CN1091196C - 固定锚桩用的管形件 - Google Patents

Abstract

固定锚桩用的管形件，包括一个可破碎的管形件，及一种可硬化的树脂组份和一种粉状或粒状的硬化剂组份，用可硬化的树脂组份和硬化剂组份装满可破碎的管形件，所述可硬化的树脂组份被分离层与所述硬化剂组份分开，其特征在于，以两层或多层各自交替放置所述可硬化的树脂组份和所述硬化剂组份，此管形容器在钉入锚桩时能合可硬化的树脂组份和硬化剂组份均匀充分的混合，结果使锚桩有良好的粘结强度。

Description

固定锚桩用的管形件

本发明涉及在支柱安装中固定锚桩时所用的固定锚桩用的管形件，更特别地涉及适合在钉入法中简单锤击的固定锚桩用的管形件。

在本发明中，可硬化的树脂组份和硬化剂组份仅仅通过锤击锚桩(锚栓或竹节钢筋)便充分混合，使它们对钻好的孔有良好的粘附力。

当锚桩被固定到混凝土基础、墙壁和立柱上时，在以前已经采用的钉入法中，将固定错桩用的管形件插入钻好的孔内，然后不用转动将锚桩的锚栓或竹节钢筋用锤敲进入孔内。

在锚桩钉入法中所用的固定锚桩用的管形件包括易破碎的容器如玻璃容器，及分开装在容器中的可硬化时树脂组份和硬化剂。将管形件插入钻好的孔中，并用锤子将锚桩敲入孔内，因此将容器打破并使可硬化的树脂组份和硬化剂组份混合，以使树脂固化。这样，锚桩就被固定到钻好的孔中。为使可硬化的树脂与硬化剂分开，提出了各种各样的系统。

例如，提出了带有放在玻璃容器里面的可硬化的树脂组份和放在玻璃容器外面的硬化剂组份的管形件。这种管形件的例子包括：一种将可硬化的树脂组份装在玻璃容器中，而硬化剂则加到玻璃容器外表面上的管形件(日本待审专利申请61-122400)、一种装有可硬化的树脂组份的容器的开口用含有硬化剂的无机材料制成的帽盖密封的管形件(日本待审专利申请63-142199)，和一种可硬化的树脂组份装在其外表面具有抽气减压的圆柱形玻璃容器中，该容器被密封，并且硬化剂放在外表面上的管形件(日本待审实用新型专利申请3-103233和日本待审专利申请5-171695)。

此外，还提出一些管形件，在这些管形件中，玻璃容器的内部都分成两部分，并且可硬化的树脂组份和硬化剂分别装在其中。这类管形件的例子包括：有一种管形件，其中双层玻璃容器的内容器装满可硬化的树脂组份，而内容器和外容器之间的空间则装满硬化剂以便包围内容器(PCT国际专利申请WO98/08202)，和一种管形件其中可硬化的树脂组份和硬化剂在玻璃容器中分开成两层放置，这两层被分离层分开(日本待审专利申请61-225499和5-214899)。日本待审专利申请61-225499揭示出一种生产管形件的方法，包括用可硬化的树脂组份和硬化剂装满两层之间的空间，随后静置，并用其反应产物形成分离层。

至于硬化剂放在玻璃容器外面的管形件硬化剂可能下降或剥落，并且还有如过氧化物类硬化剂直接接触工人皮肤的危险。此外，硬化剂利用胶粘剂固化等等，以致可硬化的树脂组份和硬化剂在钉入锚桩时不易充分混合，而造成粘结强度改变。而且，采用变形的玻璃容器造成与锚桩的粘结强度无直接关系的容器的成本增加。

另一方面，对于其内部装有可硬化的树脂组份和硬化剂的管形件，解决了硬化剂的下降或剥离或硬化剂与工人接触的问题。但是，可硬化的树脂组份和硬化剂分别在被分离层上下分开的两层内放置，以致在钉入锚桩时可硬化的树脂组份和硬化剂组份不一定得到充分混合。因此，不良混合而引起的粘结强度变化的问题仍未解决。

