами.

Стадийные характеристики процесса заключаются в:

  • схватывании бетонного состава. Время предварительного схватывания не велико и составляет ориентировочно 24 часа при средней температуре +20 Со. Начальные процессы схватывания происходят в течение первых двух часов по затворении смеси водой. Окончательное схватывание происходит, как правило, в течение 3–4 часов. Применение специализированных полимерных добавок позволяет, при определенных условиях, период начального схватывания смеси сократить до нескольких десятков минут, но целесообразность такого экстремального метода бывает оправданной по большей части при поточном производстве железобетонных элементов промышленных конструкций;
  • отвердевании бетона. Бетон набирает прочность, когда в его массе протекает процесс гидратации, иными словами – удаление воды из бетонной смеси. Часть воды при прохождении этого процесса удаляется при ее испарении, другая часть связывается на молекулярном уровне с составляющими смесь химическими соединениями. Гидратация может происходить при неукоснительном соблюдении температурно-влажностного режима отвердевания. Нарушение условий приводит к сбоям в прохождении физико-химических процессов гидратации и, соответственно, к ухудшению качества железобетонной конструкции.

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Логически понятно, что применение для приготовления бетонных составов разных марок портландцемента приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем меньше время для набора прочности требуется смеси. Но при использовании любой марки, будь это марка 300 либо 400, не следует прикладывать к железобетонной конструкции значительные механического характера нагрузки раньше, чем по истечении 28 дней. Хотя время схватывания бетона по таблицам, приведенным в строительных правилах, может быть и меньше. Особенно это касается бетонов, приготовленных с применением портландцемента марки 400.

Марка цементаВремя твердения различных марок бетона
за 14 сутокза 28 суток
100150100150200250300400
3000.650.60.750.650.550.50.4
4000.750.650.850.750.630.560.50.4
5000.850.750.850.710.640.60.46
6000.90.80.950.750.680.630.5

Проектирование, строительство и окончательное обустройство любых построек с применением железобетонных компонентов требует внимательного отношения ко всем стадиям возведения. Но от тщательности изготовления бетонных составляющих, в особенности фундаментов, в значительной степени зависит долговечность и надежность всего сооружения. Соблюдение сроков, за какое время схватываются бетонные смеси и составы, можно с уверенностью назвать основой успеха в любом строительном процессе.

betonshchik.ru

Время застывания бетона в зависимости от температуры, таблица

Чтобы получать на выходе качественные и долговечные бетонные конструкции, мастер должен знать параметры, характеристики и особенности этого материала. Только так можно подготовить правильные пропорции и высчитать время первичного схватывания и застывания смеси. Зная, сколько времени застывает бетон, специалист сможет распланировать дальнейшие строительные работы. Именно об этом показателе мы поговорим в этой статье. Если вы начинающий строитель, и открыли эту статью, чтобы узнать примерное время застывания, то мы дадим ответ сразу: Для набора прочности понадобиться 27-30 дней.

В статье будут рассмотрены следующие вопросы:

  1. Стадии застывания бетона.
  2. Высыхание на улице.
  3. Как повлиять на скорость застывания.

Этапы затвердевания

Время застывания бетона зависит от множества факторов. Сам процесс называется гидратацией. Термин можно описать и простыми словами: первоначальный состав преобразуется в гидрат кальция под действием молекул воды. В смеси цемент выступает вяжущим компонентом, он минерализуется, как результат, из раствора получается монолит. Бетонная смесь, которую вы аккуратно распределили по опалубке, за 30 суток проходит два этапа:

  • Схватывание (в первые часы после заливки).
  • Набор прочности (в последующий промежуток времени).

Первый этап – схватывание

Спустя 2 часа после заливки начинается схватывание, длится оно недолго. Если взять наиболее популярные марки M300 и M200, то у них схватывание проходит за 60 минут при температуре 20°C. Скорость зависит от температурных условий. При высоком показателе схватывание длится всего 20 минут, а при низком – около 4 часов.

Актуально сказать и про схватывание в холодных условиях. Если температура равно нулю, то процесс начинается только через 7-10 часов после заливки. Запоздание объясняется слабым протеканием химических реакций в холодных условиях. Длится оно 15-20 часов. Если на улице отрицательные температуры, схватывание даже не начнется без специальных добавок. Это нанесет огромный урон конструкции, поэтому в мороз бетонированием занимаются редко.

Полезный совет! Если вы решили заниматься строительством в холодное время года, то заранее позаботьтесь о теплой опалубке. Арматуру необходимо прогреть и очистить ото льда, касается это и основания. Летом использовать теплую опалубку нельзя. время высыхания бетона действительно сократится, но смесь потеряет всю жидкость, как результат, низкая прочность бетона.

Современные добавки только частично решают проблему схватывания в холодную погоду. Также нужно обеспечить подходящую температуру в опалубке. Проще всего это сделать при помощи теплоизоляционного материала. Что касается присадок, то необходимо тщательно изучить инструкцию к ним, где указаны пропорции.

Второй этап – затвердение

Вторая фаза занимает гораздо больше времени. Если на улице температура 20-25°C, показатель влажности составляет 67%, то время твердения занимает около 28 суток. Но чтобы набрать максимальную прочность, конструкции понадобится несколько лет. Ниже предоставлены полезные таблицы, по которым можно рассчитать, как долго будет длиться затвердение в ваших условиях.

 

Стандартная таблица, используемая профессиональными строителями

 

Таблица набора прочности

Особенности застывания на улице и примеры

Конкретную цифру назвать нельзя. Даже специалист не может определить точно время схватывания бетона. Назначение конструкции и условия, в которых она возводится – вот основные факторы, влияющие на застывание. Чтобы лучше разобраться в теме, стоит рассмотреть примеры:

  • Ленточное основание. Представим, что фундамент будет использоваться для легкого забора. В этом случае убирать опалубку уже можно через неделю и приступать к строительству самого забора.
  • Фундамент для частного дома. Для частного строительства чаще всего применяются марки бетона M300 и M200. Ленточное основание набирает прочность не меньше 28 суток. Что касается монолитной плиты, то ей потребуется 45-60 суток.
  • Промышленное строительство. Если речь идет о строительстве мостов, балок, дамб и других похожих конструкций, то здесь применяют марку M400. Она сохнет не менее 90 суток. Специалисты регулярно осматривают бетон и контролируют процесс застывания при помощи специальных приборов.

