DE102011055883A1 - Use an aggregate, in a polymer forming anchoring compound in fastening technology in building sectors, to increase the capacity of bonding between the substrate and to be fastened object, preferably in wet borehole - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung bestimmter, nachfolgend genauer beschriebener (harter) Zuschläge in bei Verwendung polymerbildenden chemischen Verankerungsmassen in der Befestigungstechnik im Baubereich sowie verwandte Erfindungsverkörperungen. The invention relates to the use of certain (hard) additives described below in more detail in the case of polymer-forming chemical anchoring compositions in fastening technology in the construction sector and related inventions.
Im Bauwesen sind Zuschlagstoffe in Form von partikulären Füllstoffen für die Verwendung in polymerbildenden chemischen Verankerungsmassen (manchmal auch als „chemische Dübel“ bezeichnet) mit ein oder mehreren Komponenten, beispielsweise in Form von Zweikammerkartuschen oder Zweikammerpatronen, zum Befestigen von Verankerungselementen in Bohrlöchern bekannt. Doch wird die Art der Füllstoffe, sofern es sich nicht um solche handelt, die, wie Zement, selbst beispielsweise durch hydraulisches Abbinden zur Verfestigung beitragen, in der Regel als nicht relevant angesehen. So erwähnt beispielsweise die
Es besteht ein Bedürfnis, die Eigenschaften von chemischen Verankerungsmassen weiter zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Höhe der Belastbarkeit, hinsichtlich einfacher Verarbeit- und Verwendbarkeit und hinsichtlich der Möglichkeit zum Einsatz in feuchten, ungereinigten und/oder (beispielsweise durch Rissbildung) vorgeschädigten Bohrlöchern in Substraten wie Beton oder Mauerwerk. There is a need to further improve the properties of chemical anchoring compositions, in particular with regard to the level of resilience, ease of processing and usability and the possibility for use in moist, unpurified and / or (for example by cracking) pre-damaged boreholes in substrates such as Concrete or masonry.
So ist es bisher für die bauaufsichtliche Zulassung der Befestigungssysteme mit chemischen Verankerungsmassen erforderlich, genaue Vorschriften für die Vorreinigung von Bohrlöchern vor Verwendung der chemischen Verankerungsmassen anzugeben. In der Regel ist dazu mindestens mehrfaches Ausblasen, oft auch Ausbürsten, notwendig, und diese Vorschriften müssen auch akribisch eingehalten werden, um hinreichende Festigkeit und Funktion zu gewährleisten. In feuchten Bohrlöchern (wie sie beim Einsatz im Freien oft zu erwarten sind) kann es zur Unterschreitung der erreichbaren bzw. durch die Zulassung ausgelobten/definierten bzw. vorgeschriebenen Belastbarkeiten im ausgehärteten (Polymer-) Zustand kommen. So far, it is necessary for the building inspectorate approval of fastening systems with chemical anchoring masses, to specify precise regulations for the pre-cleaning of boreholes before using the chemical anchoring materials. As a rule, at least several blowouts, often brushing, are necessary, and these rules must also be meticulously met to ensure adequate strength and function. In humid boreholes (as they are often to be expected when used outdoors), they may fall short of the achievable or prescribed by the approval / defined or prescribed load capacities in the cured (polymer) state.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass sehr harte Zuschläge mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer, insbesondere Füllstoffe, wie vorzugsweise Korund, in der Lage sind, besondere Eigenschaften bei Verankerungsmassen für den genannten Zweck zu bewirken, unter anderem eine oder mehrere der folgenden verbesserten Eigenschaften zu verwirklichen:
eine erhöhte Belastbarkeit, die beispielsweise in einer erhöhten Adhäsionsversagenslast zum Ausdruck kommt; die Möglichkeit, auch in feuchten Bohrlöchern erhöhte Belastbarkeiten zu erzielen; die Möglichkeit, ohne Vorreinigung des Bohrloches die Verankerungsmasse und Verankerungselemente einzubringen sowie die Möglichkeit, auch bei Rissbildung im Substrat gute Verbindungen zwischen Substrat, Verankerungsmasse und Verankerungselement zu erzielen. It has now surprisingly been found that very hard aggregates with a Mohs hardness of 8 or greater, in particular fillers, such as preferably corundum, are capable of effecting special properties in anchoring compositions for the stated purpose, inter alia one or more of the following to realize improved properties:
an increased load capacity, which is expressed for example in an increased adhesion failure load; the possibility of achieving increased load capacities even in damp boreholes; the possibility of introducing the anchoring mass and anchoring elements without pre-cleaning the borehole and the possibility of achieving good connections between substrate, anchoring mass and anchoring element even when cracking in the substrate.
Diese Eigenschaften können sogar noch weiter verbessert werden, indem neben den genannten sehr harten Füllstoffen (in erster Linie nicht-polymere) Silane zugesetzt werden. These properties can even be further improved by adding silanes in addition to the very hard fillers mentioned (primarily non-polymeric).
Die Erfindung betrifft in einer ersten Ausführungsform die Verwendung mindestens eines Zuschlags in einer bei Verwendung polymerbildenden (chemischen) Verankerungsmasse in der Befestigungstechnik im Baubereich, wobei die Verankerungsmasse in ein Substrat eingebracht und gleichzeitig, anschließend und/oder (ferner) zuvor ein zu befestigender Gegenstand, insbesondere ein Verankerungselement, in die Verankerungsmasse eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein sehr harter Zuschlag mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer, insbesondere ein Füllstoff, zur Erhöhung der Belastbarkeit der Bindung zwischen Substrat und zu befestigendem Gegenstand im Vergleich zur bei Zugabe weniger harter Zuschläge erzielbaren Belastbarkeit der bei Verwendung polymerbildenden Verankerungsmasse zugesetzt ist oder wird. The invention relates in a first embodiment to the use of at least one aggregate in a polymer-forming (chemical) anchoring mass in fastening technology in the construction sector, wherein the anchoring mass is introduced into a substrate and at the same time, subsequently and / or (further) an object to be fastened, in particular an anchoring element, is introduced into the anchoring mass, characterized in that at least one very hard aggregate with a Mohs hardness of 8 or greater, in particular a filler, to increase the strength of the bond between the substrate and the object to be fastened compared to when added less hard aggregates achievable load capacity of the polymer-forming anchoring mass is or is added.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung betrifft die genannte Verwendung, bei der die Verankerungsmasse in ein Bohrloch in einem Substrat vor, gleichzeitig mit oder nach dem Einbringen (Setzen) eines Verankerungselements eingebracht wird. A specific embodiment of the invention relates to the said use, in which the anchoring mass is introduced into a borehole in a substrate before, simultaneously with or after the introduction (setting) of an anchoring element.
Bevorzugt ist, hier wie bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung, die Verwendung im Rahmen von Setzvorgängen für das Verankerungselement, die mit starker Reibung einhergehen (z.B. durch einen maschinellen Setzvorgang beispielsweise mit einer Bohrmaschine sowie durch einen eine erhöhte Reibung auslösenden Setzwiderstand, der durch die Art, Form und Größe der Füllstoffe und die Harzviskosität beeinflußt werden kann), insbesondere die Verwendung derartiger Verankerungsmassen in Form von Mehrkammerpatronen, wie Zwei-Kammer-Patronen, z.B. aus Glas. Preferred here, as in the other embodiments of the invention, the use in the context of setting operations for the anchoring element, which are associated with high friction (eg by a machine setting process, for example with a drill and by a increased friction-inducing setting resistance, by the Art , Shape and size of the fillers and the resin viscosity can be influenced), in particular the use of such anchoring materials in the form of multi-chamber cartridges, such as two-chamber cartridges, eg of glass.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung die zuletzt genannte Verwendung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung der bei Verwendung polymerbildenden Verankerungsmasse in das Bohrloch trotz mindestens Restverschmutzung desselben durch Ausbohrmaterial, insbesondere ohne Vorreinigung des Bohrloches, vor allem ohne dessen Ausbürsten, Ausblasen und/oder Ausspülen, erfolgt. In a further embodiment, the invention relates to the last-mentioned use, characterized in that the introduction of the polymer-forming anchoring mass into the well despite at least residual contamination of the same by drilling material, in particular without pre-cleaning the well, especially without brushing, blowing and / or rinsing , he follows.
Hierbei können trotz fehlender Reinigung Verbundspannungen von mehr als 13 N/mm2, zum Beispiel mehr als 15 N/mm2, mehr als 16 N/mm2, bevorzugt mehr als 17 N/mm2 und ganz besonders bevorzugt mehr als 18 N/mm2 erreicht werden. In spite of lack of cleaning, composite stresses of more than 13 N / mm 2 , for example more than 15 N / mm 2 , more than 16 N / mm 2 , preferably more than 17 N / mm 2 and very particularly preferably more than 18 N / mm 2 can be achieved.
Die Erfindung betrifft damit auch die Verwendung einer vor- oder nachstehend beschriebenen Verankerungsmasse, die einen sehr harten Zuschlag mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer beinhaltet, und vorzugsweise zusätzlich ein Silan, beinhaltet, zur Befestigung eines Verankerungselements in einem Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsmasse vor, gleichzeitig mit oder nach einem Verankerungselement ohne Reinigung des Bohrloches, insbesondere ohne Ausblasen, Ausbürsten und Ausspülen, eingebracht wird. The invention thus also relates to the use of an anchoring mass described above or below, which contains a very hard aggregate having a Mohs hardness of 8 or greater, and preferably additionally comprising a silane, for fixing an anchoring element in a borehole, characterized in that the anchoring mass is introduced before, simultaneously with or after an anchoring element without cleaning the borehole, in particular without blowing out, brushing out and rinsing out.
