DE3247227C2

DE3247227C2 -

Info

Publication number: DE3247227C2
Application number: DE3247227A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen 8080 Emmering De Irmscher; Ludwig Gebauer; Gusztav Dipl.-Ing. Dr. 8000 Muenchen De Lang; Peter Dipl.-Chem. 8065 Kleinberghofen De Mauthe
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1987-12-03
Also published as: JPH0322493B2; CH663068A5; DE3247227A1; US4787186A; FR2537988A1; JPS59118942A; FR2537988B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigung von Verankerungen, wie Ankerstangen und dergleichen, in harten Aufnahmewerkstoffen, insbesondere Hohlmauerwerk, umfassend einen Füllstoffe enthaltenden härtbaren Reaktionsharzmörtel und einen, Durchtrittsöffnungen aufweisenden, der Aufnahme des Reaktionsharzes und des Verankerungsmittels 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 die erforderliche Mörtelmasse für die eigentliche Befestigung der Verankerung nicht mehr zur Verfügung steht. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß Mörtel der erforderlichen Fließfähigkeit aus waagrechten Bohrlöchern, insbesondere aber bei Überkopfmontagen, aus dem Bohrloch ausläuft. Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, hat man gemäß der EP 00 05 969 schon versucht, den Mörtel in einer dübelähnlichen Sieb- oder Lochhülse anzuordnen, wobei vor dem Einsetzen der Hülse in das Bohrloch der Reaktionsvorgang des Mörtels beispielsweise durch Eintauchen der Hülse in Wasser eingeleitet wird. 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.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung von Verankerungen zu schaffen, bei der ein unkontrolliertes Weglaufen des Mörtels verhindert wird, innerhalb und außerhalb des hülsenartigen Dübelkörpers eine homogene Zusammensetzung des Mörtels besteht, eine ausreichende Festigkeit erzielt wird und eine vollständige Verfüllung des Bohrloches gewährleistet ist.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Füllstoffe des Reaktionsharzmörtels einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01-0,5 mm aufweisen, das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen des hülsenartigen Dübelkörpers zum mittleren Teilchendurchmesser der Füllstoffe des Reaktionsharzmörtels etwa 1,5-12,0 beträgt und das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen zur kleinsten, zwischen zwei Durchtrittsöffnungen verbleibenden Stegbreite etwa 1,4 bis 6,25 beträgt und daß die Viskosität des füllstoffhaltigen Reaktionsharzmörtels zwischen 50 bis 300 Pa.s liegt.

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 dem 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.

Das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen des Dübelkörpers zum mittleren Teilchendurchmesser der Füllstoffe beträgt zweckmäßigerweise 1,8 bis 5,6.

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 zur kleinsten, zwischen zwei Durchtrittsöffnungen verbleibenden Stegbreite 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 Hohlkugeln, insbesondere mineralischer Art, einer Dichte von ca. 0,3-0,8 g/cm³, vorzugsweise 0,6-0,8 g/cm³ enthält. 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 mittleren 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 innerhalb 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 wesentlichen gleicher Menge nach allen Seiten ist von ganz wesentlicher Bedeutung für die Erzielung hoher Festigkeit. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das Verhältnis der Dichte der Füllstoffteilchen zur Dichte des Harzanteils des Reaktionsharzes ca. 0,25-0,9, insbesondere 0,6-0,8, ist.

Als vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, wenn die Viskosität des füllstoffhaltigen Reaktionsharzmörtels zwischen 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 Reaktionsharzmörtels.

Die Fließgrenze des Reaktionsharzmörtels liegt meist zwischen 500-1200, insbesondere 800-1000 Pa.

Im besonderen Maße bewährt haben sich solche Reaktionsharzmörtel, 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 bewährt haben sich Mörtel folgender Zusammensetzung:

ungesättigtes Polyesterharz24-58 Gew.-% reaktiver Verdünner14-38 Gew.-% Füllstoffhohlkugeln17-34 Gew.-% Peroxidhärter 1-4 Gew.-% Weichmacher 1-7 Gew.-% Thixotropiermittel 1-8 Gew.-%

und insbesondere aus

ungesättigtem Polyester27-35 Gew.-% Monostyrol25-28 Gew.-% Glashohlkugeln (0,06-0,2 mm)24-27 Gew.-% Dibenzoylperoxyd 2-3 Gew.-% Phthalatweichmacher 3-7 Gew.-% pyrogene Kieselsäure 4-6 Gew.-%

Das nachfolgende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung:

Beispiel

Für Verankerungen im Hohlmauerwerk wird ein Verankerungsmittel auf Basis ungesättigter Polyester folgender Zusammensetzung verwendet:

ungesättigter Polyester 36,5 Gew.-% Monostyrol 26,0 Gew.-% Glashohlkugeln (0,1 mm) 27,0 Gew.-% Dibenzoylperoxid 2,2 Gew.-% Dioctylphthalat 4,2 Gew.-% Pyrogene Kieselsäure 4,1 Gew.-% 100,0 Gew.-%