Можно ли повлиять на скорость застывания

В некоторых случаях сроки застывания необходимо поменять. Здесь мы рассмотрим только варианты, приемлемые для частного строительства. Чаще всего используется прогревание в опалубке или в помещении. Вместе с прогреванием в обязательном порядке используются теплоизоляционные материалы, которыми накрывается бетон. Важно контролировать испарение и регулярно опрыскивать смесь водой.

Полезный совет! Наиболее эффективное прогревание выполняется при помощи электропроводов, которые проходят по всей опалубке. Но есть у этого способа и недостаток: чрезмерный расход электроэнергии.

Время застывания бетона: что влияет, как ускорить

Специалистам строительной сферы известно, что время застывания бетона зависит от многих факторов. Поэтому прежде чем начать планировать строительный процесс, необходимо ознакомиться, в каких условиях бетонный раствор застывает быстро, а при каких засыхание замедляется. Важно помнить, что застывающий бетон очень капризный. Критически низкие или высокие температуры негативно сказываются на физико-технических функциях готовой поверхности.

Главные этапы застывания

Схватывание

Время схватывания бетона сравнительно непродолжительное, если во время работы с материалом соблюдались все правила и пропорции.

К примеру, обустраивая фундамент, после заливки достаточно подождать 24 часов, на протяжении которых материал полностью затвердеет. Если затворение цементобетонной массы водой происходит при температуре +20 °C, бетонная поверхность начнет схватываться уже через 1—1,5 часа. Полное засыхание происходит через 2,5—3 ч. Срок твердения бетона удастся существенно сократить, если к смеси добавить специальные пластификаторы, обеспечивающие быстрое схватывание.

Ниже представленная таблица показывает ориентировочный период застывания марок бетона, часто используемых в строительстве:

Марка, МПродолжительность схватывания, часов
2002—2,5
3001,5—2
4001—2

Отвердение

Процесс застывания бетона длительный и занимает, в целом, около двух недель до полного отвердения.

Важно помнить, что время высыхания бетона в первую очередь зависит от класса портландцемента. Кроме этого, нужно учесть, что слишком активное влаговыделение оказывает негативное влияние на качество, надежность и прочность готового изделия. Для полного отвердения фундамента потребуется подождать 1,5—2 недели, при этом опалубку не рекомендуется снимать раньше, чем через 7—12 дней, в противном случае устройство может разрушиться либо деформироваться. Разобраться, на протяжении какого периода и при каких температурах бетонная поверхность окончательно схватится, поможет график твердения бетона. Основываясь на представленные данные, получится ориентировочно определить, когда проводить демонтаж опалубки и продолжать возведение сооружения.

Что влияет на время застывания?

Компоненты

Процесс твердения бетона в первую очередь зависит от того, что за компоненты и в каких пропорциях входят в состав. Если в смесь добавлены материалы, увеличивающие пористость, обезвоживание раствора происходит медленнее. Когда же в растворе преобладают гравий, песок, жидкость испаряется быстрее. Важно помнить, что быстрое влаговыделение существенно снижает коэффициент прочности бетона. Эффективно справляться с этой проблемой помогу специальные добавки — замедлители схватывания.

Время года

На сроки готовности бетонной конструкции влияют различные экзогенные факторы. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды, застывание и полное отвердение может длиться от нескольких часов, до нескольких дней. Летом сушка проходит довольно быстро, однако в таких условиях конструкция может получиться непрочной, хрупкой. В холодную пору важно обеспечить изоляцию цементобетонной конструкции от влаги и низких температур. В условиях пониженных температур входящая в состав раствора жидкость испаряется 1—1,5 месяца.

Трамбовка

Важной процедурой, которая повышает прочность материала, является уплотнение смеси методом трамбовки.

То, насколько плотно уложена бетонная смесь, тоже зависит скорость ее застывания. Чем плотнее утрамбован раствор, тем влага медленнее покидает его. Благодаря такому эффекту показатель гидратации бетонной массы повышается. Трамбовка осуществляется методом виброобработки. В домашнем строительстве применяют штыкование.

После трамбования стяжка практически не поддается сверлению или резке. Если понадобится сделать отверстие, придется воспользоваться алмазным буром.

Как ускорить затвердение и возможно ли это?

Иногда в процессе строительства необходимо ускорить схватывание бетона. Распространенным способом заводского ускорения считается автоклавная обработка и запарка, во время которой на смесь оказывается воздействие высокими температурами во влажной среде. На месте уменьшить сроки застывания помогут специальные добавки-модификаторы. Чаще всего используют соли азотной кислоты, сульфат натрия, хлорид кальция. Ускорить затвердение под силу обыкновенным портландцементам, но при условии, что к ним будет добавлен вибродомол в мокром или сухом виде.

Время термообработки стали в зависимости от температуры и толщины поверхностного твердения

Связанные ресурсы: материалы

Время термообработки стали в зависимости от температуры и толщины поверхностного твердения

Технические материалы
Применение и проектирование

В следующей таблице указано время термообработки при известной температуре и результирующая глубина поверхностного упрочнения.