Eine besondere Variante der Erfindung ist hierbei, dass bei Verwendung gemäß vorstehendem Absatz (ohne oder mit Silanzusatz) das Substrat und/oder Bohrloch feucht ist, Risse aufweist und/oder von Rissen (insbesondere in der Zugzone) bedroht ist, wobei insbesondere die Leistungsfähigkeit der Systeme so hoch ist, dass Verhältnisse der Lastwerte gemessen im feuchten Beton zu denen gemessen im trockenen Beton größer oder gleich 0,75 sind, insbesondere größer oder gleich 0,9 bzw. im gerissenen Beton das Verhältnis der Versagenslasten gemessen im 0,5 mm Riss zu denen gemessen im 0,3 mm Riss größer oder gleich 0,9 ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Systeme kann außerdem erreicht werden, dass die Lastwerte eine besonders geringe Varianz aufweisen, insbesondere < 15 %. A particular variant of the invention is in this case that when using the above paragraph (without or with Silanzusatz) the substrate and / or well is wet, has cracks and / or is threatened by cracks (especially in the tension zone), in particular the performance of Systems are so high that ratios of load values measured in wet concrete to those measured in dry concrete are greater than or equal to 0.75, in particular greater than or equal to 0.9 or in cracked concrete the ratio of failure loads measured in the 0.5 mm crack to which, measured in the 0.3 mm crack, is greater than or equal to 0.9. Due to the inventive design of the systems can also be achieved that the load values have a particularly low variance, in particular <15%.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung einer vor- oder nachstehend beschriebenen Verankerungsmasse, die einen sehr harten Zuschlag mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer, und vorzugsweise zusätzlich ein Silan, beinhaltet, zur Befestigung eines Verankerungselements in einem Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeprodukt vor, gleichzeitig mit und/oder nach einem Verankerungselement in ein feuchtes und/ oder Risse aufweisendes Bohrloch eingebracht wird. A further embodiment of the invention relates to the use of an anchoring mass described above or below, which comprises a very hard aggregate having a Mohs hardness of 8 or greater, and preferably additionally a silane, for fastening an anchoring element in a borehole, characterized that the adhesive product is introduced before, simultaneously with and / or after an anchoring element in a drilled and / or cracked borehole.
Die vor- und nachstehend verwendeten allgemeinen Begriffe haben vorzugsweise folgende Bedeutungen, wobei in allen Ausführungsformen der Erfindung allgemeinere Begriffe (einer, mehrere oder jeweils alle) durch speziellere Begriffe ersetzt werden können, was zu weiteren besonderen Ausführungsformen der Erfindung führt:
Unter einer bei Verwendung polymerbildenden (unter Polyreaktion reagierenden, also vor der Verwendung „unter Polyreaktion reaktiven“ chemischen Verankerungsmasse (einem Kunstmörtelprodukt für die chemische Verankerung)) ist vor allem ein zwei- oder mehrkomponentiges Produkt zu verstehen. Hierbei steht im Deutschen „polymerisieren“ oder „Polymerisation“ für kinetische Kettenreaktionen als Unterfall von Polyreaktionen, im Gegensatz zum englischen „Polymerization“, das für Polyreaktion allgemein steht. Letzteres ist hier mit „polymerbildend“ gemeint, der deutsche Unterfall nur eine besondere Variante. The general terms used above and below preferably have the following meanings, wherein in all embodiments of the invention more general terms (one, several or all of them) can be replaced by more specific terms, which leads to further particular embodiments of the invention:
A polymer-forming (polyreaction-reactive, ie "polyreaction-reactive" prior to use) chemical anchoring composition (a synthetic mortar product for chemical anchoring) is to be understood above all as a two-component or multicomponent product. Here, in the German "polymerize" or "polymerization" for kinetic chain reactions as a subj ect of polyreactions, in contrast to the English "Polymerization", which stands for polyreaction in general. The latter is meant here with "polymerbildend", the German Unterfall only a special variant.
Für die Verankerungsmasse sind als Basis alle gängigen polymerbildenden Harze (mit reaktiven, d.h. das Polymer bildenden Bestandteilen) denkbar, bei denen Monomere oder Präpolymere oder Makromonomere im Rahmen der Verwendung zu Polymeren reagieren As the basis for the anchoring composition, it is conceivable to use all customary polymer-forming resins (with reactive, that is to say the polymer-forming constituents) in which monomers or prepolymers or macromonomers react in the course of use to give polymers
Als Beispiele für derartige Mehrkomponenten- Verankerungsmassen sind insbesondere solche auf Basis von hauptsächlich di-, tri- und/oder polyfunktionellen Kunstharzen und einem oder mehreren komplementären Härtern, wie insbesondere auf Basis von Epoxidharzen (Kunstharzkomponente di-, tri-und/oder multifunktionelles Epoxid, Härterkomponente di- und/oder polyfunktionelle organische Amino- und/oder Mercaptoverbindungen), Polyurethanen oder Polyharnstoffen oder deren Mischungen (Kunstharzkomponente Di- und/ oder Polyisocyanate, ggf. auch als Präpolymere oder Oligomere, Härterkomponente zwei oder mehr Hydroxy-, Amino- oder Hydroxy- und/oder Aminogruppengruppen tragende organische Verbindungen oder Gemische davon), alkoxysilanterminierten Präpolymeren (Kunstharzkomponente alkoxysilan-terminiertes Präpolymer, Härterkomponente Wasser und/oder organische oder anorganische Säure(n)),
oder insbesondere solche auf der Basis reaktiver Olefine als (bei Verwendung) polymerisierender (vor Verwendung also polymerisierbarer) Kunstharzkomponente (komplementäre Härterkomponente jeweils radikalischer Härter) zu erwähnen, z.B. auf Basis von ungesättigten Polyestern, oder
vorzugsweise auf Basis von (Meth)Acrylestern oder -amiden, wobei (Meth)acryl oder „(meth)acryl“ vor- und nachstehend immer für Acryl und/ oder Methacryl) steht, wie Mono-, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- oder Poly(meth)acrylate, insbesondere Mono-, Di- oder Tri(meth)-acrylate (einschließlich Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, insbesondere Vinylester, wie Epoxyacrylate in Form insbesondere von Umsetzungsprodukten von Di- oder Polyepoxiden, z.B. Bisphenol-A-, Bisphenol-F- oder Novolak-di- und/oder -poly-glycidylethern, mit (Meth)acrylsäure, insbesondere Epoxy(meth)acrylat der Formel worin n für eine Zahl größer oder gleich 1 steht, wobei, wenn Gemische verschiedener Moleküle mit unterschiedlichen n-Werten vorliegen und durch die Formel repräsentiert werden, auch nicht-ganzzahlige Zahlen als Mittelwert möglich sind,
Urethan(meth)acrylate (erhältlich aus der Umsetzung von Di-, Tri- oder Polyisocyanaten, deren Präpolymeren und/oder Oligomeren mit Hydroxyalkyl(meth)acrylaten und ggf. weiteren Reaktanden mit Zerewitinoff-Wasserstoffatomen wie z.B. Alkylenglykolen oder Polyalkylenglykolen),
Harnstoff(meth)acrylate,
Urethan/Harnstoff(meth)acrylate,
ethoxylierte Bisphenol-A, Bisphenol-F- oder Novolak-di-(meth)acrylate, insbesondere ethoxylierte Bisphenol-A-di-(meth)acrylate (z.B. der Formel worin a und b jeweils unabhängig voneinander für eine Zahl größer oder gleich 0 stehen mit der Maßgabe, dass vorzugsweise mindestens einer der Werte größer als 0 ist, vorzugsweise beide 1 oder größer sind (wenn Gemische verschiedener Moleküle mit unterschiedlichen a-und b-Werten vorliegen und durch die Formel repräsentiert werden, sind auch nicht-ganzzahlige Zahlen als Mittelwert möglich);
wobei auch Gemische von zwei oder mehr solchen Systemen in Frage kommen und wobei die in Klammern angegebenen Varianten jeweils Beispiele für mögliche Ausführungsformen sind. Examples of such multicomponent anchoring materials are, in particular, those based on di-, tri- and / or polyfunctional synthetic resins and one or more complementary hardeners, in particular based on epoxy resins (synthetic resin component di-, tri- and / or multifunctional epoxide, Hardener component di- and / or polyfunctional organic amino and / or mercapto), polyurethanes or polyureas or mixtures thereof (resin component di- and / or polyisocyanates, optionally also as prepolymers or oligomers, hardener component two or more hydroxy, amino or hydroxy and / or amino group-carrying organic compounds or mixtures thereof), alkoxysilane-terminated prepolymers (synthetic component alkoxysilane-terminated prepolymer, hardener component water and / or organic or inorganic acid (s)),
or in particular those based on reactive olefins as (when used) polymerizing (before use so polymerizable) resin component (complementary hardener each radical curing agent) to mention, for example based on unsaturated polyesters, or
preferably based on (meth) acrylic esters or amides, where (meth) acryl or "(meth) acrylic" above and below always stands for acrylic and / or methacrylic), such as mono-, di-, tri-, tetra- , Penta or Poly (meth) acrylates, in particular mono-, di- or tri (meth) acrylates (including hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate , in particular vinyl esters, such as epoxy acrylates in particular of reaction products of di- or polyepoxides, for example bisphenol A, bisphenol F or novolak di- and / or polyglycidyl ethers, with (meth) acrylic acid, in particular epoxy (meth ) acrylate of the formula where n is a number greater than or equal to 1, where, when mixtures of different molecules with different n values are present and represented by the formula, non-integer numbers are also possible as an average value,
Urethane (meth) acrylates (obtainable from the reaction of di-, tri- or polyisocyanates, their prepolymers and / or oligomers with hydroxyalkyl (meth) acrylates and optionally further reactants with Zerewitinoff hydrogen atoms, for example alkylene glycols or polyalkylene glycols),
urea acrylates (meth)
Urethane / urea (meth) acrylates,
ethoxylated bisphenol A, bisphenol F or novolak di (meth) acrylates, in particular ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylates (eg of the formula wherein a and b each independently represent a number greater than or equal to 0 with the proviso that preferably at least one of the values is greater than 0, preferably both 1 or greater (when mixtures of different molecules having different a and b values are present and represented by the formula, even non-integer numbers are possible as an average);
mixtures of two or more such systems are also contemplated, and the parenthetical variants are each examples of possible embodiments.
Die zugehörigen reaktiven Bestandteile der Verankerungsmasse (Monomere, Präpolymeren und/ oder Makromonomere) können, beispielsweise in einem Anteil von 5 bis 100, z.B. von 7 bis 90, 8 bis 75, 9 bis 70 oder 10 bis 60 Gew.-%, vorliegen. The associated reactive constituents of the anchoring composition (monomers, prepolymers and / or macromonomers) may, for example, in a proportion of 5 to 100, e.g. from 7 to 90, from 8 to 75, from 9 to 70 or from 10 to 60% by weight.
