DD207559B1 - Kunstharzpatrone zur ankerbefestigung, insbesondere fuer gebirge niedriger druckfestigkeit - Google Patents

Description

Bei Vermeidung der beschriebenen Mängel der bekannten Patronen zur Ankerbefestigung ist es das Ziel der Erfindung, eine Patrone zu entwickein, die bei möglichst geringer Mischarbeit nach leichter Zerstörung der trennenden Behältnisse der einzelnen Komponenten eine gleichmäßige und vollständige Aushärtung erg ibt und den Einsatz von Ankern insbesondere in den als weich zu bezeichnenden Gebirgen vorteilhaft anwenden läßt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Veränderung der Zusammenfügung der einzelnen Komponenten und entsprechender Dosierung der einzelnen an sich bekannten Bestandteile wie Harz, Beschleuniger, Härter und Füllstoff eine Kunstharzpatrone zu entwickeln, die eine gleichmäßige und vollständige Aushärtung bei leichter Zerstörbarkeit der Patrone, geringster Mischarbeit innerhalb des Bohrloches ermöglicht, eine hohe Haftfestigkeit der Anker erreichen läßt und somit für weiche Gebirge besonders geeignet ist.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß entgegen der als notwendig erachteten Trennung von Harz und Härter in einem als Umhüllung der Patrone dienendem Glasrohr ein niedrigviskoses Polyesterharz mit einem Härter, einem Stabilisator und Zuschlagstoffen, bestehend aus Eibsand mit 0-2 mm Körnung und Quarzmehl, zusammengebracht werden und darin ein beiderseits mit Korken verschlossenes Glasröhrchen mit in bekannter Art vorbeschleunigtem Polyesterharz eingesetzt

Die Wahl der offenen Glasrohre, die mit Plastkappen oder Korken verschlossen werden, erfolgte auf Grund der einfachen Herstellung der Patrone, wobei darauf zu achten ist, daß das das vorbeschleunigte Polyesterharz enthaltende Röhrchen nicht mit Kunststoff verschlossen wird, da sonst eine Polymerisation eintreten kann, die die Kunstharzpatrone unbrauchbar werden läßt.

Durch die Zusammenfügung von Polyesterharz und Peroxidhärter auf der einen und vorbeschleunigtem Polyesterharz auf der anderen Seite tritt bei Zerstörung der diese Mischungen trennenden Gefäße durch die eingeschobene Ankerstange eine gute Reaktion der Harz-, Härter- und Beschleunigerkomponenten ein, so daß auf eine weitere Mischarbeit mit der Ankerstange verzichtet werden kann und eine besondere Ausbildung der Ankerstange für Mischzwecke entfällt.

DerVorteil der erfindungsgemäßen Mischungen liegt in derguten Verteilung dereinzelnen Mischungskomponenten, einmal das vorbeschleunigte Harz im Innenrohr und zum anderenden gelösten Härter im Harz des Außenrohres, während in den bekannten Veröffentlichungen beschrieben wird, daß der Härter vom Harz getrennt ist, in unterschiedlichen Konzentrationen angewendet werden kann, aber eine gute Reaktion erst durch die intensive Mischarbeit erreicht wird.

Dei vorteilhafte Verteilung des Härters im Harz ist trotz einiger Vorbehalte der Fachwelt möglich, da der Peroxidhärter erst bei +8O⁰C zerfällt.

Um für die Kunstharzpatrone eine Lagerzeit von mehr als drei Monaten zu garantieren, ist die Harz-Härter-Mischung zusätzlich mit einem Chemikal stabilisiert.

Die Überfahrung des Stabilisators beim Aushärten nach der Zerstörung der die zwei Mischungen trennenden Gefäße bereitet keine Schwierigkeiten.

Versuche in situ zeigten bei einer Gebirgstemperatur von +11⁰C eine Aushärtezeit von ca. 12 Minuten, wobei eine Zugfestigkeit von 10t pro Kunstharzpatrone und Anker in einem Gebirge von ЮОкр/cm² Druckfestigkeit erreicht wurde. Die hier praktizierte Einklebelänge je Anker betrug 30cm.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Kunstharzpatrone soll anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.

Als günstigste Ausführungsform der Kunstharzpatrone zeigt sich eine leicht zerstörbare und mit geringem Aufwand herstellbare Patrone, bestehend aus einem Glasrohr 1 als äußere Hülle, das an den Enden mittels Verschlußkappen 2 dicht geschlossen ist.