Термическая обработка
Время Часы

Температура, ºF

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1800

1850

Чемодан
Глубина
Толщина
Дюймы

1

0. 008

0,010

0,012

0,015

0,018

0,021

0,025

0,029

0,034

0.040

2

0,011

0,014

0,017

0,021

0,025

0,030

0,035

0.041

0,048

0,056

3

0,014

0,017

0,021

0,025

0,031

0. 037

0,043

0,051

0,059

0,069

4

0,016

0,020

0,024

0.029

0,035

0,042

0,050

0,059

0,069

0,079

5

0,018

0.022

0,027

0,033

0,040

0,047

0,056

0,066

0,077

0,089

6

0. 019

0,024

0,030

0,036

0,043

0,052

0,061

0,072

0,084

0.097

7

0,021

0,026

0,032

0,039

0,047

0,056

0,066

0.078

0,091

0,105

8

0,022

0,028

0,034

0,041

0,050

0. 060

0,071

0,083

0,097

0,112

9

0,024

0,029

0,036

0.044

0,053

0,063

0,075

0,088

0,103

0,119

10

0,025

0.031

0,038

0,046

0,056

0,067

0,079

0,093

0,108

0,126

11

0. 026

0,033

0,040

0,048

0,059

0,070

0,083

0,097

0,113

0.132

12

0,027

0,034

0,042

0,051

0,061

0,073

0,087

0.102

0,119

0,138

13

0,028

0,035

0,043

0,053

0,064

0. 076

0,090

0,106

0,123

0,143

14

0,029

0,037

0,045

0.055

0,066

0,079

0,094

0,110

0,128

0,149

15

0,031

0.039

0,047

0,057

0,068

0,082

0,097

0,114

0,133

0,154

16

0. 032

0,039

0,048

0,059

0,071

0,084

0,100

0,117

0,137

0.159

17

0,033

0,040

0,050

0,060

0,073

0,087

0,103

0.121

0,141

0,164

18

0,033

0,042

0,051

0,062

0,075

0. 090

0,106

0,125

0,145

0,169

19

0,034

0,043

0,053

0.064

0,077

0,092

0,109

0,128

0,149

0,173

20

0,035

0.044

0,054

0,066

0,079

0,094

0,112

0,131

0,153

0,178

21

0. 036

0,045

0,055

0,067

0,081

0,097

0,114

0,134

0,157

0.182

22

0,037

0,046

0,056

0,069

0,083

0,099

0,117

0.138

0,161

0,186

23

0,038

0,047

0,058

0,070

0,085

0. 101

0,120

0,141

0,164

0,190

24

0,039

0,048

0,059

0.072

0,086

0,103

0,122

0,144

0,168

0,195

25

0,039

0.049

0,060

0,073

0,088

0,106

0,125

0,147

0,171

0,199

26

0. 040

0,050

0,061

0,075

0,090

0,108

0,127

0,150

0,175

0.203

27

0,041

0,051

0,063

0,076

0,092

0,110

0,130

0.153

0,178

0,206

28

0,042

0,052

0,064

0,078

0,094

0. 112

0,132

0,155

0,181

0,210

29

0,042

0,053

0,065

0.079

0,095

0,114

0,134

0,158

0,185

0,214

30

0,043

0.054

0,066

0,080

0,097

0,116

0,137

0,161

0,188

0,217

Например: 4320 науглероженный при 1700ºF в течение 11 часов при температуре достигнет «глубины гильзы» 0. 083 дюйма. Если бы было указано 0,100 дюйма, потребовалось бы 16 часов. Источник: Металл Прогресс, август 1943 г.

График зависимости глубины гильзы от времени для таблицы термообработки


Твердость по сравнению с Содержание углерода в стали

Связанные

Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре

Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре Использование добавок и их Влияние на время схватывания

Начальная деформация, согласно определению ACI 116R, представляет собой степень жесткости смесь цемента меньше, чем окончательный набор, обычно указывается как эмпирический значение, указывающее время в часах и минутах, необходимое для цемента пасты для достаточного затвердевания, чтобы сопротивляться в установленной степени проникновению взвешенной тестовой иглы.Время схватывания бетона при различных температурах приведена в таблице ниже:

Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре

Температура Приблизительное время схватывания (часы)
100 или F (38 или C) 1-2/3
90 или F (32 или C) 2-2/3
80 или F (27 или C) 4
70 или F (21 или C) 6
60 или F (16 или C) 8
50 или F (10 или C) 11
40 или F (4 или C) 14
30 или Ф (-1 или С) 19
20 или F (-7 или C) Установка не произойдет
Замедление начального времени схватывания за счет использования добавки влияет на тремя факторами: температурой окружающей среды, применяемой дозировкой и время добавления в партию.

Влияние температуры на замедление времени начального схватывания

Температура может отрицательно сказаться на наборе прочности бетона. Тем не менее, правильное отверждение бетона в холодную погоду повысит прочность бетона. разработка. Жаркая погода определяется как любая комбинация высокой температуры окружающей среды. температура, высокая температура бетона, низкая относительная влажность и ветер скорость. Холодный период, как определено Комитетом 306 ACI, это когда одно из следующих условий происходит в течение трех дней подряд:

  • Среднесуточная температура воздуха ниже 40 o F
  • Температура воздуха не выше 50 o F в течение более чем половины любого 24-часового периода.

Влияние температуры бетона и замедления времени схватывания данные PCA в таблице ниже. Из графика делается вывод, что эффект замедления более выражен при более высокой температуре бетона используется.

Рис. 1 Влияние температуры бетона и замедлителя схватывания на схватывание Время

Замедление времени схватывания зависит от типа добавок использовал.На приведенной ниже диаграмме показано влияние различных лигносульфонатов. (1 и 2) и карбоксильных (3 и 4) примесей на время схватывания.

Рис. 2 Влияние различных добавок на время схватывания бетона

Время добавления добавки в шихту здесь существенно и может повлиять на окончательные результаты. Большее замедление может иметь место, если примесь добавляется в качестве последнего ингредиента, и цемент влажный.

Влияние дозировки на замедление времени первоначального схватывания

Более высокие дозы можно использовать до определенного уровня только до того, как происходит быстрое затвердение и потеря упругости. Эта примесь чувствительна к температура окружающей среды при введении в партию. Чем ниже окружающая среда температуры, тем дольше будет время схватывания бетона. То следующий рисунок используется для оценки времени начального схватывания в соответствии с дозировка замедлителя схватывания и температура окружающей среды бетона.

Рис. 3. Увеличение времени начального схватывания за счет содержания замедлителя

Термическая обработка – производственные процессы 4-5

После прохождения этого модуля вы сможете:

  • Правильно закалите инструментальную сталь и оцените свою работу.
  • Правильно отпустите закаленный кусок инструментальной стали и оцените свою работу.
  • Опишите надлежащие процедуры термообработки для других инструментальных сталей.

Для безопасной термообработки предлагаются следующие процедуры.

1. Носите термостойкую защитную одежду, перчатки, защитные очки и лицевой щиток, чтобы предотвратить воздействие горячих масел, которые могут обжечь кожу.

2. Перед розжигом печи убедитесь в наличии воздушных переключателей, вытяжных вентиляторов, автоматических запорных клапанов и других мер предосторожности.

3. Убедитесь, что охлаждающей жидкости достаточно для работы. Охлаждающая жидкость будет поглощать тепло, выделяемое металлом по мере его охлаждения, но при недостаточном количестве охлаждающей жидкости металл не будет охлаждаться с оптимальной скоростью.

4. Убедитесь, что в зонах закалки имеется достаточная вентиляция для поддержания желаемого уровня масляного тумана.

5. При розжиге печи следуйте инструкциям производителя.

6. Во время розжига печи, работающей на жидком или газовом топливе, НЕ стойте прямо перед ней.

7. Убедитесь, что закалочное масло не загрязнено водой. Взрывы могут быть результатом контакта влаги с закалочным маслом.

8. Перед извлечением материалов из емкости для жидкого науглероживания убедитесь, что щипцы не влажные и подходят для работы.

9. Убедитесь, что в охлаждающую жидкость добавлен соответствующий фунгицид или бактериальный ингибитор.