In der oder den Kunstmörtelkomponenten können ein oder mehrere Reaktivverdünner vorgesehen sein, z.B. für radikalisch aushärtende Systeme Hydroxyalkyl(meth)acrylat und/oder Alkyl(meth)acrylat, wie Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat oder Trimethylolpropantrimethacrylat, oder ein oder mehrere andere oder weitere Reaktivverdünner, beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, Divinylbenzol, Alkyl-styrole, wie Vinyltoluol oder tert-Butylstyrol. Der oder die Reaktivverdünner können beispielsweise in einer Menge von 0 bis 80 Gew.-%, z.B. von 1 bis 50 Gew.-%, vorgesehen sein. One or more reactive diluents may be provided in the one or more synthetic mortar components, e.g. for free-radical curing systems, hydroxyalkyl (meth) acrylate and / or alkyl (meth) acrylate, such as hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate or trimethylolpropane trimethacrylate, or one or more others or further reactive diluents, for example styrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, alkylstyrenes, such as vinyltoluene or tert-butylstyrene. The reactive diluent (s) may be used, for example, in an amount of 0 to 80% by weight, e.g. from 1 to 50% by weight.
Als radikalische Härter kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise solche Verbindungen (= Initiatoren) in Frage, die in der Lage sind, bei Molekülen mit olefinischen (Doppel-) Bindungen eine Kettenreaktion zur Polymerisation zu initiieren. Hierzu eignen sich kationische, anonische oder insbesondere radikalbildende Initiatoren (welche bei olefinische Gruppen, wie unsubstituierte oder substituierte Vinylgruppen tragenden Monomeren oder Präpolymeren radikalische Polymerisation bewirken), wie z.B. organische Peroxide, wie Diacylperoxide, z.B. Benzoyl- oder Bis(4-chlorobenzoyl)peroxid, Ketonperoxide oder Alkylperester, wie tert-Butylperbenzoat, oder ferner Azoinitiatoren, Persulfate oder Perborate, sowie Mischungen davon. Die Initiatoren können in reiner Form oder vorzugsweise phlegmatisiert vorgesehen sein, z.B. mit anorganischen Füllstoffen wie Gips oder Kreide oder mit Wasser, Phthalaten oder Chlorparaffinen. Der Initiator kann in einer Menge von 0,01 bis 80, vorzugsweise 0,5 bis 60 Gew.-% und das Phlegmatisierungsmittel in einer Menge von 1 bis 99,5, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Härterkomponente, beinhaltet sein. Bei anderen reaktiven Systemen können, wie dem Fachmann bekannt ist, bestimmte Komponenten ebenfalls als „Härter“ bezeichnet werden, beispielsweise solche wie oben genannt. Suitable free-radical curing agents in the context of the present invention are, for example, those compounds (= initiators) which are capable of initiating a chain reaction for the polymerization of molecules with olefinic (double) bonds. Suitable for this purpose are cationic, anionic or, in particular, radical-forming initiators (which in the case of olefinic groups, such as unsubstituted or substituted vinyl groups carrying monomers or prepolymers radical polymerization), such as organic peroxides, such as diacyl peroxides, for example benzoyl or bis (4-chlorobenzoyl) peroxide, ketone peroxides or alkyl, such as tert-butyl perbenzoate, or further azo initiators, persulfates or perborates, and mixtures thereof. The initiators may be provided in pure form or preferably phlegmatized, for example with inorganic fillers such as gypsum or chalk or with water, phthalates or chlorinated paraffins. The initiator may be used in an amount of 0.01 to 80, preferably 0.5 to 60 wt .-% and the phlegmatizer in an amount of 1 to 99.5, preferably 30 to 70 wt .-%, each based on the total amount to hardener component, includes. In other reactive systems, as known to those skilled in the art, certain components may also be referred to as "hardeners", for example those as mentioned above.
Der Anteil des Härters an einer erfindungsgemäß verwendeten Verankerungsmasse liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 60 Gew.-%, z.B. 0,25 bis 58 Gew.-%, 0,4 bis 55 Gew.-% oder 0,5 bis 50 Gew.-%. The proportion of the curing agent in an anchoring composition used according to the invention is preferably in a range from 0.1 to 60% by weight, e.g. 0.25 to 58% by weight, 0.4 to 55% by weight or 0.5 to 50% by weight.
Eine erfindungsgemäß zu verwendende Verankerungsmasse kann als Einkomponentensystem oder vorzugsweise als Mehrkompentensystem (beispielsweise in einem Kit) vorgesehen sein, wobei sonst miteinander reagierende Komponenten räumlich getrennt voneinander aufbewahrt werden, bis sie am gewünschten Einsatzort (insbesondere am oder im Bohrloch) miteinander reagieren sollen. An anchoring composition to be used according to the invention can be provided as a one-component system or preferably as a multi-component system (for example in a kit), with components which otherwise react with one another being kept spatially separate from one another until they are to react with one another at the desired site of use (in particular on or in the borehole).
Besteht eine erfindungsgemäß zu verwendende Verankerungsmasse aus zwei Komponenten (z.B. (a), z.B. reaktives Olefin beinhaltend, und (b), z.B. Härter beinhaltend), können diese beispielsweise in einem Verhältnis von (a):(b) gleich 100:1 bis 1:20, beispielsweise 20:1 bis 1:10 Gewichtsanteilen vorgesehen sein. If an anchoring composition to be used according to the invention consists of two components (eg (a), eg containing reactive olefin, and (b), eg containing hardener), these can be used in a ratio of (a) :( b) equal to 100: 1 to 1 : 20, for example 20: 1 to 1:10 parts by weight.
Als Kit kommen solche in Betracht, die zwei oder mehr separate, miteinander verbundene und/oder ineinander verschachtelte (beispielsweise koaxial angeordnete) Behältnisse umfassen, beispielsweise in getrennten Behältnissen (wie Flaschen, Tuben, Folienbeuteln, Kammern einer Kartusche (vorzugsweise mit Statikmischer), oder insbesondere Patronen (z.B. aus Glas oder Kunststoff) oder dergleichen) vorliegende Komponenten beinhaltend, die z.B. mit einer gemeinsamen Umverpackung und/oder mit Anleitungen zur gemeinsamen Anwendung versehen sein können. Beispiele für entsprechende Verwendung in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung sind Zwei- oder ferner Dreikammerkartuschen oder vorzugsweise Patronensysteme mit einer äußeren Patrone, die neben einer der reaktiven Komponenten ein oder ferner zwei Patronen, insbesondere mit Härtern, beinhalten können. As a kit, those come into consideration, the two or more separate, interconnected and / or nested (for example, coaxially arranged) containers, for example, in separate containers (such as bottles, tubes, foil bags, chambers of a cartridge (preferably with static mixer), or in particular cartridges (eg made of glass or plastic) or the like) present components, the example may be provided with a common outer packaging and / or instructions for common use. Examples of appropriate use in certain embodiments of the invention are two- or three-chamber cartridges, or preferably cartridge systems with an outer cartridge, which may include one or more of two cartridges, particularly hardeners, in addition to one of the reactive components.
Zur Auslösung der Polyreaktion bei den chemischen Verankerungsmassen am gewünschten Einsatzort werden die Komponenten beispielsweise direkt vor oder in einem Bohrloch so vermischt und erforderlichenfalls eingebracht, dass dort die Aushärtung (Polymerisierung) erfolgen kann. Hierbei kann es sich um getrennte, aber beispielsweise als Set, etwa in einer gemeinsamen Verpackung oder einem gemeinsamen Gebinde, angebotene Behältnisse für das Harz, den Initiator oder gegebenenfalls weitere Zusätze handeln, wie unten erwähnt. To initiate the polyreaction in the chemical anchoring masses at the desired site, the components are mixed, for example, directly before or in a wellbore and introduced, if necessary, that there curing (polymerization) can take place. This may be separate, but for example as a set, for example in a common packaging or a common container, offered containers for the resin, the initiator or optionally further additives, as mentioned below.
Auch Auspressgeräte, wie Ausdrückpistolen, und/oder Statikmischer oder Düsen/Kanülen zum Auspressen und/ oder ferner Behältnissen zum Mischen, wie Schüsseln oder Bechern, können Bestandteil eines derartigen Kits sein. Also, extrusion devices, such as squeeze guns, and / or static mixers or nozzles / cannulas for squeezing and / or further containers for mixing, such as bowls or cups, may be part of such a kit.
Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform als Patronensystem, wie sie beispielsweise von den fischerwerken GmbH & Co. KG, Waldachtal unter dem Produktnamen „Mörtelpatrone RM“ angeboten werden. Bei diesen Befestigungssystemen können die harten Füllstoffe besonders gut beim Setzvorgang eine intensive mechanische Nachbearbeitung der Bohrlochoberfläche gewährleisten und somit besonders wirkungsvoll zu den überraschend gefundenen Vorteilen wie oben beschrieben führen. Particularly preferred is the embodiment as a cartridge system, as offered for example by fischerwerke GmbH & Co. KG, Waldachtal under the product name "Mortar cartridge RM". In these fastening systems, the hard fillers can ensure an intensive mechanical post-processing of the borehole surface particularly well during the setting process and thus lead particularly effectively to the surprisingly found advantages as described above.
Ein oder mehrere weitere Zusätze können in allen Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beinhaltet sein. One or more further additives may be included in all components of the compositions of the invention.
Solche weiteren Zusätze (oder Zusatzstoffe) können beispielsweise Haftvermittler, wie z.B. Silane, Rheologieadditive-, wie Thixotropiermittel, z.B. gefällte oder pyrogene Kieselsäure, Pigmente, Farbstoffe, Hilfsstoffe, wie Dispergierhilfsmittel, Lösemittel, Phthalsäureester oder Paraffine, Stabilisatoren (z.B. gegen Säuren oder Basen, Oxidation, UV-Licht und/oder Licht), Antistatikmittel, Verdickungsmittel, Weichmacher, oder dergleichen Additive oder Zusätze sein, oder Gemische von zwei oder mehr davon. Such other additives (or additives) may include, for example, coupling agents, such as e.g. Silanes, rheology additives, such as thixotropic agents, e.g. precipitated or fumed silica, pigments, dyes, auxiliaries, such as dispersing agents, solvents, phthalic esters or paraffins, stabilizers (for example against acids or bases, oxidation, UV light and / or light), antistatic agents, thickeners, plasticizers, or the like, additives or additives be, or mixtures of two or more of them.