因此，本发明的目的是提供一种在用锤敲击锚桩时使可硬化的树脂组份与硬化剂组份进行均匀混合的固定锚用的管形件，导致锚桩有良好的粘结强度。

按照本发明，提供一种包括可破碎的管形件的固定锚桩用的管形容器，并且该可破碎的管形容器用可硬化的树脂组份和粉状或粒状的硬化剂组份装满，上述可硬化的树脂组份被分离层与所述硬化剂组份分开，其中所述的可硬化的树脂组份和硬化剂组份各自交替地在两层成多层放置。这种固定锚桩用的管形，进一步可包含作为管形件中最上层的掺合料组份层。

由下面结合附图对本发明的现有优选的典型实施例所作的详细说明，本发明的这些和另外的目的和优点将变得更明显并且更容易理解：

图1为显示体现本发明的固定锚桩用的管形件的断面图；和

图2为显示与例1比较的用以前技术生产的固定锚桩用的管形件的断面图。

按照本发明的固定锚桩用的管形件，具有规定范围内粘度的可硬化的树脂组份和粉状或粒状的硬化剂组份在管形件中以层的形式相互堆积，因而在它们之间的界面中，由于可硬化的树脂和硬化剂反应容易形成分离层。因此，可硬化的树脂组份和硬化剂组份可交替成多层放置。

在本发明中，可破碎的管形件是一种圆柱形容器，它可由于锚的钉入很容易破碎。其中例子包括用玻璃、陶器、陶瓷、塑料等材料形成的容器。在这些容器中，最合适使用圆柱形玻璃容器，它容易破碎，并且其破碎的材料还起粘结剂组份掺合料的作用。

对可破碎的容器的尺寸没有特别的限制。但是，从柱子安装中所用的锚桩的尺寸可知，该容器通常具有约8mm-30mm的外径，约40-400mm的长度，和约2ml-280ml的内部容积。作为在这里使用的内部容积意味着包括玻璃管(排除空气层)和利用破碎玻璃充满孔的容积。

在本发明中，可硬化的树脂组份基本上由液态的可硬化的树脂组成，并且如果需要，可能包含掺合料组份和其它的添加剂。对可硬化的树脂没有特别的限制，只要它们通过与硬化剂反应被硬化。但是，最好使用不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、环氧树脂等。

此外，作为这些可硬化的树脂，最好使用具有在25℃胶凝时间为0.5-10分钟(最好是1-5分钟)的树脂。如果可硬化的树脂的胶凝时间太长，则渗透到硬化剂层中的液态可硬化的树脂的量过分地增加。另一方面，如果可硬化的树脂的胶凝时间太短，则在装入的过程中就有固化的可能性。

如果希望的话，加入的掺合料包括无机填料和有机填料和硅质砂、石英、白碳、碳黑、滑石、硅石、碳酸钙、石灰石、石膏、镁氧渣、玻璃珠、树脂粒和金属粒。它们表面可能是用硅烷或钛酸盐偶合剂处理过，或者和这些偶合剂结合起来使用。

可硬化的树脂组份的粘度为300-5000厘泊时可用，在1000-20000厘泊时更好，在2000-10000厘泊时最好。可硬化的树脂组份的粘度可通过可硬化的树脂的聚合度调节，并可通过加入填料调节。当可硬化的树脂组份的粘度太高时，不仅在钉入锚桩时树脂组份和硬化剂组份的混合不充分，而且锚桩的钉入阻力增加。另一方面，当可硬化的树脂组份的粘度太低时，渗透到在管形容器中与可硬化的树脂组份层交替放置的硬化剂组份层中的可硬化的树脂组份的量增加，并且由于同硬化剂反应，通过固化所形成的分离层厚度变宽，而导致可硬化的树脂和硬化剂二者无用的消耗。

在本发明中，硬化剂组份为粉状或粒状。它们主要由硬化剂和稀释剂组成，并且如有必要，它们可以含有掺合料。

硬化剂按照所用的可硬化的树脂的种类不同而变化。例如，当可硬化的树脂是不饱和聚酯树脂或环氧丙烯酸酯树脂时，使用过氧化物如过氧化苯甲酰作硬化剂。此外，当可硬化的树脂是环氧树脂时，使用各种胺类、酸酐、三氟化硼等作硬化剂。它们用稀释剂稀释，并且如果必要的话，向其中加入掺合料组份。然后，将所得一的组份固化，以便以粉末形式或颗粒形式使用它们。当可硬化的树脂是不饱和聚酯树脂或环氧丙烯酸酯树脂时，最好使用过氧化苯甲酰与硫酸钙或碳酸钙和混合物，用邻苯二甲酸二环己酯稀释的过氧化苯甲酰等作硬化剂。