10. Когда охлаждающие баки не используются, всегда накрывайте их.

11. Используйте негорючий абсорбент для устранения утечек и разливов масла. Это следует сделать немедленно.

12. По возможности не допускайте попадания масла на инструменты, корзины, приспособления и рабочие зоны.

13. Перед перерывами и перед переходом к следующему заданию тщательно мойте руки.

14. При обнаружении или подозрении на какое-либо кожное заболевание сообщите об этом своему инструктору и обратитесь за медицинской помощью.

15. Не следует вдыхать пары расплавленной солевой ванны для науглероживания, так как угарный газ является продуктом процесса науглероживания.

16. Обеспечьте хорошую вентиляцию рабочей зоны.

17. Остерегайтесь загрязнения кусками науглероженного металла.

18. Не носите пропитанную маслом одежду или оборудование в места, где есть еда или напитки.

19. Не принимайте пищу или напитки там, где используются или хранятся масла.

Первое, что нужно знать при термообработке стали, это температура ее закалки. Многие стали, особенно обычные инструментальные стали, имеют хорошо установленный диапазон температур для закалки. O-1 имеет температуру закалки 1450-1500 градусов по Фаренгейту.

Чтобы начать процесс:

1.Безопасность прежде всего. Температуры термообработки очень высокие. Для работы одевайтесь надлежащим образом и держите в чистоте пространство вокруг печи, чтобы не было риска поскользнуться или споткнуться. Кроме того, предварительно нагрейте щипцы, прежде чем брать нагретую часть образца.

2. Разогрейте печь до 1200 градусов по Фаренгейту.

3. Когда температура в печи достигнет 1200 градусов по Фаренгейту, поместите образец в печь. Поместите часть образца в центр печи, чтобы обеспечить равномерный нагрев. Закройте и подождите.

4. После помещения образца в печь нагрейте его до 1500 градусов по Фаренгейту. По достижении этой температуры немедленно начните выдержку от 15 минут до часа (время выдержки сильно зависит от толщины стали).

Таблица 1: Приблизительное время выдержки для закалки, отжига и нормализации стали

 

Толщина металла (дюймы)

Время нагрева до требуемой температуры (ч)

Время выдержки — это время, в течение которого сталь выдерживается при желаемой температуре, которая в данном случае составляет 1500 градусов по Фаренгейту.

5. По истечении времени замачивания очень быстро, но осторожно достаньте образец щипцами. Поместите часть образца в бак с маслом для закалки. Во время закалки как можно больше перемещайте часть образца.

6. Как только образец будет закален примерно до 125 градусов по Фаренгейту, начните процесс отпуска. Чтобы закалить образец, его необходимо поместить в печь при температуре 375 градусов по Фаренгейту. Дайте ему пропитаться в течение 2 часов, затем извлеките часть образца и дайте ему остыть до комнатной температуры.Теперь образец должен иметь твердость примерно 60 RC.

Аустенитизация и воздушное охлаждение:

  1. Эта термообработка обычно выполняется производителем, в результате чего ее называют состоянием поставки
  2. Для достижения этого состояния выполняется процесс, называемый нормализацией (также называемый термической историей). Нормализация стали 1045 обычно состоит из следующих этапов:
    1. Аустенитизация: поместите сталь в печь при температуре 1562°F в диапазоне аустенита и выдержите ее там в течение часа, пока металл не достигнет равновесной температуры и соответствующей структуры твердого раствора.
    2. Воздушное охлаждение: выньте сталь из печи и дайте ей остыть на воздухе до комнатной температуры.

Аустенитизация и охлаждение в печи (отжиг):

  1. Этот процесс также называется отжигом. Во время отжига сталь проходит следующие температурные режимы:
    1. Аустенитизация: поместите сталь в печь при температуре 1562°F в диапазоне аустенита и выдержите ее там в течение часа, пока металл не достигнет равновесной температуры и соответствующей структуры твердого раствора.
    2. Furnace-Cool: медленное охлаждение стали в печи. Дайте температуре упасть с 1562°F до 1292°F в течение десяти часов.
    3. Воздушное охлаждение: выньте сталь из печи и дайте ей остыть на воздухе до комнатной температуры.

Аустенизация и закалка:

  1. Аустенитизация: поместите сталь в печь при температуре 1562°F в диапазоне аустенита и выдержите ее там в течение часа, пока металл не достигнет равновесной температуры и соответствующей структуры твердого раствора.
  2. Закалка: быстро выньте сталь из печи, погрузите ее в большую емкость с водой комнатной температуры и энергично перемешайте. При использовании стали 1045 в качестве закалочной среды используется вода комнатной температуры.

Охлаждение: Быстро извлеките материал из печи, погрузите его в большой резервуар с водой комнатной температуры и энергично перемешайте.

Для стали 1045 закалочной средой является вода комнатной температуры (для других сталей используются другие закалочные среды, такие как масло или рассол).

4. Аустенитизация, закалка и отпуск:

  1. Аустенитизация: поместите сталь в печь при температуре 1562°F в диапазоне аустенита и держите ее там в течение часа, пока металл не достигнет равновесной температуры.
  2. Закалка: Быстро выньте сталь из печи, погрузите ее в большую емкость с водой комнатной температуры и энергично перемешайте.
  3. Характер:
    1. Довести сталь до температуры отпуска и выдержать около 2 часов.
    2. Существует ряд различных температур отпуска. Для стали 1045 диапазон составляет от 392 до 932°F.
    3. Различные температуры приводят к различиям в механических свойствах.
    4. Более низкие температуры обеспечивают более высокий предел текучести, но более низкую ударную вязкость и пластичность.
    5. Более высокие температуры снижают прочность, но повышают ударную вязкость и пластичность.
  4. Воздушное охлаждение: выньте сталь из печи и дайте ей остыть на воздухе до комнатной температуры.

 

Сколько времени требуется для отверждения эпоксидной смолы – Полное руководство по времени высыхания эпоксидной смолы

Этот пост может содержать партнерские ссылки. Мы можем получать небольшую комиссию от покупок, сделанных через них, без каких-либо дополнительных затрат для вас.

 

Вы хотите создать единственное в своем роде украшение или добавить уникальное водонепроницаемое покрытие к столу в гостиной? Что бы вы ни планировали использовать, эпоксидная смола — это увлекательный проект «сделай сам» с бесконечными возможностями. Тем не менее, использование эпоксидной смолы в первый раз может оказаться сложной задачей, а отверждение клея — важный этап, которому может потребоваться немного больше внимания, чем другим проектам. В этом руководстве мы рассмотрим основы высыхания эпоксидной смолы, чтобы ваши проекты выглядели идеально с первой попытки!