Diese weiteren Zusätze können beispielsweise in einer Menge von insgesamt bis zu 80, beispielsweise von 0,01 bis 50 Gew.- %, oder beispielsweise zwischen 0,01 und 15 Gew.-% vorgesehen sein, wobei im Falle von Mehrkomponentensystemen die Komponenten voneinander unterschiedliche Zusätze und/oder voneinander unterschiedliche Mengen von Zusätzen enthalten können oder auch Zusätze nur in einer oder einem Teil der Komponenten vorhanden sein können. These further additives may be provided, for example, in a total amount of up to 80, for example from 0.01 to 50% by weight, or for example between 0.01 and 15% by weight, in the case of multicomponent systems, the components being different from one another Additives and / or may contain different amounts of additives or additives may be present only in one or a part of the components.
Bei den polymerbildenden (insbesondere polymerisierenden) Systemen können als Zusätze auch Inhibitoren, Beschleuniger und/oder andere katalytisch aktive Stoffe vorgesehen sein. In the case of the polymer-forming (in particular polymerizing) systems, it is also possible to provide as additives inhibitors, accelerators and / or other catalytically active substances.
Als Beschleuniger kommen beispielsweise aminische Beschleuniger mit hinreichend hoher Aktivität in Frage. Beispiele für bevorzugte aminische Beschleuniger sind Dimethylanilin oder Diethylanilin, N,N-bis(hydroxyC1-C7-alkyl)-aniline, -toluidine oder -xylidine, wie insbesondere N,N-bis(hydroxyethyl)-toluidine oder -xylidine oder ganz besonders entsprechende ethoxylierte oder propoxylierte technische Produkte, die im wesentlichen N-unsubstituierte, N-mono- oder N,N-bis-substituierte Aniline, p-Toluidine oder Xylidine mit unterschiedlichem Ethoxylierungs- oder Propoxylierungsgrad und in statistischer Verteilung enthalten, wie technisches „ethoxyliertes p-Toluidin“. Ein oder mehrere derartige Beschleuniger sind möglich. Die Beschleuniger haben vorzugsweise einen Anteil von 0,001 bis 10, insbesondere von 0,01 bis 5 Gew.-%. Suitable accelerators are, for example, amine accelerators with sufficiently high activity. Examples of preferred aminic accelerators are dimethylaniline or diethylaniline, N, N-bis (hydroxyC1-C7-alkyl) -anilines, -toluidines or -xylidynes, in particular N, N-bis (hydroxyethyl) -toluidines or -xylidynes or especially corresponding ones ethoxylated or propoxylated industrial products containing essentially N-unsubstituted, N-mono- or N, N-bis-substituted anilines, p-toluidines or xylidines having different degrees of ethoxylation or propoxylation and in random distribution, such as technical grade "ethoxylated" toluidine ". One or more such accelerators are possible. The accelerators preferably have a proportion of 0.001 to 10, in particular from 0.01 to 5 wt .-%.
Als Inhibitoren kommen beispielsweise phenolische oder nichtphenolische Inhibitoren in Frage. Als phenolische Inhibitoren (die oft als bereits zugemischter Bestandteil von käuflichen polymerbildenden Klebeprodukten vorgesehen sind, aber ferner auch fehlen können) kommen Hydrochinone, wie Hydrochinon, Trimethylhydrochinon oder Di- oder Tri (C1-C7-alkyl)-hydrochinone wie 2,5-Di-tert.-butylhydrochinon, Phenole, wie 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, Butylbrenzcatechine, wie 4-tert.-Butylbrenzcatechin oder insbesondere 4-Methoxyphenol, oder Gemische von zwei oder mehr davon, in Frage. Als nicht-phenolische oder anaerobe (d.h. im Gegensatz zu den phenolischen Inhibitoren auch ohne Sauerstoff wirksame) Inhibitoren kommen vorzugsweise Phenothiazine, wie Phenothiazin, oder organische Nitroxylradikale in Betracht. Als organische Nitroxylradikale können beispielsweise solche zugesetzt sein, wie sie in der
Unter Befestigung ist insbesondere eine Befestigung mit Hilfe von Verankerungselementen aus Metall (z.B. Hinterschneidanker, Gewindestangen oder Bohranker) in Bohrlöchern in festen Substraten zu verstehen. Fixing means, in particular, an attachment by means of metal anchoring elements (for example undercut anchors, threaded rods or drilling anchors) in boreholes in solid substrates.
Unter „Baubereich“ ist insbesondere das Bauwesen im engeren Sinne zu verstehen, beispielsweise die Verankerung von Bauelementen, wie Platten für Fassaden oder dergleichen, mit Hilfe von Verankerungselementen an bzw. in Substraten (d.h. im Rahmen der vorliegenden Erfindung Aufnahmewerkstoffen, insbesondere, soweit sie Bestandteile von durch Menschenhand errichteten Bauwerken sind, vor allem Mauerwerk (z.B. aus Naturstein, Vollsteinen, Lochsteinen, Ziegeln, Blähbetonsteinen oder dergleichen), Beton, ferner Kunststoff oder Holz). By "construction sector" is meant in particular the construction in the strict sense, for example the anchoring of components, such as panels for facades or the like, by means of anchoring elements on or in substrates (ie in the context of the present invention Aufnahmewerkstoffen, in particular, as far as components of man-made structures are, especially masonry (eg natural stone, bricks, bricks, bricks, Blähbetonsteinen or the like), concrete, plastic or wood).
Die Befestigung der Verankerungselemente erfolgt bei allen Ausführungsformen der Erfindung durch deren Einbringen vor, gleichzeitig mit oder nach dem Einbringen der Verankerungsmasse. The attachment of the anchoring elements takes place in all embodiments of the invention by their introduction before, simultaneously with or after the introduction of the anchoring material.
Unter einem harten Zuschlag (Füllstoff) ist insbesondere ein solcher zu verstehen, der eine Härte auf der Ordinalskala nach Mohs von 8 oder höher, vorzugsweise von 9 oder höher, aufweist, wie in einer möglichen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Korund, granulierte Metallschlacken, keramische oder hartmetallische Granulate geeigneter Härte, Carbide und Nitride (insbesondere von Si und B) und Zirkonoxid. Die Korngröße kann je nach Produkt von 1 bis 6000 µm betragen. Für die besonders bevorzugten Patronensysteme sind je nach Patronengröße Korngrößen von 200–6000 µm, insbesondere von 500–3500 µm geeignet. Beispielsweise sind für Patronensysteme bis M12 Korngrößen von 200 bis 2500 µm, insbesondere von 700–2000 µm besonders geeignet. A hard aggregate (filler) is in particular to be understood as having a hardness on the ordinal scale to Mohs of 8 or higher, preferably 9 or higher, as in a possible preferred embodiment of the invention corundum, granulated metal slags, ceramic or hard metal granules of suitable hardness, carbides and nitrides (in particular of Si and B) and zirconium oxide. The grain size can be from 1 to 6000 μm, depending on the product. Depending on the cartridge size, particle sizes of 200-6000 μm, in particular of 500-3500 μm, are suitable for the particularly preferred cartridge systems. For example, particle sizes of 200 to 2500 μm, in particular 700-2000 μm, are particularly suitable for cartridge systems up to M12.
Der Gewichtsanteil des oder der harten Zuschläge liegt vorzugsweise bei 2 bis 98, insbesondere bei 5 oder 20 bis 80, z.B. bei 10 bis 65 oder 40 bis 65 oder 50 bis 65 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten ggf. inclusive „Verpackung“ z.B. im Falle von Patronen. The proportion by weight of hard additive (s) is preferably 2 to 98, more preferably 5 or 20 to 80, e.g. at 10 to 65 or 40 to 65 or 50 to 65% by weight, based on the total weight of all components, if appropriate including "packaging", e.g. in the case of cartridges.
Unter Erhöhung der Belastbarkeit der Bindung zwischen Substrat und Verankerungselement im Vergleich zur bei Zugabe weniger harter Füllstoffen ist insbesondere zu verstehen, dass die Adhäsionsversagenslast höher ist als bei eines ansonsten identischen bei Verwendung polymerbildenden chemischen Klebeproduktes, bei der lediglich das Füllstoffmaterial durch eines mit einer geringeren als der erfindungsgemäß verwendeten Mohs-Härte, insbesondere Quarz (Mohs-Härte 7), in gleichem Gewichtsanteil ersetzt ist. By increasing the strength of the bond between substrate and anchoring element in comparison with the addition of less hard fillers is in particular to be understood that the Adhesion failure load is higher than in an otherwise identical when using polymer-forming chemical adhesive product, in which only the filler material is replaced by a lower than the present invention used Mohs hardness, especially quartz (Mohs hardness 7), in the same weight fraction.
Die Komponenten eines erfindungsgemäß verwendeten oder eines zum Vergleich herangezogenen Klebeproduktes werden zur Ermittlung der Adhäsionsversagenslast mit einer handelsüblichen Patrone (z.B. Mörtelpatrone RM wie oben erwähnt) analog den oben für unter Verwendung der
Hinsichtlich der Verwendung zur Erhöhung der Belastbarkeit auch unter Bedingungen von Nässe und/oder Restverschmutzung insbesondere im Bohrloch ist folgendes anzumerken:
Dass im Bohrloch trotz mindestens Restverschmutzung desselben durch Ausbohrmaterial, insbesondere ohne Vorreinigung des Bohrloches, vor allem ohne dessen Ausbürsten, Ausblasen und/oder Ausspülen, die Einbringung eines erfindungsgemäß verwendeten (oder zu Vergleichszwecken eines ein weniger hartes Füllmaterial beinhaltenden) erfolgt, und dennoch der erfindungsgemäße Zweck (Erhöhung der Belastbarkeit der Bindung zwischen Substrat und Verankerungselement im Vergleich zur bei Zugabe weniger harter Füllstoffen erzielbaren Belastbarkeit der bei Verwendung polymerisierenden chemischen Verankerungsmasse) erzielt wird, dient auch der Lösung folgender Aufgabe:
Insbesondere neue Vorschriften erhöhen die Anforderungen auch unter Bedingungen relativ großer Nässe (hier auch als feucht bezeichnet) und Restverschmutzung, wie beispielsweise analog in der
That despite the least residual contamination of the same by boring material, in particular without pre-cleaning of the well, especially without its brushing, blowing and / or rinsing, the introduction of an inventively used (or for comparison purposes of a less hard filler material containing) is carried out, and still the inventive The purpose (to increase the strength of the bond between the substrate and the anchoring element in comparison to the load-bearing capacity of the polymerizing chemical anchoring compound which can be achieved when using less hard fillers) is also achieved by the following task:
In particular, new regulations increase the requirements even under conditions of relatively high humidity (also referred to here as moist) and residual pollution, such as in the analog
Für alle bisherigen chemischen Befestigungssysteme am Markt ist eine Bohrlochreinigung zwingend vorgeschrieben, um eine gleichmäßige und ausreichende Belastbarkeit bei geringer Streuung sowie ohne das Risiko von Funktionsversagen im Anwendungsfall erreichen zu können. Überraschend wurde nun gefunden, dass mit der beschriebenen Lösung ausreichend sichere und leistungsstarke chemische Befestigungssysteme bereitgestellt werden können, die ganz ohne Reinigung des Bohrlochs (z.B. durch Bürsten oder Ausblasen) eingesetzt werden können. Ein großer Vorteil ist hier nicht nur die Einsparung der zeitaufwändigen Reinigung, sondern auch die volle Funktionstüchtigkeit und Sicherheit des Produktes im Falle eines vergessenen Reinigungsvorganges. For all previous chemical fastening systems on the market, a well cleaning is mandatory in order to achieve a uniform and sufficient load capacity with low scattering and without the risk of functional failure in the application. Surprisingly, it has now been found that with the described solution sufficiently safe and powerful chemical fastening systems can be provided which can be used without cleaning the borehole (for example by brushing or blowing out). A great advantage here is not only the saving of time-consuming cleaning, but also the full functionality and safety of the product in case of a forgotten cleaning process.
