DE1536024C3 - Harzpatrone zum Fixieren von Verankerungsbolzen o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Harzpatrone zum Fixieren von Verankerungsbolzen od. dgl., mit einem ungesättigten Polyesterharz und einem über die Länge der Harzpatrone verteilten Härter, die beide gesondert in einer gemeinsamen Hülle enthalten sind, wobei der Härter und gegebenenfalls das Harz mit einem inerten Füllstoff gemischt sind. Solche Harzpatronen werden zum Festlegen bzw. Fixieren von Verbindungs- oder Befestigungselementen, wie Verankerungsbolzen od. dgl., insbesondere bei der Absicherung der Decken von Stollen, Tunnel usw. gebraucht.

Die Verwendung von synthetischen Harzen für die Fixierung von Verankerungsbolzen ist allgemein bekannt. Diese Harze, die bei Gebrauch in das innere Ende der zur Aufnahme der Bolzen bestimmten Bohrungen zu bringen sind, wurden bisher in verschiedener Weise konditioniert.

So wurden Patronen in Form von Doppelpackungen mit Harz und Härter in zwei getrennten Abteilen benutzt (FR-PS 12 53 773), bei denen die Mischung beider Komponenten durch Einführung des Bolzens in das gebohrte Loch erzielt wird, das ein oder mehrere solcher Doppelpackungen enthält. Man hat jedoch in der Praxis festgestellt, daß die Durchmischung von Harz und Härter infolge von Schwierigkeiten beim Zerreißen der Umhüllungen mit dem Bolzenkopf nur mangelhaft erreicht wird.

Es sind deshalb auch schon Patronen hergestellt worden, die eine äußere, das Harz enthaltende Umhüllung und eine dazu koaxiale innere Umhüllung mit dem Härter aufweisen. Auch bei diesen Anordnungen muß man jedoch den Bolzen relativ lange Zeiten rotieren lassen, um eine genügende Durchmischung von Harz und Härter zu erreichen.

Zur besonderen Abkapselung des Härters gegenüber dem Harz sind vor allem Zwischenbehälter aus Glas oder Polyäthylen bekannt (FR-PS 12 53 773). Glaskapseln haben den Nachteil, daß sie gelegentlich zerbrechen können und somit eine gewisse Verletzungsgefahr besteht. Zwischenkapseln aus Polyäthylen oder einem ähnlichen Kunststoff sind zwar ungefährlich, da sie nicht ohne weiteres brechen und auch nicht splittern, jedoch ergeben sich dabei Schwierigkeiten hinsichtlich de: Haftung der Harzmischung am Bolzen, da die auch nach dessen Einsetzen noch weitgehend zusammenhängende aufgerissene Kunststoffhülle zu Diskontinuitäten innerhalb der Klebmasse zwischen Bolzen und Bohrlochwand führen kann, die für die Verläßlichkeit der Fixierung nachteilig sind.
Andererseits ist es für solche Fälle, wo es überhaupt

ίο nicht auf die Lagerfähigkeit der Harzpatrone ankommt, sondern diese praktisch unmittelbar zur Verwendung gelangt, bekannt, Harz und Härter direkt gemischt in der gemeinsamen Hülle unterzubringen (FR-PS 12 53 773).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Harzpatrone der eingangs genannten Art mit möglichst geringem Aufwand so auszubilden, daß sie praktisch ohne Einbuße an Lagerfähigkeit einerseits keine Verletzungsgefahr bedeutet und andererseits durch die Wirkung eines rotierenden Bolzenstiftes Harz und Härter der Patrone ohne störende Diskontinuitäten rasch und wirksam gemischt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Härtermischung ein durch Extrudieren und Trocknen hergestellter Formkörper ist, der in unmittelbaren Kontakt mit dem Harz gebracht ist.