 

 

 

Общие сведения о времени высыхания эпоксидной смолы

Время высыхания эпоксидной смолы зависит от типа используемой смолы. производитель.Обычно для полного отверждения эпоксидной смолы требуется около 72 часов. Каким бы ни было время высыхания, смоле следует дать полностью затвердеть, прежде чем пытаться ее перемещать или шлифовать. Если эпоксидной смоле не дать отдохнуть до полного отверждения, ваш проект будет подвержен загрязнению поверхности. Это может привести к смазыванию, рыбьему глазу или неровной поверхности.

 

 

Какой самый быстрый способ отверждения эпоксидной смолы?

Во время ваших проектов с эпоксидной смолой вы можете спросить себя: «Есть ли способ избежать всего этого ожидания?» В зависимости от того, как вы используете эпоксидную смолу, время высыхания может варьироваться, но у нас есть несколько советов, как ускорить время высыхания эпоксидной смолы.

  • Купить быстроотверждаемую смолу – Приобретение быстроотверждаемой эпоксидной смолы ускорит процесс высыхания. Быстросохнущие смолы имеют в своем составе быстродействующий отвердитель, и многие из них начинают отверждаться через несколько минут после заливки. Однако этот метод не рекомендуется для начинающих пользователей эпоксидной смолы, потому что он сужает окно, в котором вы сможете работать со своей смолой, и менее прощает ошибки.
  • Предварительный подогрев материалов — Еще один способ ускорить время высыхания эпоксидной смолы — подогреть материалы перед работой с ними.Используя горячую на ощупь воду, дайте бутылкам со смолой отстояться от пяти до десяти минут, прежде чем использовать их. Вы также можете применять тепло после заливки эпоксидной смолы с помощью таких инструментов, как тепловые пушки или фены. Применяйте тепло равномерно и остерегайтесь трещин и пузырей при использовании этого метода.
  • Повышение температуры в помещении — повышение температуры в помещении даже на несколько градусов может сильно повлиять на скорость отверждения эпоксидной смолы. Добавление нагревательной лампы или просто повышение температуры термостата уменьшит время высыхания эпоксидной смолы.
  • Использование УФ-смолы УФ-смола отверждается в УФ-лампе примерно за 2 минуты, это самый быстрый способ отверждения смолы. Это специализированный продукт, и его нельзя наносить слишком толстыми слоями.

 

 

Чего не следует делать, чтобы ускорить отверждение эпоксидной смолы

Хотя существует несколько проверенных временем способов увеличить скорость отверждения эпоксидной смолы, есть также несколько вещей, которые мы рекомендуем вам избегать при пытаясь сделать это.

  • Не добавляйте слишком много отвердителя — Добавление отвердителя в количестве, превышающем рекомендованное для вашей эпоксидной смолы, — плохая идея. Это может уменьшить «время запекания» смолы или количество времени, в течение которого ваша эпоксидная смола может работать. Это может привести к тому, что смола начнет затвердевать, даже когда вы ее заливаете.
  • Не используйте слишком много краски – Если вы используете более 7% краски по сравнению со смолой и отвердителем, вы можете получить плохие результаты
  • Не смешивайте подходящие материалы – Использование отличается от той, с которой поставляется ваша эпоксидная смола, также не рекомендуется, так как они могут быть несовместимы.Если вы используете отвердитель, который не работает с вашей основой, смесь может вообще никогда не затвердеть.
  • Не используйте больше, чем максимальное количество — Мы рекомендуем не использовать больше каждого компонента, чем рекомендует производитель, даже если вы все еще используете правильное соотношение. Это может вызвать перегрев отвердителя и привести к затвердеванию смеси во время заливки или вскоре после нее.

4

Отрицательные факторы, когда эпоксидная смола лечит неровные

  • Пожелание может возникнуть — смола неравномерно окрашена
  • Поверхность может быть липкой в ​​некоторых точках
  • эпоксидная смола может получить не прозрачную
  • покраснение
  • Поверхность может быть неровной с глянцевыми и неглянцевыми деталями
  • Адгезия к основанию может ухудшиться

 

 

Другие факторы, влияющие на вашу смолу при более быстром отверждении

Какие факторы могут повлиять на вашу эпоксидную смолу сухое время? Вот лишь несколько вещей, которые могут изменить способ высыхания вашей смолы без вашего ведома.

  • Температура – ​​ Как мы уже говорили ранее, температура очень важна при сушке эпоксидной смолы. Если среда, в которой вы работаете, подвержена воздействию холодной погоды, это может повлиять на время высыхания эпоксидной смолы. Более низкая, чем обычно, комнатная температура заставит вашу эпоксидную смолу затвердевать медленнее.
  • Использование дополнительных отвердителей — Добавление в смесь любых отвердителей, не рекомендованных производителем, может ускорить время высыхания эпоксидной смолы, но также может сделать вашу работу желтоватой или мутной.При использовании правильного соотношения основы и отвердителя и контроле температуры вашего рабочего места время высыхания эпоксидной смолы можно легко контролировать без необходимости использования каких-либо дополнительных агентов.

 

 

Советы и рекомендации

  • Ваша смесь может стать слишком горячей, чтобы до нее можно было дотронуться в конце срока годности – следите за временем, чтобы не обжечься!
  • При смешивании эпоксидной смолы очень важно, чтобы материалы имели одинаковую температуру. Если это не так, у вашей смолы могут возникнуть проблемы с равномерным отверждением!
  • Тщательное перемешивание смолы также очень важно для времени высыхания и даже отверждения.Убедитесь, что ваше соотношение хорошо перемешано со всей смолой!
  • Эпоксидная смола — это захватывающий способ отверждения ваших проектов «сделай сам» в домашних условиях, так что получайте удовольствие!

Закалка металла | Процесс поверхностного упрочнения

Существует множество процессов для изменения свойств стальных инструментов. К ним относятся отпуск стали, закалка в масле, дисперсионное твердение и многое другое. Когда дело доходит до долговечности, упрочнение металлического корпуса является одним из наиболее эффективных методов.

Что такое поверхностное упрочнение металла?

Закалка металла — часто называемая поверхностной закалкой — представляет собой процесс термической обработки, при котором химические свойства поверхности стали изменяются и упрочняются путем добавления тонкого слоя карбида (9000 градусов Цельсия) или нитрида (5500 градусов Цельсия). . Упрочнение поверхности стали помогает продлить срок службы стали, делая ее более устойчивой к истиранию и прямым ударам.