Die Risstauglichkeit eines chemischen Dübels ist gegeben, wenn die Last im ungerissenen Beton nicht signifikant zum gerissenen Beton abnimmt. Dazu sind die Bedingungen z.B. nach den
Die durch die beschriebenen harten Füllstoffe herstellbaren Befestigungssysteme eignen sich zudem nicht nur für Verankerungen unter vorwiegend ruhender Belastung, sondern es lassen sich auch besonders gut die Vorgaben für die Anwendung unter vorwiegend nicht ruhender Belastung (auch dynamische Belastung genannt) erfüllen. Des Weiteren kann durch Einsatz der beschriebenen harten Füllstoffe in Befestigungssystemen bewirkt werden, dass sie sich speziell auch für Befestigungen in Erdbebengebieten eignen, weil die Anforderungen an die Erdbebentauglichkeit z.B. nach
Die Verbesserung der Adhäsionsversagenslast in einem um ein Bohrloch Rissbildung aufweisenden Substrat bedeutet insbesondere, dass eine gegenüber entsprechenden Verankerungsmassen ohne erfindungsgemäßen Füllstoff (und ggf. Silan)-Zusatz erhöhte Leistungsfähigkeit im gerissenen Beton gefunden wird nach den Verfahren gemäß den
Überraschenderweise zeigen sich auch besonders gute Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verankerungsmassen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit in der Zugzone, also im gerissenen Beton. Surprisingly, also show particularly good properties of the anchoring compositions of the invention in terms of performance in the tension zone, ie in cracked concrete.
Die Ermittlung der Adhäsionsversagenslast bei Verwendung im feuchten Bohrloch erfolgt vorzugsweise wie in den Beispielen beschreiben. The determination of the adhesion failure load when used in the moist borehole is preferably carried out as described in the examples.
Besonders gute Verbesserungen der Belastbarkeit werden erzielt, wenn als weiterer Zuschlagstoff mindestens ein (vorzugsweise polymerfreies) Silan zugesetzt wird. Particularly good improvements in the load-bearing capacity are achieved if at least one (preferably polymer-free) silane is added as a further additive.
Bei dem oder den Silanen handelt es sich vorzugsweise um ein oder mehrere, keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto-, Isocyanato-, Alkenyl-, Epoxy-, Anhydrido- und/oder insbesondere (Meth)acryloyl-Gruppe tragende und mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltende Silane. Bei diesen Silanen handelt es sich in besonderen Ausführungsformen der Erfindung um solche der Formel I,
X für S oder NR1* oder O oder NCO oder nichts steht; wobei X nichts ist (= fehlt), wenn R1 für Anhydrido steht;
R1 und R1*, alle unabhängig voneinander, für nichts, Wasserstoff, Cycloalkyl, Alkyl, Aminoalkyl, (Meth)acryloyl, Aryl, Aralkyl, Acyl, Heterocyclyl (insbesondere Anhydrido) oder für einen Rest der Formel -[(CH2)n*]p*-Si(RB*)3-t*(L*)t* oder für Epoxyalkyl, stehen, worin, jeweils unabhängig vom anderen Rest, RB* die nachfolgend für RB genannten Bedeutungen, L* die nachfolgend für L genannten Bedeutungen und n*, p* und t* jeweils die nachfolgend genannten Bedeutungen haben; wobei wenn X für S steht R1 von den für R1 genannten Resten nur Wasserstoff sein kann; wobei X für O steht wenn R1 Epoxyalkyl oder (Meth)acryloyl ist;
wobei R1 nichts ist, wenn X für NCO (= Isocyanato) steht;
RB unabhängig voneinander für eine Alkyl-, Alkenyl-, Arylalkyl- oder Arylgruppe steht, vorzugsweise für Alkyl und/oder (ferner) Alkenyl,
L für einen hydrolysierbaren Rest, insbesondere Alkoxy, steht,
n und, falls vorhanden, n* unabhängig voneinander für eine positive ganze Zahl, insbesondere 1 bis 10, stehen;
p für 0 bis 3 steht und, falls vorhanden, p* unabhängig für 1 bis 3 steht;
q für 0 bis 2 steht; und
t für 1 bis 4 steht und, falls vorhanden, t* unabhängig für 1 bis 3 steht,
mit der Maßgabe, dass gilt: p + q + t = 4 und, falls vorhanden, p* + (3–t*) + t* = 4. The silane or silanes are preferably one or more, none or at least one amino, sec. Silanes containing amino, mercapto, isocyanato, alkenyl, epoxy, anhydrido and / or in particular (meth) acryloyl group and containing at least one Si-bonded hydrolyzable group. These silanes in particular embodiments of the invention are those of the formula I,
X is S or NR 1 * or O or NCO or nothing; where X is nothing (= missing) when R 1 is anhydrido;
R 1 and R 1 *, all independently of one another, represent nothing, hydrogen, cycloalkyl, alkyl, aminoalkyl, (meth) acryloyl, aryl, aralkyl, acyl, heterocyclyl (in particular anhydride) or a radical of the formula - [(CH 2 ) n * ] p * -Si (R B * ) 3-t * (L *) t * or for epoxyalkyl, in which, in each case independently of the other radical, R B * are the meanings given below for R B , L * being the following meanings given for L and n *, p * and t * each have the meanings given below; where X is S, R 1 of the radicals mentioned for R 1 can only be hydrogen; wherein X is O when R 1 is epoxyalkyl or (meth) acryloyl;
wherein R 1 is nothing when X is NCO (= isocyanato);
R B independently of one another represents an alkyl, alkenyl, arylalkyl or aryl group, preferably alkyl and / or (further) alkenyl,
L is a hydrolyzable radical, in particular alkoxy,
n and, if present, n * independently of one another represent a positive integer, in particular 1 to 10;
p is 0 to 3 and, if present, p * is independently 1 to 3;
q is 0 to 2; and
t is 1 to 4 and, if present, t * is independently 1 to 3,
with the proviso that p + q + t = 4 and, if present, p * + (3-t *) + t * = 4.
In einer Ausführungsform der Erfindung können (mindestens auch) solche Silane verwendet werden, die den alpha-Effekt zeigen, also z.B. worin n und gegebenenfalls n* in obiger Formel I gleich 1 ist (n = 1 und ggf. n* = 1 in Formel I), z.B. 3-(Meth)acryloyl-oxymethyltrialkoxy (wie -trimethoxy-) silan. In one embodiment of the invention, (at least) those silanes which exhibit the alpha effect, e.g. wherein n and optionally n * in the above formula I is 1 (n = 1 and optionally n * = 1 in formula I), e.g. 3- (meth) acryloyl-oxymethyltrialkoxy (such as trimethoxy) silane.
Weitere Silane mit hydrolysierbaren Gruppen können beinhaltet sein, beispielsweise (bezogen auf das Gesamtgewicht aller Silane) bis 80 Gew.-%, bis 70 Gew.-%, bis 60 Gew.-%, bis 50 Gew.-%, bis 40 Gew.-%, bis 30 Gew.-%, bis 20 Gew.-% oder bis 10 Gew.% - dies impliziert beispielsweise Alkoxysilanverbindungen oder Silan-Vernetzer, wie Vinylalkoxysilane, z.B. Vinyltrimethoxysilan oder Vinyltriethoxysilan oder (ferner oder insbesondere) Ester der (Poly)-Kieselsäure (wie z.B. Dynasilan® 40 (ein Ethylpolysilikat) oder Dynasylan® A, Evonik GmbH, Frankfurt am Main, Deutschland), die ein Steuern des Vernetzungsgrades ermöglichen, oder Mischungen von zwei oder mehr davon. Other silanes with hydrolyzable groups can be included, for example (based on the total weight of all silanes) to 80 wt .-%, to 70 wt .-%, to 60 wt .-%, to 50 wt .-%, to 40 wt. %, up to 30% by weight, up to 20% by weight or up to 10% by weight, this implies, for example, alkoxysilane compounds or silane crosslinkers, such as vinylalkoxysilanes, eg vinyltrimethoxysilane or vinyltriethoxysilane or (further or in particular) esters of (poly) -Kieselsäure (such as Dynasylan ® an ethyl polysilicate) or Dynasylan ® a, Evonik GmbH, Frankfurt am Main, Germany 40 () that allow for controlling the degree of crosslinking, or mixtures of two or more thereof.
Weitere besondere Ausführungsformen der vorliegend offenbarten Erfindungsgegenstände beinhalten Silane der Formel III oder deren Verwendung,
L für einen hydrolysierbaren Rest, insbesondere Alkoxy, steht,
und
t für 1 bis 4 steht. Diese fallen unter Silane, die zur Teilnahme an der Polymerisierung mit einem Kunstharz befähigte reaktive Gruppen nicht aufweisen. Further particular embodiments of the presently disclosed subject matter include silanes of the formula III or their use,
L is a hydrolyzable radical, in particular alkoxy,
and
t stands for 1 to 4. These are silanes that do not have reactive groups capable of participating in polymerization with a resin.
Auch Gemische mit zwei oder mehr der in vor- oder nachstehenden Absätzen genannten Silane der Formeln I, II und/oder III, oder jeweils deren Verwendungen, bilden besondere Varianten der erfindungsgemäßen Ausführungsformen. Mixtures with two or more of the silanes of the formulas I, II and / or III mentioned in the preceding or following paragraphs, or their respective uses, form special variants of the embodiments according to the invention.