当硬化剂是过氧化物如过氧化苯甲酰时，单独地使用它们是危险的。因此，将它们用稀释剂稀释，以便使用它们。

其中所用的稀释剂包括粉状稀释剂如碳酸钙和石膏，和粒状稀释剂如邻苯二甲酸二环己酯。

这些稀释剂按这样量使用，致使所产生的硬化剂组份变成粉状或粒状。

此外，如有必要，向硬化剂中加入粉状或粒状掺合料组份。作为掺合料组份，可用类似于如加到上述可硬化的树脂组份中的掺合料组份所说明的那些掺合料组份。使用具有平均粒径为1mm或更小(最好是0.5mm或更小)的掺合料组份防止可硬化的树脂渗透到硬化剂组份层中，并控制由可硬化的树脂与硬化剂反应所形成的固化的分离层的厚度。

在本发明中，由于用可硬化的树脂组份和硬化剂组份依次交替装满可破碎的管形件，通过在它们之间的界面处可硬化的树脂组份与硬化剂组份反应，形成了作为固化的树脂层的分离层。分离层的厚度如上所述，可通过调节可硬化树脂层的胶凝时间、可硬化的树脂组份的粘度、和在硬化剂组份中所含的稀释剂的种类和数量及掺合料组份的平均粒径等方法加以控制。

在本发明中，对在可破碎的管形件中形成可硬化的树脂组份层和硬化剂组份层的次序没有特别的限制。但是，这两种层各形成两层或更多层。如果每种层都只形成一层，则在用锤敲击锚桩时，可硬化的树脂组份与硬化剂组份的混合变得不充分，而在某些情况下造成不能得到所希望的锚桩的粘结强度。另一方面，这两种层的层形成数目越多，结果改善可硬化的树脂组份和硬化剂组份的混合也越多。然而实际上，这两种层各形成3-10层较好，各形成4-5层更好，因为在形成分离层时所消耗的可硬化的树脂和硬化剂的量增加。

在本发明中，还可在所形成的可硬化的树脂组份层和硬化剂层的最上层形成掺合料组份层，以便在可破碎的管形件中给出所希望的层数、充满管形件中的空间、并隔开在熔封由可硬化的树脂组份和/或硬化剂组份的各个组份充满的玻璃管形件时所产生的热。

在本发明的固定锚桩用的管形中，该可破碎的管形件用这两种组份装满，以便用从这两种组份的供料喷咀交替供给可硬化的树脂组份和硬化剂组份的方法，或用转动式或直进式输送设备间歇移动可破碎的管形件并在预定位置供给两种组份的方法得到所希望的层数。可在最后阶段供给掺合料组份。然后，用热熔法密封管形件的上面开口。这样，可生产出固定锚桩用的管形容器。

此后，通过静置在各个层之间形成分离层。不利的是在分离层形成之前对管形件产生大的震动或冲击。但是，由用各个组份充满管形件的输送所引起的这种震动或在过程中的运动几乎不影响分离层的形成，并对产品有很小的反作用。

在本发明的固定锚桩用的管形件中，可硬化的树脂组份和硬化剂组份被分散地放置在管形件中。因此，和常规产品相比，不仅得到高的粘结强度，而且粘结强度的变化小。此外，当用水充满钻好的孔时，粘结强度的降低也很小。

本发明提供在柱子安装入时给出高粘结强度的固定锚桩用的管形件，因此，在工业领域，特别是在土木工程和建筑领域的意义极大。

在下面将参照实例和比较例更详细说明本发明。

(1)管形件的生产

例1

具有直径13mm和高130mm的带底玻璃容器交替用可硬化的树脂组份和硬化剂组份装满，此后放入集料组份作为最上层。然后熔封该玻璃容器的开口，从而生产出如图1所示密封后具有100mm高度的本发明的固定锚桩用的管形件，在该管形件中被分离层分开的可硬化的树脂组份层和硬化剂树脂组份层各形成4层。