Сталь под закаленным слоем (внутренняя сердцевина) остается неизменной в процессе термической обработки.Это внутреннее ядро ​​более пластичное или «более мягкое», чем закаленный поверхностный слой. Цементируемая закалка не только улучшает износостойкость поверхности стали, но также значительно повышает прочность стали, помогая ей достичь максимальной долговечности.

Методы упрочнения

Прежде чем рассматривать преимущества, давайте рассмотрим различные способы закалки стали.

Науглероживание (вливание углерода)

При науглероживании поверхностная твердость стали увеличивается за счет добавления углерода в компонент.Деталь, требующая закалки, нагревается до 9000 градусов Цельсия и подвергается воздействию углеродной среды. Углерод проникает в поверхность металла и упрочняет его.

Используемый агент может быть твердым, жидким или газообразным. Первоначальные инвестиционные затраты, как правило, выше, чем в других процессах. При жидкостной цементации трудно контролировать глубину твердости, и она может быть неравномерной по всему объекту.

Этот процесс должен выполняться в контролируемой среде, чтобы предотвратить присутствие кислорода в процессе, который изменяет результат закалки металла.Частичные вакуумные процессы сокращают затрачиваемое время и обеспечивают несколько экономических преимуществ цементации.

Газовое азотирование (с использованием газа, богатого азотом)

В этом процессе материал нагревается примерно до 5500 градусов по Цельсию, а затем подвергается воздействию атомарного азота, который может проникать в сталь или железо. Атомарный азот вступает в реакцию с металлом, увеличивая его твердость и сопротивление. Этот процесс обеспечивает высокую степень твердости, но не может использоваться со всеми легированными сталями.

После этого процесса могут возникнуть дополнительные производственные затраты в виде дорогостоящего процесса шлифовки для удаления тонкого белого слоя, образующегося на поверхности. Однако за азотированием не следуют другие тепловые процессы, что означает меньшую деформацию объекта.

Преимущества цементации

Помимо повышения долговечности, у цементируемой стали есть и другие преимущества. Во-первых, закалка поверхности стали посредством термической обработки означает, что внутренний сердечник не нуждается в термической обработке.Каждый раз, когда компании могут избежать термообработки всего поперечного сечения стали, они экономят значительное количество времени, денег и энергии.

Во-вторых, существует множество областей применения, в которых выгодны закаленная поверхность и более пластичный внутренний стержень. В этих случаях внутренний сердечник должен быть достаточно мягким, чтобы поглощать удары без разрушения.

Общие преимущества поверхностного упрочнения включают:

  • Повышает прочность и долговечность стали
  • Повышает износостойкость стали
  • Повышает ударопрочность и ударную вязкость стали
  • Продлевает срок службы стали
  • Облегчает сварку стали

What

  • Нержавеющая сталь
  • Чугун
  • Низко- и высокоуглеродистая сталь
  • Инструментальная сталь
  • Низколегированная сталь

(сталь). Лучше всего в процессе цементации реагируют низколегированные и низкоуглеродистые стали. Высокоуглеродистые стали можно подвергать поверхностной закалке, но необходимо соблюдать особые меры, чтобы гарантировать, что процесс закалки не повлияет на внутренний сердечник.

Области применения цементируемой стали

Закалка металла имеет множество промышленных применений. Например, в автомобильной и железнодорожной промышленности шестерни, подшипники, карданные валы, поршни, двигатели и коробки передач закалены.Цементное упрочнение не только защищает сопрягаемые поверхности (зубья) этих компонентов во время контакта, но также обеспечивает защиту от внезапных ударных нагрузок, способствуя увеличению усталостной долговечности.

В аэрокосмической отрасли, где компании должны соблюдать строгие правила аккредитации и сертификации, все, начиная от цилиндров, подшипников, клапанов, лопаток двигателей и шасси, требует закалки. Фактически, SST является единственной коммерчески одобренной компанией в Соединенных Штатах по термообработке некоторых критически важных для полета компонентов.

В конечном счете, закалка металлического корпуса может выполняться для всего, от маленьких штифтов и шестерен до очень больших ветряных турбин.


Узнайте, чем еще может помочь цементация

Независимо от того, хотите ли вы закалить небольшие стальные инструменты или повысить долговечность крупного сложного оборудования, у SST есть опыт для выполнения этой работы. Свяжитесь с нами по телефону (586) 293-5355 для получения дополнительной информации или запроса коммерческого предложения.

Тигельная инструментальная сталь и специальный сплав Общая информация

Инструментальные стали

обычно поставляются в отожженном состоянии с твердостью около 200/250 по Бринеллю (около 20 HRC) для облегчения механической обработки.В этом состоянии большая часть содержания сплава существует в виде карбидов сплава, рассеянных по мягкой матрице. Эти стали должны быть подвергнуты термообработке, чтобы развить их характерные свойства. Процесс термообработки изменяет распределение сплава и превращает мягкую матрицу в твердую матрицу, способную выдерживать давление, истирание и удары, присущие формовке металла. Каждый этап цикла термообработки предназначен для выполнения определенной функции, и, подобно звеньям в цепи, конечный продукт хорош настолько, насколько хорош его самый слабый компонент.Хотя это может составлять только 10% или меньше стоимости инструмента, процесс термообработки, вероятно, является единственным наиболее важным фактором, определяющим производительность инструмента. При термообработке инструментальных сталей не существует такой вещи, как приемлемый короткий путь.

Предварительный нагрев

Предварительный нагрев или медленный нагрев инструментальной стали обеспечивает два важных преимущества. Во-первых, большинство инструментальных сталей чувствительны к термическому удару. Внезапное повышение температуры до 1500/2000°F может привести к растрескиванию инструментальной стали. Во-вторых, инструментальные стали претерпевают изменение плотности или объема, когда они из исходной отожженной микроструктуры превращаются в высокотемпературную структуру аустенита. Если это изменение объема происходит неравномерно, это может вызвать ненужную деформацию инструментов, особенно когда различия в сечении вызывают трансформацию некоторых частей инструмента до того, как другие части достигнут требуемой температуры. Инструментальные стали следует предварительно нагреть чуть ниже этой критической температуры превращения, а затем выдержать достаточно долго, чтобы все поперечное сечение достигло однородной температуры.После выравнивания всей детали дальнейший нагрев до температуры аустенизации позволит материалу трансформироваться более равномерно, вызывая меньшую деформацию.