Aryl ist innerhalb dieser Offenbarung stets vorzugsweise ein unsubstituierter oder (z.B. durch Alkyl, Alkoxy (= Alkyloxy), Alkenyl, hydroxy, oder ferner Halogen, wie Fluor, Chlor oder Brom, oder Cyano) ein- oder unabhängig mehrfach, z.B. 1- bis 3-fach, substituierter aromatischer Rest mit 6 bis 18 Ringkohlenstoffatomen, beispielsweise Phenyl, Naphthyl oder Toluyl. Aryl, within this disclosure, is always preferably an unsubstituted or (e.g., alkyl, alkoxy (= alkyloxy), alkenyl, hydroxy, or further halogen, such as fluoro, chloro or bromo, or cyano), one or more independently, e.g. 1 to 3 times, substituted aromatic radical having 6 to 18 ring carbon atoms, for example phenyl, naphthyl or toluyl.
Aralkyl ist innerhalb dieser Offenbarung stets Aryl wie zuvor definiert, welches an Alkyl wie vorstehend definiert gebunden ist, beispielsweise Benzyl, kann aber bei Aufzählungen innerhalb dieser Offenbarung vorzugsweise weggelassen werden. Aralkyl within this disclosure is always aryl as previously defined which is attached to alkyl as defined above, for example, benzyl, but may preferably be omitted from enumerations within this disclosure.
Cycloalkyl steht insbesondere für mono-, di- oder trizyklisches, vorzugsweise monozyklisches, Cycloalkyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, im Ring, insbesondere für Cyclopentyl oder Cyclohexyl. Cycloalkyl is in particular mono-, di- or tricyclic, preferably monocyclic, cycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, preferably having 3 to 10 carbon atoms, in the ring, in particular for cyclopentyl or cyclohexyl.
Epoxyalkyl steht vorzugsweise für Alkyl wie oben definiert, das durch eine Epoxygruppe unter Ringbildung substituiert ist. Epoxyalkyl ist insbesondere Epoxy-C1-C7-alkoxy, wie insbesondere(2,3-Epoxy-propan-1-yl) der Formel (die gestrichelte Linie markiert das Ende der Bindung zum Rest des Moleküls). Epoxyalkyl is preferably alkyl as defined above which is substituted by an epoxy group by ring formation. Epoxyalkyl is in particular epoxy-C 1 -C 7 -alkoxy, in particular (2,3-epoxy-propan-1-yl) of the formula (the dashed line marks the end of the bond to the rest of the molecule).
Epoxyalkoxy ist insbesondere Epoxy-C1-C7-alkoxy, wie insbesondere ein Rest der Formel (die gestrichelte Linie markiert das Ende der Bindung zum Rest des Moleküls). Epoxyalkoxy is especially epoxy-C 1 -C 7 -alkoxy, in particular a radical of the formula (the dashed line marks the end of the bond to the rest of the molecule).
Acyl steht innerhalb dieser Offenbarung stets für einen Rest einer Carbonsäure oder einer Sulfonsäure, beispielsweise einen Aryl-, Alkyl- oder Aralkyl-carbonsäure- oder -sulfonsäure-Rest, wie C1-C7-Alkanoyl, z.B. Acetyl oder Propionyl, Aroyl (Aryl-C(=O)-), wie Benzoyl, oder dergleichen. Acyl within this disclosure is always a radical of a carboxylic acid or a sulfonic acid, for example an aryl, alkyl or aralkyl-carboxylic acid or sulfonic acid radical, such as C 1 -C 7 alkanoyl, for example acetyl or propionyl, aroyl (aryl -C (= O) -), such as benzoyl, or the like.
Alkyl steht innerhalb dieser Offenbarung stets für insbesondere einen unverzweigten oder ein- oder mehrfach verzweigten Alkylrest mit beispielsweise 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, worin ein oder mehrere, z.B. 1 bis 3, vorzugsweise nicht direkt benachbarte, insbesondere durch 2 Kohlenstoffatome getrennte und nicht endständige, ein C-Atom beinhaltende Kettenabschnitte (wie -CH2- oder -C(-)(H)- durch jeweils ein Heteroatom, wie -N(-)-, -NH-, -O- oder -S-, ersetzt sein können, wie z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek.-Butyl, Isobutyl oder tert-Butyl. Alkyl is always within this disclosure for particular unbranched or mono- or polysubstituted alkyl having, for example, 1 to 20, preferably 1 to 10 carbon atoms, for example having 1 to 4 carbon atoms, wherein one or more, for example 1 to 3, preferably not directly adjacent , especially by 2 carbon atoms separated and non-terminal, a carbon atom-containing chain segments (such as -CH 2 - or -C (-) (H) - by one heteroatom, such as -N (-) -, -NH-, - O- or -S-, may be replaced, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl or tert-butyl.
Alkenyl steht innerhalb dieser Offenbarung stets für einen unverzweigten oder ein- oder mehrfach verzweigten einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 10, z.B. 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Vinyl, Allyl oder Buten-1- oder -2-yl. Alkenyl throughout this disclosure is always an unbranched or mono- or poly-branched mono- or polyunsaturated alkyl radical having 2 to 20, preferably 2 to 10, e.g. 2 to 4 carbon atoms, such as vinyl, allyl or butene-1 or -2-yl.
Aminoalkyl steht für mit ein oder ferner mehreren Aminogruppen substituiertes Alkyl, wie gerade definiert. Aminoalkyl is alkyl substituted with one or more amino groups, as just defined.
Heterocyclyl bedeutet insbesondere einen, gegebenenfalls auch substituierten, z.B. wie für Aryl oben definiert, mono- di- oder trizyklischen, insbesondere monozyklischen Rest 3 bis 20, vorzugsweise 3 bis 8 Ringatomen, von denen ein oder mehrere, insbesondere 2, als Heteroatome unabhängig voneinander ausgewählt aus N, O und S vorliegen, und kann durch ein oder mehrere Oxogruppen substituiert sein, insbesondere solche, die an Ringkohlenstoffatome gebunden sind, die über ein O-Heteroatom gebunden sind (was zu Anhydrido führt). Unter Heterocyclyl fällt somit insbesondere auch Anhydrido, bei dem es sich um einen cyclischen Rest handelt, der folgendes ringschließendes Brückenelement enthält: -C(=O)-O-C(=O)-. Der Ring beinhaltet also eine Carbonsäureanhydridgruppe. Ein mögliches bevorzugtes Beispiel ist 2,5-Dioxo-oxolan-3-yl, ein anderes die entsprechende ungesättigte Variante 2,5-Dioxo-oxol- -3-yl mit Doppelbindung zwischen den C-Atomen in Stellung 3 und 4 des Rings, ein weiteres ein in 3,4-Stellung benzoannelierter 2,5-Dioxolan-3-ylrest. Heterocyclyl means in particular one, optionally also substituted, e.g. as defined above for aryl, mono- or tricyclic, in particular monocyclic radical 3 to 20, preferably 3 to 8 ring atoms, of which one or more, in particular 2, are present as heteroatoms independently of one another selected from N, O and S, and can be substituted by one or more oxo groups, in particular those which are bonded to ring carbon atoms which are bonded via an O-heteroatom (which leads to Anhydrido). Heterocyclyl thus also includes, in particular, anhydride, which is a cyclic radical containing the following ring-bridging bridge element: -C (= O) -O-C (= O) -. The ring thus contains a carboxylic acid anhydride group. A possible preferred example is 2,5-dioxo-oxolan-3-yl, another is the corresponding unsaturated variant 2,5-dioxo-oxol-3-yl having a double bond between the C atoms in positions 3 and 4 of the ring, another 3,4-benzoannelated 2,5-dioxolan-3-yl radical.
Aromatisch bedeutet, dass die entsprechenden Reste wie Aryl oben definiert sind. Aromatic means that the corresponding radicals, such as aryl, are defined above.
Aromatisch-aliphatisch (z.B. Arylalkyl) bedeutet, dass die entsprechenden Reste Kombinationen aus aliphatischen Resten und aromatischen Resten, wie vorstehend genannt, beinhalten. Aromatic-aliphatic (e.g., arylalkyl) means that the corresponding radicals include combinations of aliphatic radicals and aromatic radicals as mentioned above.
Dass „X für nichts“ steht oder X nichts ist oder dergleichen, bedeutet, dass der Rest „-X-„ in der jeweiligen Formel für eine einfache Bindung steht. Dass R1 „nichts“ ist, bedeutet, dass der Rest R1 fehlt. That "X is nothing" or X is nothing or the like means that the radical "-X-" in the respective formula stands for a simple bond. The fact that R 1 is "nothing" means that the radical R 1 is missing.
„Falls vorhanden“ bezieht sich darauf, dass ein Rest oder ein Symbol abhängig von anderen Definitionen vorhanden sein kann oder fehlen kann, beispielsweise darauf, dass im Falle, dass nur, wenn p in Formel I 1 bis 3 ist, und R1 einen Rest der Formel -[(CH2)n*]p*-Si(RB*)3- t*(L*)t* bedeutet, n*, p*, RB*, L* und t* überhaupt vorhanden sein können. "If present" refers to the fact that a residue or symbol may be present or absent depending on other definitions, for example that in the case where only when p in formula I is 1 to 3 and R 1 is a residue of the formula - [(CH 2 ) n * ] p * -Si (R B * ) 3 -t * (L *) t * means that n *, p *, R B * , L * and t * are present at all can.
Silane, die zur Teilnahme an der Polymerisierung befähigte reaktive Gruppen aufweisen oder nicht, enthalten diese reaktiven Gruppen anders ausgedrückt optional, das heißt, sie können sie enthalten. Silanes that may or may not have reactive groups capable of participating in the polymerization, in other words, optionally contain these reactive groups, that is they may contain them.
Wo von „Silanen“ oder anderen Bestandteilen im Plural die Rede ist, bedeutet dies stets „ein oder mehrere“. Where "silanes" or other components in the plural is concerned, this always means "one or more".
(Meth)acryl steht für Acryl, Methacryl oder Acryl und Methacryl (als Gemisch). (Meth) acryl is acrylic, methacrylic or acrylic and methacrylic (as a mixture).