Im Inneren des Glasrohres 1, das einen Durch messer von 30 mm, eine Länge von 400 mm und eine Wandstärke von 1 mm besitzt, ist in dem Gemisch 5, bestehend aus Eibsand 5a, Quarzmehl 5b, Härter 5d und einem Stabilisator 5e, ein beiderseits mittels Korken 4 verschlossenes Glasröhrchen 3 mit vorbeschleunigtem Polyesterharz 6 eingesetzt, das sich über die ganze Länge des Glasrohres 1 erstreckt.

Durch die bisher nicht übliche Mischung der Komponenten Kunstharz 5c und Härter 5d, die in den Zuschlagstoffen 5a; 5b gut verteilt und zur Verbesserung der Lagerzeit stabilisiert sind, wird bei Zusammenführung mit dem im Glasröhrchen 3 getrennt gehaltenen, vorbeschleunigten Polyesterharz 6 eine gleichmäßige gute Reaktion ohne eine zusätzliche Mischarbeit erreicht.

Diese Reaktion erfolgt, wenn ein dem Harz beigemengter Härter wie Cyclohexanperoxid, Benzoylperoxid oder Mischperoxid mit einem Beschleuniger wie Kobaltbeschleuniger, Vanadium beschleuniger, Dimethy !anilin oder Ferro cen zusammengebracht werden.

Gemäß der Erfindung wurden entsprechend dem besonderen Verwendungszweck für die Kunstharzpatrone folgende Komponenten in den nachstehend genannten Masseanteilen als besonders vorteilhaft ermittelt:

Zuschlagstoffe:	Plaste	Harz	3,0%
Quarzmehl	Beschleuniger	61,0%
Eibsand (0-2 mm)	Dimethylanilin)
Härter	34,28 %
(Benzoylperoxid)
Stabilisator	0,3%
(p-Chinon)
	1,4 %
0,02%

Die vorstehend beschriebene Kunstharzpatrone wird in das Ankerbohrloch bis zum Bohrlochtiefsten eingeschoben. Danach wird die Ankerstange in das Bohrloch eingeführt und mit ihr das Glasrohr 1 sowie das Glasröhrchen 3 zerstoßen.

Ohne eine weitere Misch- und Rührarbeit mit der Ankerstange vornehmen zu müssen, wurde bei Anwendung der

erfindungsgemäßen Kunstharzpatrone bei ca. +11⁰C in 12 Minuten eine gute Aushärtung in situ erreicht un in einem Gebirge mit einer Druckfestigkeit um 10Okp/cm² eine Zugfestigkeit von mindestens 10t pro Anker und Patrone erzielt.

Dabei wurde entgegen den bekannten Patronenarten eine möglichst niedrige Harzviskosität und feine Zuschlagstoffklassierung verwendet, wodurch insbesondere in weichen Gebirgen eine gute Eindringtiefe in der Ankerbohrlochwandung und damit eine Verfestigung und gute Verbindung des Ankers mit der Randzone erreicht wurde.

Die praktizierte Einklebelänge des Ankers betrug 30cm.

Die Verwendung offener Glasrohre 1; 3, die beidseitig mit Verschlußkappen 2 oder Korken 3 verschlossen werden, wurde für die Herstellung und den Einsatz der Patrone als praktisch und ökonomisch günstigste Variante gewählt.

Claims (2)

Erfindungsanspruch:

1. Kunstharzpatrone zur Ankerbefestigung, insbesondere für Gebirge niedriger Druckfestigkeiten, unter Anwendung von Harz, Härter, Beschleuniger und Zuschlagstoffen, die in zwei ineinandergefügten, verschlossenen Glasröhren untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Glasrohr (1) ein Gemisch aus Zuschlagstoffen (5a; 5b), Harz (5c), Härter (5d) und einem Stabilisator (5e) sowie ein Glasröhrchen (3) mit niedrigviskosem, vorbeschleunigtem Harz (6) vorgesehen sind.