Dieser Formkörper ist vorzugsweise ein vom Harz umgebener Stab oder ein die Hülle bildendes Rohr.
Die Verpackung von zwei unterschiedlichen Massen in einer gemeinsamen Hülle ohne zwischengeschaltete Trennwand ist zwar prinzipiell aus den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 18 07 885 bekannt. Hier handelt es sich jedoch um die Anordnung zweier gewöhnlicher Pasten innerhalb einer Tube, die sich zwar gegebenenfalls beim Ausdrücken aus der Tube chemisch beeinflussen sollen, jedoch soll die Beeinflussung in der Tube durch eine relativ kleine Berührungsfläche weitgehend vermieden sein. Eine Harzpatrone zum Fixieren von Verankerungsbolzen u. dgl. ist in dem Gebrauchsmuster 18 07 885 nicht erwähnt, geschweige denn, daß ein Harzpatronenhärter mit einem inerten Füllstoff gemischt sein soll.

Außerdem ist ein Verfahren zum Verpacken von Epoxyharzen mit oder ohne Füllstoff bekannt (US-PS 28 62 616), bei dem das Epoxyharz und der zugehörige gefüllte Härter in direktem gegenseitigen Kontakt angeordnet werden, wobei sich ein Grenzfilm aus dem ausgehärteten Epoxyharz bildet. Eine Harzpatrone zum Fixieren von Verankerungsbolzen u. dgl. ist in diesem Zusammenhang ebenfalls nicht erwähnt. Da die Reaktionsgeschwindigkeit der Polyesterharze in Gegenwart eines Katalysators viel höher als die der Epoxyharze ist, war nicht ohne weiteres zu erwarten, daß die für Epoxyharze aus der US-PS 28 62 616 bekannte Verpackungsweise auch für ungesättigte Polyesterharze anwendbar und für Harzpatronen zum Fixieren von Verankerungsbolzen ausnutzbar sein würde.

Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß ein ungesättigtes Polyesterharz und ein erfindungsgemäß hergestellter Härterformkörper in einer Harzpatrone oder -packung direkt miteinander in Berührung gebracht werden können und bei einer Lagerung über relativ lange Zeiten hinweg stabil bleiben. So wurde

hs festgestellt, daß der unmittelbare Kontakt von Harz und Härterformkörper bei mit Polyesterharz gefüllten Patronen ohne Einfluß auf die Lagerfähigkeit dieser Patronen ist. Die Lebensdauer bzw. Lagerfähigkeit von

ungesättigten Polyesterharzen ist bekanntlich begrenzt und etwa mit 6 Monaten garantiert und hängt im übrigen wesentlich von der Wahl der speziellen Inhibitoren und Beschleuniger ab. Entgegen den Erwartungen, daß die bei dem direkten Kontakt von Harz und Härterformkörper durch Radikalbildung ausgelöste Polymerisation der Masse unabhängig vom Anfangspunkt der Polymerbildung über die ganze Harzmasse hinweg fortschreiten würde, tritt diese Erscheinung in der erfindungsgemäßen Harzpatrone nicht auf. Eine Erklärung ist wohl darin zu sehen, daß — außer gewissen physikalischen Effekten aufgrund der besonderen Theologischen Eigenschaften der füllstoffhaltigen Massen — vor allem das an der Grenzfläche vorhandene hohe Härterangebot (das hier bis zu 50% betragen kann) für die schnelle Unterbrechung der beginnenden Polymerisation verantwortlich ist, während z. B. die Peroxidkonzentration für eine optimale Polymerisation von ungesättigten Polyesterharzen nur bei etwa 1 bis 4% liegt. Harz und Härter können indessen bei der späteren Vermischung mit einem rotierenden Bolzenkopf rasch und wirksam innerhalb - einer Bohrung zum Härten gebracht werden.
Man kann annehmen, daß sich in einer solchen Packung zwischen dem Härterformkörper und dem synthetischen Harz eine dünne Zwischenschicht aus polymerisierbarem Produkt ausbildet, die ein weiteres Fortschreiten der Polymerisation des Harzes verhindert. Bei Kontakt der Patrone mit einem rotierenden Bolzenkopf wird diese dünne Schicht zerstört, und das Harz kann mit dem Härter vermischt werden und aushärten.