Gelierzeit t_gel5-7 min. Viskosität γ260±30 Pa.s Fließgrenze τ _o950±50 Pa Dichte ρ0,85 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. Polyester40,3 Gew.-% Monostyrol28,7 Gew.-% Glashohlkugeln26,9 Gew.-% pyrogene Kieselsäure
(Aerosil 200) 4,1 Gew.-%

Härterkomponente

Dibenzoylperoxid23,2 Gew.-% Dioctylphthalat44,2 Gew.-% Glashohlkugeln28,4 Gew.-% pyrogene Kieselsäure
(Aerosil 200) 4,2 Gew.-%

Die Befestigung eines Elements im Hohlmauerwerk wird wie folgt realisiert:

In einem 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 Auspreßgerät 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 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. Während des Verfüllvorgangs tritt ein Teil der injizierten Mörtelmasse durch die Öffnungen der dübelartigen Hülse in die Hohlkammern des Hohlziegels 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 Abtropfen vermieden wird.

In die mit Mörtel verfüllte Hülse wird eine Gewindestange M 12, insbesondere unter Drehen, eingesteckt. Hierbei wird der in der Hülse sich befindliche Mörtel verdrängt und durch die Hülsenöffnungen weiter radial verteilt und eine formschlüssige Verankerung erreicht.

Die Verankerungsstange kann in dem zur Verankerung bestimmten Teil auch als Vierkant, Dreikant, gegebenenfalls auch als Konus, beispielsweise mit einem Konuswinkel von 2-3°, ausgelegt sein.

In der Regel ist das erreichbare Festigkeitsniveau durch die Festigkeit des Untergrunds begrenzt. Bei Hohlziegeln der Güte HZL 12 (Mindestdruckfestigkeit 12 N/mm²) liegt der Versagenswert bei zentrischem Zug bei 7-9 kN (Versagensursache ist Untergrundversagen).

Claims

1. Befestigung von Verankerungen, wie Ankerstangen und dergleichen, in harten Aufnahmewerkstoffen, insbesondere Hohlmauerwerk, umfassend einen Füllstoffe enthaltenden, härtbaren Reaktionsharzmörtel und einen, Durchtrittsöffnungen 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, das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen des Dübelkörpers zum mittleren Teilchendurchmesser der Füllstoffe etwa 1,5-12,0 beträgt und das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen zur kleinsten, zwischen zwei Durchtrittsöffnungen verbleibenden Stegbreite etwa 1,4 bis 6,25 beträgt und daß die Viskosität des füllstoffhaltigen Reaktionsmörtels zwischen 50 bis 300 Pa.s liegt.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen des Dübelkörpers zum mittleren Teilchendurchmesser der Füllstoffe 1,8-5,6 beträgt.

3. Befestigung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 0,1-5 mm, vorzugsweise 0,3-3 mm und insbesondere 0,5-0,8 mm beträgt.

4. Befestigung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dübelkörper das Verhältnis des Durchmessers der Durchtrittsöffnungen zur kleinsten, zwischen zwei Durchtrittsöffnungen verbleibenden Stegbreite etwa 1,6 beträgt.

5. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reaktionsharz als Füllstoffe Hohlkugeln, insbesondere mineralischer Art einer Dichte von ca. 0,3 bis 0,8 g/cm³, vorzugsweise 0,6 bis 0,8 g/cm³ enthalten sind.

6. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 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.

7. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des füllstoffhaltigen Reaktionsharzmörtels 80-300 Pa.s beträgt.

8. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoffgehalt zwischen ca.25-45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Reaktionsharzmörtels liegt.

9. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reaktionsharzmörtel Thixotropiermittel in einer Menge von 1-8, insbesondere ca. 4-6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Reaktionsharzmörtels, enthalten sind.

10. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Reaktionsharzmörtels unter 1,5 g/cm³, insbesondere unter 1,4 g/cm³ und vorzugsweise unter 1,0 g/cm³ liegt.

11. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Reaktionsharzmörtel folgender Zusammensetzung: ungesättigtes Polyesterharz24-58 Gew.-% reaktiver Verdünner14-38 Gew.-% Füllstoffhohlkugeln17-34 Gew.-% Peroxidhärter 1-4 Gew.-% Weichmacher 1-7 Gew.-% Thixotropiermittel 1-8 Gew.-%

12. Befestigung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Reaktionsharzmörtel folgender Zusammensetzung: ungesättigter Polyester27-35 Gew.-% Monostyrol25-28 Gew.-% Glashohlkugeln (0,06-0,2 mm)24-27 Gew.-% Dibenzoylperoxyd 2-3 Gew.-% Phthalatweichmacher 3-7 Gew.-% pyrogene Kieselsäure 4-6 Gew.-%