Unter Si-gebundenen hydrolysierbaren Gruppen (in dieser Offenbarung auch mit L symbolisiert) sind beispielsweise Halogenatome (Halogen, wie Chloro), Ketoximate, Amino, Aminoxy, Mercapto, Acyloxy, Aryloxy, Aralkyloxy (= Arylalkoxy) oder insbesondere Alkyloxy (Alkoxy) zu verstehen. By Si-bonded hydrolyzable groups (also symbolized in this disclosure by L) are for example halogen atoms (halogen, such as chloro), ketoximes, amino, aminoxy, mercapto, acyloxy, aryloxy, aralkyloxy (= arylalkoxy) or especially alkyloxy (alkoxy) to understand ,
Unter Si-gebundenen hydrolysierbaren Gruppen sind insbesondere solche Gruppen L zu verstehen, die Bestandteil einer Gruppe der Formel Z sind,
t für eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht und
L für eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe, insbesondere Alkoxy, steht. Si-bonded hydrolyzable groups are in particular those groups L which are part of a group of the formula Z,
t stands for an integer from 1 to 3 and
L is an Si-bonded hydrolyzable group, in particular alkoxy.
Das oder die erfindungsgemäß zugesetzten ein oder mehrere keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto-, Isocyanato-, Alkenyl-, Epoxy-, Anhydrido- und/oder insbesondere (Meth)acryloyl-Gruppe, beinhaltende(n), und zugleich mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltende Silan(e) haben vorzugsweise mittlere oder absolute Molekulargewichte von 2000 oder kleiner, 1000 oder kleiner, 900 oder kleiner, 800 oder kleiner, 700 oder kleiner, 600 oder kleiner oder insbesondere 500 oder kleiner oder insbesondere 400 oder kleiner. Vorzugsweise handelt es sich bei den Silanen und niedermolekulare, niederviskose Substanzen, insbesondere andere als höhermolekulare Verbindungen (worunter z.B. insbesondere Präpolymeren fallen). The one or more or none or at least one amino, sec. Amino, mercapto, isocyanato, alkenyl, epoxy, anhydrido and / or in particular (meth) acryloyl group-containing, and at the same time containing at least one Si-bonded hydrolyzable group silane (s) preferably have middle or absolute molecular weights of 2,000 or less, 1,000 or less, 900 or less, 800 or less, 700 or less, 600 or less, or more preferably 500 or less, or more preferably 400 or less. Preferably, the silanes and low molecular weight, low viscosity substances, in particular other than relatively high molecular weight compounds (including, in particular, prepolymers fall).
Besonders bevorzugt sind ein oder mehrere Silane ausgewählt aus (Meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilan, (Meth)acryloyloxypropyltriethoxysilan, (Meth)acryloyloxymethyltrimethoxysilan und (Meth)acryloyloxymethyltriethoxysilan Particularly preferred are one or more silanes selected from (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, (meth) acryloyloxymethyltrimethoxysilane and (meth) acryloyloxymethyltriethoxysilane
Vorzugsweise liegt in allen Ausführungsformen der Erfindung die Viskosität der Silane bei bei 10 Pa·s oder niedriger, wie bei 1 Pa·s oder niedriger. Ganz besonders bevorzugt sind extrem niedrigviskose und niedermolekulare Silane mit Viskositäten kleiner als 100 mPa·s, insbesondere kleiner als 10 mPa·s. Preferably, in all embodiments of the invention, the viscosity of the silanes is at 10 Pa.s or lower, such as 1 Pa.s or lower. Very particularly preferred are extremely low-viscosity and low molecular weight silanes having viscosities of less than 100 mPa.s, in particular less than 10 mPa.s.
Viskositäten werden, soweit nicht anders angegeben, nach
Die keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto-, Isocyanato-, Alkenyl-, Epoxy-, Anhydrido- und/oder (insbesondere) (Meth)acryloyl-Gruppe tragenden und mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltenden Silane liegen in einer erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß zu verwendenden Verankerungsmasse beispielsweise in einem Gewichtanteil von 0,1 bis 50, insbesondere von 1 oder mehr Gew.-%, wie von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 2 oder mehr Gew.-%, wie von 2 bis 30 oder bis 15 Gew.- %, von 3 oder mehr Gew.-%, wie von 3 bis 20 oder bis 10 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von 4 oder mehr Gew.-%, z.B. von 4 bis 20 oder bis 6 Gew.-%, vor. The no or at least one amino, sec. Amino, mercapto, isocyanato, alkenyl, epoxy, anhydride and / or (in particular) (meth) acryloyl group-bearing and containing at least one Si-bonded hydrolyzable group silanes are in an inventive or inventively used anchoring composition, for example in a proportion by weight of 0.1 to 50, in particular of 1 or more wt .-%, such as from 1 to 30 wt .-%, preferably from 2 or more wt .-%, such as from 2 to 30 or to 15 wt. %, from 3 or more wt%, such as from 3 to 20 or to 10 wt%, even more preferably from 4 or more wt%, eg from 4 to 20 or to 6 wt%, above.
Wo Gewichtsangaben in Prozent (Gew.-%) gemacht werden, beziehen sich diese, wenn nichts anderes gesagt ist, auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze der Verankerungsmasse (also die in der nach dem Mischen polymerisierenden Masse vorhandenen Bestandteile, die auf ein Substrat oder inbesondere in ein Bohrloch gelangen und dort verbleiben, also auch als Füllstoffe dienende Verpackungsmaterialien, wie Glas von Patronen/Ampullen). Where weight percentages are given by weight, unless otherwise stated, they refer to the total weight of all reactive constituents and additions of the anchoring mass (ie, the constituents present in the post-mixing polymerizing mass which have been applied to a substrate or in particular get into a borehole and remain there, so also serving as fillers packaging materials, such as glass of cartridges / ampoules).
„Beinhalten“ oder „umfassen“ bedeutet, dass neben den genannten Komponenten oder Merkmalen noch andere vorhanden sein können, steht also für eine nicht abschließende Aufzählung, im Gegensatz zu „bestehen aus“, das eine abschließende Aufzählung der bei seiner Verwendung aufgezählten Komponenten oder Merkmale bedeutet. "To include" or "to embrace" means that there may be others in addition to the components or features mentioned above, so that for an incomplete enumeration, as opposed to "consist of", it is a final enumeration of the components or features enumerated in its use means.
„Teilweise oder ausschließlich“ oder „mindestens teilweise“ bedeutet, dass die danach genannten Bestandteile neben anderen Bestandteilen der entsprechenden Komponente oder ausschließlich vorliegen können, beispielsweise (z.B. bei den Silanen oder Reaktivharzen oder Härtern als Komponenten) bezogen auf die jeweils definierte Komponente in Anteilen von bis zu maximal 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 oder 80 bis 90 oder 100 Gew.-%. "Partially or exclusively" or "at least partially" means that the components mentioned thereafter can be present in addition to other constituents of the corresponding component or exclusively, for example (in silanes or reactive resins or hardeners as components) based on the respectively defined component in fractions of up to a maximum of 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 or 80 to 90 or 100 wt .-%.
Wo das Attribut „ferner“ erwähnt wird, bedeutet dies, dass Merkmale ohne dieses Attribut stärker bevorzugt sein können. Where the attribute "further" is mentioned, it means that features without this attribute may be more preferable.
„Und/oder“ bedeutet, dass die genannten Merkmale/Substanzen jeweils alleine oder in Kombination von zwei oder mehr der jeweils genannten Merkmale/Substanzen vorliegen können. "And / or" means that said features / substances may each be present alone or in combination of two or more of the specified features / substances.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung finden sich auch in den Ansprüchen, die hier in die Beschreibung durch Bezugnahme aufgenommen werden. Preferred embodiments of the invention are also to be found in the claims, which are incorporated herein by reference.
Beispiele: Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken. Examples: The following examples serve to illustrate the invention without limiting its scope.
Versuchsdurchführung der Ermittlung von Adhäsionsversagenslast: Experimental procedure of determination of adhesion failure load:
A) Grundparameter:A) Basic parameters:
- Verankerungstiefe (hef) = 95 mm Anchoring depth (hef) = 95 mm
- Bohrdurchmesser (d0) = 14 mm Drilling diameter (d0) = 14 mm
- Anker: metrische Gewindestange M12 (Güte 12.9) Anchor: metric threaded rod M12 (grade 12.9)
- Bohrverfahren = Hammerbohren 4-kg-Klasse (Bosch GBH 4-32) Drilling process = hammer drilling 4 kg class (Bosch GBH 4-32)
B) Vorbereitung der BohrlöcherB) Preparation of the drill holes
1a Versuche im trockenen Bohrloch 1a Experiments in dry borehole
Bohrlochherstellung: In den horizontal liegenden Betonprüfkörper (niederfester Beton der Festigkeitsklasse C20/25) der Dimensionen 128 × 128 × 30cm wurden mit einer Hammerbohrmaschine und einem Hammerbohrer die Bohrlöcher erstellt. Drill hole production: Drill holes were made in the horizontal concrete test specimen (low strength concrete of strength class C20 / 25) of dimensions 128 × 128 × 30 cm using a hammer drill and a hammer drill bit.
Bei einem Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „gereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung eine Reinigung vorgenommen, indem zweimal ausgeblasen wurde. Part of the tests (labeled "cleaned") were followed by cleaning by drilling twice after drilling.
Bei dem anderen Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „ungereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung keine Reinigung durchgeführt. Stattdessen wurde im Verlauf der Bohrlochherstellung bzw. nach Erreichen der gewünschten Bohrtiefe der Bohrer mehrmals herausgezogen und wieder ins Bohrloch eingeführt. Der Bohrer drehte sich währenddessen fortlaufend, um ein Herausfördern des Bohrmehls zu bewirken. Dieser Vorgang wurde mindestens viermal wiederholt. The other part of the tests (labeled "uncleaned") did not clean after drilling. Instead, in the course of the well production or after reaching the desired drilling depth of the drill was pulled out several times and introduced back into the hole. Meanwhile, the drill continuously rotated to effect the extraction of the drilling dust. This process was repeated at least four times.
