DE3247227A1 - Verankerungsmittel - Google Patents

Verankerungsmittel

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DE3247227A1 DE19823247227 DE3247227A DE3247227A1 DE 3247227 A1 DE3247227 A1 DE 3247227A1 DE 19823247227 DE19823247227 DE 19823247227 DE 3247227 A DE3247227 A DE 3247227A DE 3247227 A1 DE3247227 A1 DE 3247227A1
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Description

BERG ■-STAf?F.· "3CHWABE-:* SANDMAlR
MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80
S-
2 1. Dez. 1982
32
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT
94 94-Schaan Fürstentum Liechtenstein
Verankerungsmittel
IV/st
*(089) 9882 72-74 Telegramme (cable):
Telex: 05 24 560 BERG d Telekopierer: (089)983049
Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE
BtHU -STAPf; SCrlWA.B-^-- S.ANDMAIR
MAUERKIRCHERSTRASSE 45 ■ 8000 MÜNCHEN 80
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Mittel zur Befestigung von Verankerungen, wie Ankerstangen und dergleichen, in harten " Aufnahmewerkstoffen, aus einem Füllstoffe enthaltenden härtbaren Reaktionsharzmörtel und einem/ Durchtrittsöffnungen aufweisenden, der Aufnahme des Reaktionsharzes und der Verankerung dienenden hülsenartigen Dübelkörper. In der Praxis werden derartige Verankerungsmittel der· dort als Injektionssysteme bezeichneten. Verankerungsart zugerechnet.
Es ist seit langem bekannt, Mörtel auf organischer oder anorganischer Basis zur Befestigung von Verankerungen in Bohrlöchern eines Aufnahmewerkstoffs zu verwenden. Um zu gewährleisten, daß hierbei der Mörtel auch in die hintersten Teile des Bohrlochs vordringt, ist eine gewisse Mindestfließfähigkeit eine zwingende Voraussetzung. Hier setzen nun die Schwierigkeiten ein. Ist der Aufnahmewerkstoff zerklüftet oder weist Hohlräume auf/ wie dies beispielsweise bei natürlichem Gestein oder auch bei Hohlmauerwerk der Fall ist, so besteht die Gefahr, daß der Mörtel in die Spalten, Risse oder Hohlräume verläuft und damit für die eigentliche Befestigung der Verankerung
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« (089) 98 82 72 · 74 Telex: 05 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)
Telegramme (cable)? Telekopierer: (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swilt Code: HYPO DE MV BERGSTAPFPATENT München KaIIe Inlolec 6000 Postscheck München 653 43-808 (BLZ 700100 80i
die erforderliche Mörtelmasse nicht mehr zur Verfügung -""..■■· steht. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß Mörte. der erforderlichen Fließfähigkeit aus waagrechten Bohr- ;i; löchern, insbesondere aber bei überkopfmontagen aus dem Bohrloch, ausläuft. Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, hat man schon versucht, zusammen mit dem Mörtel eine dübelähnliche Sieb- oder Lochhülse zu verwenden, in die, nach Einsetzen in das Bohrloch, der Mörtel eingefüllt wurde Auf diese Weise wollte man dem Verlaufen des Mörtels entgegenwirken. Es hat sich indessen gezeigt, daß die damit hergestellten Verankerungen unbefriedigende Festigkeit aufweisen, so daß auch dieser Weg sich als ungangbar erwies.
Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß bei einem Mittel zur Befestigung von Verankerungen, wie Ankerstangen und dergleichen in harten Aufnahmewerkstoffen, insbesondere Hohlmauerwerk, wobei das Mittel einen, Füllstoff enthaltenden, härtbaren Reaktionsmörtel und einen, Durchtrittsöffnungen aufweisenden, der Aufnahme des Reaktionsharzes dienenden, dübeiförmigen, hülsenartigen Körper umfaßt, die bislang unvermeidbaren Nachteile dann überwunden werden können, wenn die Füllstoffe des Reaktionsharzmörtels einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 - 0,5 mm aufweisen und das Verhältnis des Durchmessers der DurchtrittsÖffnungen des hülsenartigen Körpers zum Durchmesser der Füllstoffe des Reaktionsharzmörtels etwa 1,5 - 12,0,
BAD «***!■.
insbesondere 1,8 - 5,6 beträgt. Vorzugsweise haben die Füllstoffe einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,05 - 0,3 mm.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei Beachtung dieser Parameter zunächst einem unkontrollierten Verlaufen des Reaktionsharzmörtels voll befriedigend entgegengewirkt ist. Weiter tritt der befürchtete Filtrationseffekt mit d.em Ergebnis, daß der Reaktionsharzmörtel außerhalb des hülsenartigen Körpers eine andere Zusammensetzung als innerhalb dieses Körpers aufweist, nicht mehr auf. Es wird eine homogene Zusammensetzung des Mörtels innerhalb und außerhalb des hülsenförmigen Körpers gewährleistet. Dies ist auch für die Festigkeit der Verankerung von wesentlicher Bedeutung. Weiter tritt erfindungsgemäß durch die Durchtrittsöffnungen des hülsenartigen Körpers in kontrollierter Weise eine ausreichende Menge an Reaktionsharzmörtel homogener Zusammensetzung aus, um die Verankerung mit der gewünschten Festigkeit sicherzustellen.