Die Härtungszeit des in der Patrone verwendeten Harzes kann nach Bedarf durch angemessene Veränderungen der Mengen von Harz, Härter und Beschleuniger geändert werden.

Die Zeichnung (F i g. 1 und 2) zeigt zwei verschiedene Varianten der erfindungsgemäßen Patrone im Längsschnitt.

Die in Fig.l gezeigte Patrone umfaßt eine das ungesättigte Polyesterharz 3 enthaltende Hülle 1, die aus beliebigem, bei Zusammendrücken mit dem rotierenden Bolzenkopf zerbrechendem, zerreißendem oder durch Abrieb zerstörbarem Material, z. B. syntheti- I) sehen thermoplastischem Material, wie beispielsweise Polyäthylen, oder Papier, Glas oder Kunstdarmmaterial hergestellt sein kann, wobei der Härter hier die Form eines Stabes 4 hat, der in das Harz 3 eingebettet ist. Das Harz 3 kann als Mastix oder Kitt durch Mischen von 26 Gew.-% eines ungesättigten Polyesterharzes mit 73,7 Gew.-% Füllstoff und 0,3 Gew.-% Dimethylanilin hergestellt werden.

Zur Herstellung des Stabes 4 wird der Härter mit einem inerten Füllstoff aus siliciumhaltigem Sand oder Dolomit einer Korngröße, die durch ein Sieb mit 500 μ Maschenweite hindurchgeht, sowie mit einem Bindemittel, wie Ton, Betonit oder Fayence- bzw. Steingutmasse gemischt, die durch geringe Mengen an gewöhnlichem Zement verstänkt und mit Wasser versetzt sind.

Die so erhaltene Masse wird in einer üblichen mechanischen Vorrichtung extrudiert und dann im Trockenschrank bei einer Temperatur unter dem Zersetzungspunkt des Härters getrocknet, wodurch ein harter und steifer Stab erhalten werden kann.

Als Beispiel kann man eine Masse folgender Zusammensetzung nennen:

7,5 reines Benzoylperoxyd,
50 g Sand,
40 g Ton,
20 g Wasser.

Die Masse wird extrudiert und dann im Trockenschrank getrocknet.

Gemäß der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Patrone aus einem Rohr 5, das aus einer härterhaltigen Masse gebildet und im Trockenschrank getrocknet wird; dieses Rohr 5 enthält das synthetische Harz 3 und ist an seinen Enden durch Stopfen oder Kappen 6 verschlosssen.

In diesem Falle braucht die Patrone keinerlei Hülle mehr. Man kann jedoch, um eine solche Patrone zu schützen, das Rohr 5 von außen mit einer Lackschicht überziehen.

Beide Ausführungsarten waren Gegenstand von Fixierungs- bzw. Verkittungsprüfungen an Versuchsblöcken aus Beton, bei denen der Zustand der Verkittung untersucht werden konnte; auf Grund dieser Prüfungen kann gesagt werden, daß die Vermischung von Harz und Härter in allen Fällen vollkommen war, während man bei Anwendung bekannter Patronen mit zwei konzentrischen Hüllen bzw. Abteilen nicht selten Zusammenballungen von nichtgemischtem Härter beobachtete. Außerdem wurde festgestellt, daß beide Ausführungsarten der Patronen normalerweise unter guten Stabilitätsbedingungen mehr als 1 Jahr aufbewahrt werden können und ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen zu handhaben sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Harzpatrone zum Fixieren von Verankerungsbolzen od. dgl., mit einem ungesättigten Polyesterharz und einem über die Länge der Harzpatrone verteilten Härter, die beide gesondert in einer gemeinsamen Hülle enthalten sind, wobei der Härter und gegebenenfalls das Harz mit einem inerten Füllstoff gemischt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtermischung ein durch Extrudieren und Trocknen hergestellter Formkörper ist, der in unmittelbaren Kontakt mit dem Harz (3) gebracht ist.

2. Harzpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein vom Harz (3) umgebener Stab (4) ist.

3. Harzpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein die Hülle bildendes Rohr (5) ist.

4. Harzpatrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (5) außen mit einem Schutzlack überzogen ist.