参看图1，参考数字1代表可硬化的树脂组份层，参考数字2代表硬化剂组份层，参考数字3代表分离层，参考数字4代表玻璃容器，参考数字5代表掺合料组份，和参考数字6代表显示锚钉入方向的箭头。同样数字也适用于图2。

下面列出所用的各个组份。

可硬化的树脂组份

双酚系不饱和聚酯树脂(粘度：5700厘泊)

硬化剂组份

硬化剂：过氧化苯甲酰(浓度：50％W/W，用邻苯二甲酸二环己酯稀释，颗粒状)

掺合料：玻璃珠(平均粒径：0.2mm)

硬化剂/掺合料＝3/2(混合重量比)

最上层的掺合料

玻璃珠(平均粒径：0.2mm)

确定每种组份的装满量，以便可硬化的树脂组份与硬化剂组份的重量比为2∶1。

比较例1

具有与例1中所用容器相同尺寸的带底玻璃容器首先用硬化剂组份，然后用不饱和聚酯树脂装满。然后，以与例1相同的方式熔封玻璃容器的开口，随后静置从而生产出一种用于比较的固定锚桩用的管形件，在此容器中放置被分离层分开的可硬化的树脂组份层和硬化剂组份层、如图2所示。

使用在固定锚桩用的管形件中所用的相同种类的不饱和聚酯树脂和硬化剂组份(过氧化苯甲酰与硫酸钙的混合物)作为各自的组份。但是，可硬化的树脂/硬化剂之比值与例1相同。

(2)评价试验

试验例1和比较试验例1

在具有抗压强度为210公斤力/cm²和尺寸为1000mm×100mm×600mm的混凝土块中钻一直径为15mm和深110mm的孔，并用吹风机，毛刷和吹风机按此次序将孔清扫干净。将例1中所生产的本发明的固定锚桩用的管形件和比较例1中所生产的用于比较的固定锚桩用的管形件分别按图1和2中箭头所指的方向插入孔中。然后用1.5公斤的锤子将具有标称直径为12mm和长160mm的高强度螺栓钉入该孔的底部，并且在24小时后经受拉力试验。

对每种管形容器，装入3个螺栓并试验拉力，其三次测量的结果及平均值列于表1中。

                            表1

                        抗拉强度(吨)

样品编号                试验例1              比较试验例1

   1                    4.23                    2.23

   2                    4.64                    3.10

   3                    4.37                    2.51

平均值                  4.41                    2.61

试验例2和比较试验例2

在具有与试验例1相同的抗压强度和尺寸的混凝土块中钻一具有与试验例1相同尺寸的孔，并按与试验例1相同的方式清扫干净。然后用水装满孔，并在与试验例1相同的条件下完成装入。

在24小时后进行拉力试验的结果列于表2中。

                            表2

                        抗拉强度(吨)

样品编号                试验例2              比较试验例2

   1                    3.36                    0.96

   2                    3.10                    0.80

3                3.82             0.75平均值               3.43             0.84

Claims (6)

1.一种固定锚桩用的管形件，其包括一个可破碎的管形件及一种可硬化的树脂组份和一种粉状或粒状硬化剂组份，用这些组份装满可破碎的管形件，所述可硬化的树脂组份由树脂层的分离层与所述硬化剂组份分开，所述树脂层通过所述可硬化树脂与所述硬化剂反应而硬化；而所述的分离层多于两层；其中，以两层或多层各自交替放置所述可硬化的树脂组份和所述硬化剂组份。

2.如权利要求1所述的固定锚桩用的管形件，其特征在于，包括作为可破碎的管形件中最上层的掺合料。

3.如权利要求1所述的固定锚桩用的管形件，其特征在于，所述可硬化的树脂组份由在25℃时具有30秒-10分钟胶凝时间的可硬化的树脂组成。

4.如权利要求1所述的固定锚桩用的管形件，其特征在于，所述可硬化的树脂组份具有300-50000厘泊的粘度。

5.如权利要求1所述的固定锚桩用的管形件，其特征在于，所述硬化剂组份由含过氧化物和稀释剂的硬化剂组成，并且包含掺合料。

6.如权利要求1所述的固定锚桩用的管形件，其特征在于，所述可破碎的管形件是一种圆筒形玻璃容器，并且其上面部分用热熔法密封。

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