Bevorzugt ist der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 0,1 5 mm, vorzugsweise 0,3 - 3 mm und insbesondere 0,5 - 0,8 mm.
Besonders hat es sich bewährt, wenn in dem hülsenförmigen Körper, insbesondere bei Ausgestaltung als Siebhülse, das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen zum kleinsten, zwischen zwei Durchtrittsöffnungen verbleibenden
Steg etwa 1,4 bis etwa 6,25, vorzugsweise etwa 1,6 beträgt. Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, daß die aus den Durchtrittsöffnungen austretenden Einzelströme des Reaktionsharzmörtels sich danach wieder zu einer Masse vereinigen.
Weiter hat es sich besonders bewährt, daß das Reaktionsharz als Füllstoffe Hohlkörper, insbesondere Hohlkugeln, namentlich auf mineralischer Basis, enthält. Diese Hohlkörper haben vorzugsweise eine Dichte von ca. 0,3 - 0,8 g/cm3. Als solche Hohlkörper bzw. Hohlkugeln kommen insbesondere solche aus Glas, Korund oder keramischem Material in Betracht, wobei ohne weiteres auch Kunststoffhohlkugeln als Füllstoffe verwendet werden können. Die Füllstoffe haben einen mittlere Teilchendurchmesser von etwa 0,01 - 0,5, insbesondere etwa 0,05 - 0,3 mm. Dabei weisen mindestens 60, vorzugsweise 80 und insbesondere 90 % aller Teilchen einen Durchmesser inner halb der genannten Bereiche auf. Die Verwendung von Füllstoffen relativ niedrigen spezifischen Gewichts hat den Vorteil, daß sie die radiale Verteilung der durch die Durchtrittsöffnungen des hülsenförmigen Körpers austretenden Reaktionsharzmassen, im wesentlichen unabhängig von der Schwerkraft, gewährleistet. Ein solches Austreten des Reaktionsharzes aus dem hülsenförmigen Körper in im wesent-. liehen gleicher Menge nach allen Seiten ist von ganz wesentlicher Bedeutung für die Erzielung hoher Festigkeit.
BAD
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt/ wenn das Verhältnis der Dichte der Füllstoffteilchen zur Dichte des Harz-• anteils des Reaktionsharzes ca. 0/25 - 0,9, insbesondere 0,6 - 0,8, ist.
Als vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, wenn die Viskosität des Füllstoff-haltigen Reaktionsharzmörtels zwischen 50 - 300, insbesondere 80 - 300, Pa.s beträgt. Dem Fachmann sind die verschiedenen Möglichkeiten der Viskositätsbeeinflussung, namentlich bei Reaktionsharzmörteln, bekannt. So kann die Viskosität beispielsweise durch den Füllstoffgehalt gesteuert werden. Besonders bewährt im Rahmen der Erfindung haben sich Reaktionsharzmörtel mit einem Füllstoffgehalt zwischen 25 - 45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Reaktionsharzmörtels. Diese Menge entspricht etwa 5 bis 35 Gew.-%. Eine weitere Möglichkeit der Viskositätsbeeinflussung, die sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bewährt hat, besteht in der Zugabe von Thixotropiermitteln. Zur Verwirklichung dieser bei der vorliegenden Erfindung besonders brauchbaren Maßnahme können an sich bekannte Stoffe, namentlich pyrogene Kieselsäure, aber auch Kaolin, Asbest, Montmorillonite und dergleichen Verbindungen verwendet werden. Besonders bewährt haben sich Thixotropiermittel, insbesondere pyrogene Kieselsäure, in einer Menge von 1-8, insbesondere etwa 4-6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Reaktionsharz-
mörtels.
Die Fließgrenze des Reaktionsharzmortels liegt meist zwisc 500 - 1200, insbesondere 800 - 1000 Pa.
Im besonderen Maße bewährt haben sich solche Reaktionsharz mörtel, deren Dichte unter 1,5 g/cm3, insbesondere unter 1,4 g/cm3 und vorzugsweise unter 1,0 g/cm3 liegt. Niedrige Dichten der Reaktionsharzmörtel sind aus naheliegenden Gründen, insbesondere zur Erzielung eines möglichst gleichförmigen radialen Austritts aus dem hülsenförmigen Körper besonders erwünscht.