2. Kunstharzpatronenach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe aus Eibsand (5 a) in einer Korngröße von 0-2 mm mit 60-70% Massenanteil und Quarzmehl (5 b) mit 3-10% Massenanteil, niedrig viskoses Polyesterharz (5 c) mit 17-20% Massenanteil, als Härter (5d) Benzoylperoxid mit 1,4-1,6% Massenanteil, als Stabilisator (5e) p-Chinon mit 0,014-0,016 Massenanteil im äußeren Rohr (1) und im inneren Glasröhrchen (3) ein mittels Dimethylanilin mit 0,3-0,4% Massenanteil vorbeschleunigtes Polyesterharz (6) mit 17-20% Massenanteil und als Stabilisator p-Chinon mit 0,005-0,008°/ Massenanteil an der Gesamtmischung eingesetzt sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kunstharzpatrone zur Ankerbefestigung in hierfür eingebrachte Ankerbohrlöcher, die entsprechend dem Anwendungsgebiet der Anker in Grubenräumen und Tunneln, z. B. bei Anwendung der Ankerausbautechnologie, in Steilhänge zur Sicherung der Wände, im Bauwesen zur Fundamentsicherung ins Erdreich vorgetrieben wurden, insbesondere zur Befestigung von Ankern in einer Gebirgskategorie, die als weich zu bezeichnen ist und Gesteinsfestigkeiten um 100 kp/cm² und/oder eine geringe Abriebsfestigkeit besitzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Befestigung von Ankern, die im wesentlichen in horizontaler oder unter Neigung aufwärts bis senkrecht nach oben gebohrten Bohrlöcher eingesetzt werden sollen, sind Klebstoffpatronen in den verschiedensten Ausführungen bekannt. In der Regel werden derartige Klebstoffpatronen aus zerstörbarem Material wie Glas, Kunststoffolien oder dünner Pappe hergestellt. Die einzelnen Komponenten wie Harz, Härter und Beschleuniger werden getrennt voneinander gehalten, bis durch Zerstörung der sie trennenden Behältnisse mittels Ankerstange und guter Vermischung innerhalb des Bohrloches durch stoßende und drehende Bewegungen mit der Ankerstange, die dazu auch entsprechend ausgestattet sein kann, die Reaktion der Aushärtung eine genügende Haftung des Ankers ergibt.

Nach der DE-OS 206074 wurden in einem Folienschlauch als äußere Umhüllung die Komponenten Harz, Steinmehl und Gips sowie getrennt in einem Glasröhrchen Härter mit Füllstoff Gips eingesetzt.

Es ist auch bekannt, nach der DE-OS 2330792 nur aus Folien eine derartige Patrone anzufertigen, wobei auf den größeren Folienschlauch, der Harz, Kies und Beschleuniger enthält, ein weiterer, mit Härter und Füllstoff versehen, aufgeklebt ist.

In der DE-AS 1935149 werden Patronen vorgeschlagen, bei denen im beiderseits verschmolzenen Glasrohr, das Harz, Beschleuniger und Kies enthält, ein oder mehrere kleinere Glasröhrchen mit Härter oder ein Röhrchen mit unterschiedlichen voneinander getrennt gehaltenen Härterkonzentrationen mit eingeschmolzen oder außen befestigt sind.

Die PL-PS 83869 beschreibt eine Patrone, bei der im Harz und Kies enthaltenden Mantelrohr aus Glas zwei Glasröhrchen eingeschoben sind, wovon das eine nur einen Härter und das andere einen Beschleuniger enthält.

Aus Frankreich ist eine weitere Patrone bekannt, die eine Außenhülle aus einem Folienschlauch besitzt, in dessen Inneren sich ein Stab aus Sand, Bindemittel und Härter befindet, der von einem Füllstoffgemisch umgeben ist, wobei sich durch Polymerisation eine Trennschicht bildet und so Harz und Härter trennt.

Diese beschriebenen Patronen stellen einen Querschnitt des hierzu vorhandenen Standes der Technik dar, wobei für alle derartigen Patronen als Nachteil angesehen wird, daß zur Zerstörung der die Komponenten Harz, Härter und Beschleuniger trennenden Hüllen oder Gefäße, wie auch zur guten Vermischung der Komponenten miteinander ein intensives Drehen und Stoßen mit der Ankerstange notwendig ist. Hierbei kommt es bei Verwendung von Folien, von denen die meisten keine Verbindung zu den Klebeharzen eingehen, zur Bildung von Trennschichten an der Ankerloch wandung, wodurch die Verbindung mit dem Klebemörtel verhindert und der sichere Sitz des Ankers beeinträchtigt wird.

Bei Verwendung von Glaszylindern wird vor allem die Transportbruchgefahr als Nachteil genannt, der Einsatz in das Ankerbohrloch wegen der stabilen Verpackung aber günstiger als die weichen Plastikhüllen beschrieben.

Insgesamt ist für eine gleichmäßige und vollständige Aushärtung eine erhebliche Mischarbeit erforderlich, wobei im weichen Gebirge die Wandungen bescr ädigtundiie Bohrlöcher erweitert werden. Das abgeriebene Gestein verändert hierbei nachteilig den vorgesehenen Feststoffanteil und beeinträchtigt damit die abgestimmte Reaktion der Komponenten.