Аустенитизация

Полезный легирующий компонент большинства инструментальных сталей существует в виде частиц карбида в отожженной стали. Это содержание сплава по меньшей мере частично диффундирует в матрицу при температуре закалки или аустенизации. Фактическая используемая температура зависит главным образом от химического состава стали.Температуру можно несколько варьировать, чтобы адаптировать полученные свойства к конкретным применениям. Высокие температуры позволяют диффундировать большему количеству сплава, обеспечивая немного более высокую твердость или прочность на сжатие. При более низких температурах в матрицу диффундирует меньше сплава, и поэтому матрица становится более прочной или менее хрупкой, хотя, следовательно, ее твердость может быть ниже. Используемое время выдержки зависит от температуры. Диффузия сплава происходит быстрее при более высоких температурах, и время выдержки соответственно уменьшается.

Для наилучшего сочетания свойств мы обычно рекомендуем использовать самую низкую температуру затвердевания, которая обеспечит достаточную твердость для вашего применения.

Время, указанное в таблице, является типичным для относительно небольших секций (менее 2 дюймов) и представляет собой общее время выдержки после того, как материал достиг заданной температуры. Большие секции необходимо выдерживать дольше, чтобы позволить центру достичь температуры. время зависит от оборудования печи, размера загрузки и опыта термообработки.

Термическая обработка инструментальных сталей
AISI Температура предварительного нагрева. (1) Темп. аустенитизации. (2 ) Время удержания (минуты) (3 ) Уэнч Отпуск Темп. (6) Типичная твердость HRC
С7 1350/1400 1725/1750 15-45 АИР (4) 350/600 54/58
О1 1250/1300 1450/1500 15-30 МАСЛО 350/500 58/63
А2 1350/1400 1750/1800 20-45 ВОЗДУХ 400/1000 56/62
Д2 1400/1450 1825/1875 15 45 ВОЗДУХ 400/1000 55/62
КРЮВАР 1400/1550 1850/2050 15-45 ВОЗДУХ 900/1050 58/64
1450/1550 1875/2050 20-45 ВОЗДУХ 950/1050 56/62
М2 1500/1550 2050/2200 3-10 АИР (5) 1000/1100 58/65
М4 1500/1550 2050/2200 5-10 АИР (5) 1000/1100 58/65
1500/1550 1950/2050 15-45 АлР (5) 1000/1150 44/56
10 В 1500/1550 1950/2150 5-45 АлР (5) 1000/1100 56/63
15 В 1500/1550 2050/2150 10-20 АлР (5) 1000/1100 56/63

(1) Инструменты должны находиться в диапазоне предварительного нагрева ровно столько времени, сколько необходимо для выравнивания температуры по всему материалу. Второй этап предварительного нагрева при 1850/1900°F рекомендуется для вакуумных или атмосферных печей, когда температура закалки превышает 2000°F.
(2) Более высокие температуры аустенизации используются для немного большей твердости; более низкие температуры могут немного улучшить ударную вязкость.
(3) Время выдержки — это типичное время выдержки после того, как материал достиг заданной температуры. Более длительное время соответствует низким температурам аустенизации; высокие температуры требуют более коротких выдержек. Различия в типе печи, загрузке или размере детали и т. д., могут потребоваться различные припуски для достижения заданной температуры деталей.
(4) Для очень больших секций может потребоваться прерывистая закалка маслом.
(5) Хотя быстрорежущие стали могут подвергаться закалке на воздухе, для достижения максимальной твердости требуется соляная ванна или другое подобное оборудование.
(6) Многократный отпуск обязателен для большинства классов. Конкретные требования см. в отдельных технических паспортах.


Закалка

После того, как содержание сплава в процессе аустенизации было перераспределено по желанию, сталь необходимо охладить достаточно быстро, чтобы полностью затвердеть до мартенсита, что обеспечит прочность материала.Скорость охлаждения стали для полного затвердевания зависит от химического состава. Как правило, низколегированные стали (O1) необходимо закаливать в масле для достаточно быстрого охлаждения. Резкая закалка может охлаждать некоторые части инструмента значительно быстрее, чем другие части, вызывая деформацию или даже растрескивание в тяжелых случаях. Более высокое содержание легирующих элементов позволяет стали приобретать полностью закаленные свойства с более низкой скоростью закалки. Стали с воздушной закалкой охлаждаются более равномерно, поэтому деформация и риск растрескивания меньше, чем у сталей с закалкой в ​​масле.

Для высоколегированных инструментальных сталей, которые закаляются при температуре свыше 2000°F, скорость закалки от примерно 1800°F до температуры ниже 1200°F имеет решающее значение для оптимальной реакции на термообработку и ударной вязкости материала.

Независимо от способа закалки инструментальных сталей образующаяся структура, мартенсит, является чрезвычайно хрупкой и подвергается большим нагрузкам. При эксплуатации в таких условиях большинство инструментальных сталей разрушится. Некоторые инструментальные стали в таких условиях самопроизвольно трескаются, даже если их не трогать при комнатной температуре.По этой причине, как только инструментальные стали были подвергнуты закалке любым способом до нагревания вручную (около 125/150°F), их следует немедленно подвергнуть отпуску.

Отпуск

Отпуск проводится для снятия напряжения с хрупкого мартенсита, образовавшегося во время закалки. Большинство сталей имеют довольно широкий диапазон допустимых температур отпуска. Как правило, используйте самую высокую температуру отпуска, которая обеспечит необходимую твердость инструмента. Скорость нагрева до и охлаждения от температуры отпуска не имеет решающего значения.Следует избегать резких резких перепадов температуры. Материал должен полностью остыть до комнатной температуры (50/75°F) или ниже между и после отпуска. Большинство сталей необходимо выдерживать при температуре не менее двух-четырех часов для каждого отпуска. Эмпирическое правило состоит в том, чтобы выделить один час на дюйм самого толстого участка для отпуска, но ни в коем случае не менее двух часов, независимо от размера.

Изменение размера

Процесс термообработки приводит к неизбежному увеличению размера инструментальных сталей из-за изменения их микроструктуры.Рост большинства инструментальных сталей составляет примерно от 0,0005 до 0,002 дюйма на дюйм исходной длины во время термообработки. Это несколько варьируется в зависимости от ряда теоретических и практических факторов. Большинство термообработчиков понимают, чего ожидать от типичных процессов.

В некоторых случаях сочетание переменных факторов, включая высокое содержание сплава, длительное время аустенизации или высокую температуру, слишком раннее прекращение процесса закалки, недостаточное охлаждение между отпусками или другие факторы в процессе, может вызвать некоторые из высокотемпературных структура, аустенит, чтобы сохраниться при комнатной температуре. Другими словами, при нормальной закалке структура полностью не превращается в мартенситную.