Besonders geeignete Reaktionsharzmörtel sind in der deutschen Patentanmeldung P 32 26 602.2 beschrieben. Besonders bewährt haben sich hier aber auch Mörtel folgender Zusammen setzung:
ungesättigtes Polyesterharz 24-58 Gew.-%
reaktiver Verdünner 14-38 Gew.-%
Füllstoffhohlkugeln 17 - 34 Gew.-%
Peroxidhärter 1-4 Gew.-%
Weichmacher 1 - 7 Gew.-%
Thixotropiermittel 1 - 8 Gew.-%
und insbesondere aus
ungesättigtem Polyester 35 - 37 Gew.-%
Monostyrol 25 - 28 Gew.-%
Glashohlkugeln (0,06 - 0,2 mm) 24 - 27 Gew.-%
Dibenzoylperoxyd 2 - 3 Gew.-%
Phthalatweichmacher 3 - 7 Gew.-%
pyrogene Kieselsäure 4 - 6 Gew.-%
Mit ganz besonderem Vorteil werden die erfindungsgemäßen Mittel für Verankerungen in Hohlmauerwerk eingesetzt. Zur Verwendung wird in üblicher Weise vorgegangen. In das Bohrloch wird die dübelartige Hülse eingesetzt und dann, insbesondere mit einfachen, handbetätigten Auspreßgeräten, über eine Statikmischung der Reaktionsharzmörtel in den hülsenförmigen Körper eingebracht. Anschließend wird die Verankerung, z.B. eine Ankerstange, insbesondere unter Drehen eingesetzt. Die Verankerungsstange kann in dem zur Verankerung bestimmten Teil als Gewindestange, als Vierkant/ Dreikant, gegebenenfalls auch als Konus, beispielsweise einem Konuswinkel von 2 - 3°, ausgelegt sein.
Das nachfolgende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung:
Beispiel
Für Verankerungen im Hohlmauerwerk wird ein Verankerungsmittel auf Basis ungesättiger Polyester folgender Zusammensetzung verwendet:
-a-- 43-
Ungesättigter Polyester Monostyrol Glashohlkugeln (0,1 mm) Dibenzoylperoxid Dioctylphthalat Pyrogene Kieselsäure
36,5 Gew.-%
26,0 Gew.-%
27,0 Gew.-%
2,2 Gew.-%
4,2. Gew.-%
4,1 Gew.-%
100,0 Gew.-%
Gelierzeit t Viskosität Fließgrenze T Dichte £>
gel
5-7 min. 260 ± 30 Pa.s 950 ± 50 Pa 0,85 g/cm3
Die Konfektionierung erfolgt mittels einer 2-Komponenten-Kartusche, wobei die oben angegebene Zusammensetzung in 2 Komponenten aufgeteilt ist. Die Volumenverteilung beträgt 9.3 Teile Harzkomponente und 1 Teil Härterkomponente. Die Einzelkomponenten für die Kartuschenfüllung weisen folgende Zusammensetzungen auf:
Harzkomponente
Unges. Polyester Monostyrol Glashohlkugeln pyrogene Kieselsäure (Aerosil 200)
40,3 Gew.-% 28,7 Gew.-% 26,9 Gew.-% 4,1 Gew.-%
- ' Härterkomponente
Dibenzoylperoxid 23,2 Gew.-%
Dioctylphthalat : 44,2 Gew.-%
Glashohlkugeln 28,4 Gew.-%
pyrogene Kieselsäure 4,2 Gew.-% (Aerosil 200)
Die Befestigung eines Elements im Hohlmauerwerk wird wie folgt realisiert:
In einen Hohlmauerwerksziegel wird ein Bohrloch (Durchmesser 16 mm) von 100 mm Tiefe erstellt. In das Bohrloch wird eine dübelartige Hülse aus Drahtgeflecht (Durchmesser 15 mm, Länge 90 mm) mit den Durchtrittsöffnungen 0,4 mm und einer Stegbreite von 0,25 mm eingesteckt.
Mittels einem der Aufnahme und Verpressung der 2-Komponenten-Kartusche dienenden üblichen Auspreßgerätes wird der Mörtel in den hülsenförmigen Körper eingebracht. Die beiden Komponenten werden durch getrennte Zuführungen in eine zur Verfüllung der Dübelhülse geeignete Tülle eingepreßt und in dem in der Tülle angeordneten Statikmischer homogen vermischt. Die Dosierung und Injektion des Mörtels erfolgt hubweise, indem die Verfülltülle 80 mm tief in die Dübelhülse eingeführt wird und im ersten Schritt 8-10 cm3 Mörtel eingepreßt wird. Danach wird die Tülle ca. 15 mm zurückgezogen und wie oben beschrieben injiziert. Insgesamt erfolgen 6 Hübe während des gesamten Verfüllvorgangs.