1b Versuche im durchfeuchteten Bohrloch 1b Experiments in the moistened borehole
In den horizontal liegenden Betonprüfkörper (niederfester Beton C20/25), Maße 128 × 128 × 30cm) wurden mit einer Hammerbohrmaschine und einem Hammerbohrer die Pilotbohrlöcher erstellt. Diese müssen mindestens einen Bohrdurchmesser von 0,5 × d0 haben, was in dieser Versuchsdurchführung 7 mm waren. Auf das Pilotbohrloch wurde jeweils ein zylindrischer Becher mit einem Loch im Bereich des Bohrloches geklebt und mit Wasser befüllt. Das Wasser verbleibt für mindestens 8 Tage im Bohrloch, bis das Wasser bis in eine Entfernung von 1,5 d bis 2,5 d (d = Ankerstangendurchmesser) von der Bohrachse aus in den Beton eingedrungen ist. Damit ist gewährleistet, dass der Beton im Bereich der Verankerung wassergesättigt ist. In the horizontal concrete test specimen (low-strength concrete C20 / 25), dimensions 128 × 128 × 30 cm), the pilot drill holes were made with a hammer drill and a hammer drill. These must have at least a drill diameter of 0.5 × d0, which was 7 mm in this experiment. On the pilot drill hole, a cylindrical cup with a hole in the area of the wellbore was glued and filled with water. The water remains in the borehole for at least 8 days until the water has penetrated into the concrete at a distance of 1.5 d to 2.5 d (d = anchor rod diameter) from the drilling axis. This ensures that the concrete in the area of the anchorage is saturated with water.
Die Becher und das im Bohrloch befindliche Wasser werden entfernt durch Abziehen des Bechers und Wegschütten seines Inhalts sowie Absaugen des Wassers im Bohrloch und das endgültige Bohrloch mit d0 (hier 14 mm) gebohrt. The beakers and the downhole water are removed by removing the beaker and shedding its contents, as well as drilling off the water in the borehole and drilling the final well with d0 (here 14 mm).
Bei deinem Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „gereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung gereinigt, indem mit einem Handausbläser (z.B. dem fischer Ausbläser ABG, fischerwerke Gmbh & Co. KG, Waldachtal, Deutschland) das Bohrloch zweimal ausgeblasen wurde. Your part of the experiments (labeled "cleaned") was cleaned following the well production by blowing out the well twice with a hand blower (e.g., fischer blower ABG, fischerwerke Gmbh & Co. KG, Waldachtal, Germany).
Bei dem anderen Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „ungereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung keine Reinigung durchgeführt. Es wurde lediglich im Verlauf der Bohrlochherstellung bzw. nach Erreichen der gewünschten Bohrtiefe der Bohrer mehrmals herausgezogen und wieder ins Bohrloch eingeführt. Der Bohrer drehte sich währenddessen fortlaufend, um ein Herausfördern des Bohrmehls zu bewirken. Dieser Vorgang wurde mindestens vier mal wiederholt. The other part of the tests (labeled "uncleaned") did not clean after drilling. It was simply pulled out several times in the course of the well production or after reaching the desired drilling depth of the drill and re-introduced into the hole. Meanwhile, the drill continuously rotated to effect the extraction of the drilling dust. This process was repeated at least four times.
B) Anker setzen und ziehen B) Place anchor and pull
Nach der Bohrlochherstellung wurden die Reaktionsankerpatronen in das Bohrloch (eine je Loch) eingeführt und die Ankerstangen drehend schlagend mit einer Hammerbohrmaschine gesetzt. Der Mörtelüberschuss wurde mit einer Spachtel entfernt. Nach der Mindestaushärtezeit, hier nach 45 min, wurde die Auszugsrichtung adaptiert und der Anker mit enger Abstützung bis zum Versagen belastet After making the wellbore, the reaction anchor cartridges were inserted into the wellbore (one per hole) and the anchor rods were rotationally driven with a hammer drill. The mortar excess was removed with a spatula. After the minimum curing time, here after 45 minutes, the extension direction was adapted and the armature was loaded with close support until failure
Der Versuchsaufbau entspricht der ETAG Nr1 Teil 5. The experimental set-up complies with ETAG Nr1 Part 5.
Verwendete Zusammensetzungen: Used compositions:
-
- E2BADMAE2BADMA
- technisches Ethoxyliertes Bisphenol-A-dimethacrylat (Vinylester) technical ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (vinyl ester)
- UMAUMA
- Urethanmethacrylat basierend auf PMDI HPMA und BDDMA Urethane methacrylate based on PMDI HPMA and BDDMA
- BDDMABDDMA
- Butandioldimethacrylat butanediol
- HPMAHPMA
- 2-Hydroxypropylmethacrylat 2-hydroxypropyl methacrylate
- PMDIPMDI
- Polymeres Diphenylmethandiisocyanat Polymeric diphenylmethane diisocyanate
- Silansilane
- Methacryloxypropyltrimethoxysilan methacryloxypropyltrimethoxysilane
- Quarzquartz
- Quarzsandfraktion 60–200 µm Quartz sand fraction 60-200 μm
- Korundcorundum
- Normalkorund 1100–1700 µm Normal corundum 1100-1700 μm
Es werden Patronen M12 bestehend aus einem Härterinnenrohr und einem Außenrohr hergestellt. Die Innenrohre enthalten 0,32 g eines phlegmatisierten 50%igen Dibenzoylperoxids, bestehen aus 1,05 g Glas und sind thermisch verschlossen. In die Patronenaußenrohre mit einem Glasgewicht von 3,60 g werden die Härterinnenrohre, das Harz und der Festfüllstoff eingebracht und ebenfalls abgeschweißt. Die Harze erhalten eine Basisstabilisierung mit 500–700 ppm eines phenolischen Inhibitors und werden durch Zugabe von 1,2 bis 3 % eines Aminbeschleunigers (Toluidinderivat) auf eine Gelierzeit von 3–4 min bei 23 °C eingestellt. It will be produced cartridges M12 consisting of a hardener inner tube and an outer tube. The inner tubes contain 0.32 g of a phlegmatized 50% dibenzoyl peroxide, consist of 1.05 g of glass and are thermally sealed. In the cartridge outer tubes with a glass weight of 3.60 g, the hardener inner tubes, the resin and the solid filler are introduced and also welded. The resins are given a base stabilization with 500-700 ppm of a phenolic inhibitor and are adjusted to a gel time of 3-4 minutes at 23 ° C by addition of 1.2 to 3% of an amine accelerator (toluidine derivative).
Folgende Zusammensetzungen werden eingesetzt:
Vergleichsbeispiel: Zusammensetzungen mit Quarzsand als Füllstoff Comparative Example: Compositions with quartz sand as filler
Wo „Quarz“ erwähnt wird, bezieht sich dies auf Quarzsand als Zusatz. Where "quartz" is mentioned, this refers to quartz sand as an additive.
Verankerungsmasse:Anchoring compound:
Vinylester-Verankerungsmasse V1 und Urethanmethacrylat-Verankerungsmasse V4, jeweils mit Quarz, wurden verwendet und damit folgende Adhäsionsversagenslasten ermittelt: II) Adhäsionsversagenslast bei Verankerung mit den Verankerungsmassen
Beispiel 1: Erfindungsgemäße Verankerungsmassen mit Korund Example 1: Anchoring masses according to the invention with corundum
1.I) Verankerungsmasse:1.I) anchoring mass:
Vinylester-Verankerungsmasse V2 und Urethanmethacrylat-Verankerungsmasse V5, jeweils mit Korund, wurden verwendet und damit folgende Adhäsionsversagenslaten ermittelt: 1.II) Adhäsionsversagenslast bei Verankerung mit den Verankerungsmassen mit Korund
Demnach findet sich außer im Falle von Epoxyacrylat eine Verbesserung der Adhäsionsversagenslast mit Korund gegenüber Quarz. Thus, except in the case of epoxy acrylate, there is an improvement in the adhesion failure load with corundum to quartz.
Beispiel 2: Erfindungsgemäße Verankerungsmassen mit Korund und Silan Example 2: Anchoring masses according to the invention with corundum and silane
2.I) Verankerungsmasse:2.I) anchoring mass:
Vinylester-Verankerungsmasse V3 und Urethanmethacrylat-Verankerungsmasse V6, jeweils mit Korund und Silan, wurden verwendet und damit folgende Adhäsionsversagenslasten ermittelt: 2.II) Adhäsionsversagenslast bei Verankerung mit erfindungsgemäßen Verankerungsmassen mit Korund und Silan
Demzufolge findet sich in allen Fällen für Korund plus Silan anstelle von Quarz eine zum Teil beträchtliche Erhöhung der Adhäsionsversagenslast. Consequently, in all cases, corundum plus silane, in place of quartz, has a sometimes considerable increase in the adhesion failure load.
Beispiel 3: Verhältnis Adhäsionsversagenslasten bei ungereinigtem gegenüber gereinigtem Bohrloch Example 3: Ratio of adhesion failure loads on unpurified vs. cleaned wellbore
Aus den Tabellen aus Beispiel 1, Beispiel 2 und dem Vergleichsbeispiel lassen sich die Verhältnisse der Adhäsionsversagenslast gereinigt/ungereinigt bestimmen:
Dies zeigt, dass beim nassen Bohrloch gegenüber Quarz mit Korund oder mit einer Kombination von Korund und Silan als Zusatz immer eine Verbesserung der Adhäsionsversagenslast gefunden wird. Beim trockenen Bohrloch findet sich bei den gemessenen Zusammensetzungen ebenfalls stets eine Verbesserung der Adhäsionsversagenslast. This shows that an improvement in the adhesion failure load is always found in the wet well compared to quartz with corundum or with a combination of corundum and silane as additive. In the case of the dry well, the measured compositions also always show an improvement in the adhesion failure load.
Bemerkenswert ist, dass im trockenen Bohrloch die Adhäsionsversagenslast im Falle von Epoxyacrylat bei der Kombination von Korund und Silan sogar im ungereinigten Bohrloch höher ist als für das gereinigte Bohrloch. Bemerkenswert ist ferner, dass im nassen Bohrloch in allen Fällen die Adhäsionsversagenslast sogar im ungereinigten Bohrloch höher ist als für Quarz im gereinigten Bohrloch. It is noteworthy that in the dry borehole the adhesion failure load in the case of epoxy acrylate in the combination of corundum and silane is higher even in the untreated borehole than for the cleaned borehole. It is also noteworthy that in wet wells, in all cases, the adhesion failure load is higher even in the untreated wellbore than for quartz in the cleared wellbore.
Beispiel 4: Riss und Seismik Example 4: crack and seismic
Nach
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- DIN EN ISO 2555 [0076] DIN EN ISO 2555 [0076]
- Richtlinie ICC AC308, Tabelle 4.2 Test No. 17 und 18 [0105] Guideline ICC AC308, Table 4.2 Test no. 17 and 18 [0105]
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