Это состояние остаточного аустенита обычно сопровождается неожиданной усадкой в ​​размере, а иногда и меньшей способностью удерживать магнит. Это состояние часто можно исправить, просто подвергая инструменты воздействию низких температур, например, при криогенной или холодильной обработке, чтобы способствовать завершению превращения в мартенсит.

Криогенная обработка

У большинства инструментальных сталей фактически образуется закаленная структура (мартенсит) во время закалки, между примерно 600°F и 200°F.Однако по разным причинам в некоторых случаях превращение в мартенсит может быть неполным даже при 125/150°F. В таких случаях часть высокотемпературной микроструктуры, аустенита, может сохраняться после обычной термической обработки. A2 и D2 являются двумя распространенными марками, которые могут содержать значительное количество (20% или более) остаточного аустенита после обычной термической обработки. Остаточный аустенит может быть нежелательным по ряду причин. При охлаждении стали до криогенных (минусовых) температур этот остаточный аустенит может быть преобразован в мартенсит.Новообразованный мартенсит подобен исходной структуре после закалки и должен быть отпущен. Криогенные обработки должны включать закалку после замораживания. Часто замораживание может выполняться между обычно запланированными несколькими температурами. Технически криогенная обработка наиболее эффективна как неотъемлемая часть исходной закалки, но из-за высокого риска растрескивания, как обсуждалось в разделе «Закалка» выше, мы рекомендуем обычный отпуск материала по крайней мере один раз перед выполнением любой криогенной обработки.

Рекомендации по оборудованию

Воздействие кислорода при температурах аустенизации вызывает образование накипи и обезуглероживание поверхностей инструмента. Обезуглероживание вызывает необратимую потерю достижимой твердости на поверхности инструмента. По этой причине требуется некоторый тип защиты поверхности во время аустенизации. Вакуумные печи, печи с регулируемой атмосферой или печи с нейтральной соляной ванной обеспечивают защиту поверхности. Если печи с нейтральной атмосферой недоступны, детали можно обернуть нержавеющей фольгой, чтобы свести к минимуму воздействие кислорода.

Соляные печи обычно обеспечивают самый быстрый и равномерный нагрев, но оставляют осадок, который необходимо удалить с поверхности инструмента. Термическая обработка в соляной ванне традиционно использовалась для режущих инструментов из быстрорежущей стали и часто не может использоваться для крупногабаритных инструментов или для закалки в больших объемах.

Вакуумные печи обеспечивают наилучшую защиту поверхности, но обычно требуют более длительных технологических циклов. Скорость закалки может быть ограничена из-за невозможности достаточно быстрого отвода тепла от горячей детали для получения максимальной твердости.Вакуумная термообработка может привести к несколько меньшей твердости, чем в соляной ванне. Обертывание деталей фольгой также может замедлить скорость закалки из-за небольшого изолирующего эффекта слоя фольги. Кроме того, тип фольги должен быть выбран так, чтобы выдерживать используемую температуру аустенизации.

При термообработке нескольких деталей важно загружать печи так, чтобы вокруг каждой детали была четкая циркуляция. Во время аустенизации каждая деталь должна нагреваться относительно равномерно, чтобы не возникало чрезмерного времени выдержки.Чрезмерное время выдержки может снизить прочность материала. Кроме того, хорошая циркуляция вокруг инструментов способствует более быстрой закалке, что положительно сказывается на металлургических свойствах, а также способствует более равномерному охлаждению, что помогает контролировать деформацию.

Рекомендуемая термообработка для конкретных инструментальных сталей подробно описана в отдельных технических паспортах. Однако на процесс термообработки могут повлиять многие практические проблемы. Заинтересованные производители инструментов должны обсудить термообработку со своими специалистами по термообработке, чтобы найти наилучший процесс, подходящий для их инструментов и областей применения.

Приблизительное время выдержки для закалки, отжига и нормализации стали

Три основных этапа термообработки разбиты на несколько ветвей и подмножеств. Сначала идет нагрев, этап, который термически изменяет микрокристаллическую структуру детали. Когда работа достигает кульминации, фаза охлаждения позволяет материалу вернуться к комнатной температуре. Не менее важно и то, что «промежуточная» фаза удерживает температуру печи на заданном уровне до тех пор, пока вся структура материала не будет полностью преобразована.

Каково приблизительное время замачивания?

Графики термообработки не основаны на узлах, они формируются плато. Подобно маленьким термальным мезам, температура достигает заданного уровня, а затем удерживается на нем в течение заданного периода времени. В противном случае, если бы эти тепловые полки были удалены, у металлической детали не было бы времени, чтобы равномерно принять свою недавно укоренившуюся кристаллическую структуру. Конечно, эти временные интервалы не назначаются произвольно, но они по-прежнему считаются приблизительными.Помните, что размеры заготовок различаются. Чтобы выполнить процесс аппроксимации, инженеры по термообработке измеряют толщину изделия, а затем время, в течение которого деталь выдерживается при температуре выдержки. Температура в печи, конечно, имеет ключевое значение.

Время выдержки для различных процессов термообработки

Чтобы избежать проб и ошибок и невероятно запутанных инженерных уравнений, можно обратиться к таблицам времени замачивания. Однако, как слишком хорошо известно каждому печнику, существует несколько различных структур, изменяющих структуру.Для чисто закалочных работ приблизительное время выдержки зависит от плотности компонента. Температура в печи повышается, эффект диффузии сплава ускоряется, а затем фаза закалки быстро охлаждает и затвердевает материал. При переходе к отожженному компоненту период охлаждения увеличивается. Отожженные детали остывают в течение многих часов. Следовательно, плато времени выдержки также изменяется. Что касается нормализованных деталей, процесс требует более высоких температур для создания деталей без напряжения, которые могут быть не такими пластичными, как отожженная заготовка.Опять же, время выдержки должно изменяться, чтобы компенсировать изменения в профилях нагрева и охлаждения.

В конечном итоге во время операции термообработки формируется трехсторонний линейный график. Это некоторое упрощение, но по сути это правда. Линия температуры нарастает по мере затвердевания металлической заготовки в печи для термообработки. Вверху, приближаясь к температуре трансформации сердцевины сплава, время выдержки поддерживает температуру в течение заданного периода, пока вся его масса не трансформируется, после чего график в форме зазубрины падает.Остывает до комнатной температуры. Только, не все так просто. Углы этих линий, скорость, с которой тепло накапливается в компоненте, будут меняться по мере выполнения различных тепловых процедур.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.