^V£0 !« - 10 -
Während des Verfüllvorgangs tritt ein Teil der injizierten Mörtelmasse durch die öffnungen der dübelartigen Hülse in die Hohlkammern des Holziegels ein, wobei infolge des Verhältnisses Füllstoffdurchmesser zu Maschenweite der Hülse eine radial gleichmäßige Verteilung erfolgt, der Mörtel an der Dübelhülse haften bleibt und ein unkontrolliertes Ab tropfen vermieden wird.
In die mit Mörtel verfüllte Hülse wird eine Gewindestange M 12 eingesteckt. Hierbei wird der in der Hülse sich befindliche Mörtel verdrängt und durch die Hülsenöffnüngen weiter radial verteilt und eine formschlüssige Verankerung erreicht.
In der Regel ist das erreichbare Festigkeitsniveau durch die Festigkeit des Untergrunds begrenzt. Bei Hohlziegeln der Güte HLZ 12 (Mindestdruckfestigkeit 12 N/mm2) liegt der Versagenswert bei zentrischem Zug bei 7 - 9 kN (Versagensursache ist Untergrundversagen).
BAD ORIGINAL

Claims (13)

BERG -STAfiF. -SCfiWABE---'SANDMAIR MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8Q00 MÜNCHEN 80 32 333 Patentansprüche
1.) Mittel zur Befestigung von Verankerungen/ wie Ankerstangen und dergleichen, in harten Aufnahmewerkstoffen,
umfassend einen Füllstoffe enthaltenden, härtbaren Reaktionsharzmörtel und einen, Druchtrittsöffnungen aufweisenden, der Aufnahme des Reaktionsharzes und des Verankerungsmittels dienenden, hülsenartigen Dübelkörper, dadurch gekennzeichnet , daß die Füllstoffe des
Reaktionsharzmörtels einen mittleren Teilchendurchmesser
von 0,01 - 0,5 mm aufweisen und das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen der Dübelkörper zum mittleren Teilchendurchmesser der Füllstoffe etwa 1,5 - 12,0, insbesondere 1,8 - 5,6 beträgt.
2. Mittel gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 0,1-5 mm, vorzugsweise 0,3 - 3 mm und
insbesondere 0,5 - 0,8 mm beträgt.
3. Mittel gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Dübelkörper das
* (089) 98 82 72 - 74 Telex: 05 24 560 BERG d Bankkonten- Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)
Telegiamme (cable): Telekopierer; (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM
Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen zum kleinsten, zwischen .zwei DurchtrittsÖffnungen verbleibenden Steg etwa 1,4 bis 6,25, vorzugsweise etwa 1,6 beträgt.
4. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reaktionsharz als Füllstoffe Hohlkugeln, insbesondere auf mineralischer Art einer Dichte von ca. 073 bis 0,8 g/cm3, vorzugsweise 0,6 bis 0,8 g/cm3 enthalten sind.
5. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dichte der Füllstoff-Teilchen zur Dichte der Harzanteile des Reaktionsharzes ca. 0,25 - 0,9, insbesondere 0,6 - 0,8 ist.
6. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß die Viskosität des Füllstoff-haltigen Reaktionsharzmörtels zwischen 50 - 30O7 insbesondere 80 - 300 Pa.s beträgt.
7. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoffgehalt zwischen ca. 25 - 45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Reaktionsharzmörtels liegt.
8. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reaktionsharzmörtel Thixotropiermittel in einer Menge von 1-8, insbesondere ca. 4-6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Reaktionsharzmortels, enthalten sind.
9. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgrenze des Reaktionsharzmortels zwischen 500 - 1200, insbesondere 800 - 1000 Pa liegt.
10. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß die Dichte des Reaktionsharzmortels unter 1,5 g/cm3, insbesondere unter 1,4 g/cm3 und vorzugsweise unter 1,0 g/cm3 liegt.
11. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch einen Reaktionsharzmörtel folgender Zusammensetzung
ungesättigtes Polyesterharz 24 - 58 Gew.-%
reaktiver Verdünner 14 - 38 Gew.-%
Füllstoffhohlkugeln 17-34 Gew.-%
Peroxidhärter 1 - 4 Gew.-%
Weichmacher 1 - 7 Gew.-%
Thixotropiermittel 1 - 8 Gew.-%
12. Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch einen Reaktionsharzmörtel folgender Zusammensetzung
ungesättigter Polyester 35 - 27 Gew.-%
Monostyrol 25 - 28 Gew.-%
Glashohlkugeln (0,06 - 0,2 mm) 24 - 27 Gew.-%
Dibenzoylperoxyd 2 - 3 Gew.-%
Phthalatweichmacher 3 - 7 Gew.-%
pyrogene Kieselsäure A- 6 Gew.-%
13. Verwendung der Mittel gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche zur Befestigung von Verankerungen in Hohlmauerwerk.
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