DE2005161A1 - Mittel zur Verankerung von Stützbolzen - Google Patents

Mittel zur Verankerung von Stützbolzen

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DE2005161A1 DE19702005161 DE2005161A DE2005161A1 DE 2005161 A1 DE2005161 A1 DE 2005161A1 DE 19702005161 DE19702005161 DE 19702005161 DE 2005161 A DE2005161 A DE 2005161A DE 2005161 A1 DE2005161 A1 DE 2005161A1
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    • E21D20/025Grouting with organic components, e.g. resin
    • E21D20/026Cartridges; Grouting charges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/14Non-metallic plugs or sleeves; Use of liquid, loose solid or kneadable material therefor
    • F16B13/141Fixing plugs in holes by the use of settable material
    • F16B13/143Fixing plugs in holes by the use of settable material using frangible cartridges or capsules containing the setting components

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Description

Mittel zur Verankerung von Stützbolzen
Seit mehreren Jahren benützt man zur Befestigung von FeIspartien, sowohl im Bergbau wie bei öffentlichen Bauarbeiten, Stützbolzen, die durch Zement oder ein Kunstharz eingekittet ' sind.
Im letzteren Pail kann das die zur Polymerisation erforderlichen Zusätze (Beschleuniger, Füllstoff, Härter) enthaltende Harz in ein Loch injiziert werden, welches aus dem Felsen oder sonstigen zu befestigenden Bereich ausgehoben wurde. Das Kunstharz kann ferner in einer Schutzverpackung befindlich,
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welche eine oder mehrere Abteilungen aufweist, die bei Einführung des Bolzens zerstört werden, wobei die einzelnen Komponenten Harz, Füllstoff und Beschleuniger einerseits, Härter andererseits, durch die Rotation des Bolzens vermischt werden, in das Loch eingeführt werden.
Die verschiedenen Arten von Verpackungen, die bis heute zur Verwendung gelangen, zeigen schwere Nachteile, welche gelegentlich auch zu Unfällen führen.
Als Verpackungsmaterial wurden sehr verschiedene Materialien
»vorgeschlagen, insbesondere vorbehandeltes oder unbehandeltes weiche
Papier, Karton, Glas, d-eSat»»*» Plastikhüllen, Bakelit, Kunststoffe und dergleichen. All diese Verpackungsmaterialien zeigen schwerwiegende Nachteile. Die starren Materialien zerbrechen bei der Einführung des Bolzens, und die Stücke bilden Hindernisse, die sich zwischen den Bolzen und das Harz oder zwischen das Harz und die Wand des Lochs legen und dabei den Sitz des Bolzens stark verschlechtern.
Die geschmeidigen Materialien werden häufig schlecht zerkleinert und bilden Streifen, die sich um den Bolzen wickeln, und dabei die Haftung des Harzes behindern oder zum Auf- ^ treten von Zonen geringerer Festigkeit führen, die den Aus-™ gangspunkt von Bruchstellen in der Verkittung darstellen.
Sind Harz und Härter in äe Kapseln aus starrem und zerbrechlichem Material enthalten, so ist eine praktische Verwendung in Bergwerken und bei Großbaustellen schwierig, da die Verpackung (insbesondere Glas) häufig zerbricht, sei ee währendy des Transports, sei es bei der Handhabung auf der Baustelle. Der flüssige oder halbflüssige Kitt fließt dann aus, wobei nicht nur die betreffende Packung, sondern auch die benachbart liegenden unbrauchbar werden.
Bei geschmeidigen Verpackungen wird dieser Nachteil vermieden;
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sind hier jedoch die Kapseln im Verhältnis zum Durchmesser länglich» 80 nehmen sie bei der Handhabung die Form von "Bananen" an, die ihre Einführung in das Loch erschwert und die Anwendung von automatischen Maschinen unmöglich macht.
Ziel vorliegender Erfindung ist die Beseitigung der obigen Nachteile und die Bereitstellung eines wirksamen und praktischen Mittels, das maschinell eingesetzt werden kann, zur Durchführung von raschen und sicheren Verkittungen oder Eineementierungen.
Gemäß vorliegender Erfindung verwendet man zur Aufnahme der Komponenten des "Zements" ein rohrförmigesElement von vorzugsweise rundem Querschnitt und entsprechender Länge; dieses Element wird durch ein durchbrochenes Rohr gebildet, welches ein Gitterwerk aus einem brechbaren Material darstellt, vo daß bei der Einführung des Bolzens die Komponenten des Zements unter sich vermischt werden und das "Netzwerk" in Teilchen kleiner Dimensionen ifeltilE wird, die sich ebenfalls homogen mit dem Zement vermischen und zu dessen Haftung an den Wandungen der Bohrung beitragen.
Die Verwendung brechbarer Rohre wurde zum gleichen Zweck bereits vorgeschlagen; die bekannten Rohre waren jedoch nicht durchbrochen, so daß die homogene Verteilung der Fragmente im Zement nicht sicher gestellt war. Ferner waren auch perfprierte Rohre bekannt, die jedoch nicht aus einem brechbaren Material hergestellt waren, wobei hier die Öffnungen in ,den Rohrwandungen nur dazu dienten, den Zement bei der Einführung des Bolzens nach außen entweichen zu lassen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Rohr in Kombination mit einer Füllung in. einer Plastikhülle, wie oben beschrieben, verwendet. Bei dieser Kombination besteht nach dem Aufreißen der Plastikhülle nicht die Gefahr,
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ofi Inspected
daß Barrieren, entstehen, welche die Haftung des Zemente an den Wandungen des Loche beeinträchtigen.
Gemäß einer Durchführungsform der Erfindung wird in das oben beschriebene Rohr das'Harz, im allgemeinen mit einer geringen Menge eines Beschleunigers versehen, zusammen mit den für die Polymerisation erforderlichen Produkten (Härtungskatalysator, im allgemeinen Benzoylperoxyd) und inertem Füllstoff (Dolomit, Talk), eingeführt. Die geeignete Vermischung dieser Produkte erfolgt bei der Einführung des einzukittenden Bolzens.
Gemäß einer zweiten Durchführungsform werden die oben genannten Komponenten nicht in konzentrischen Zonen, d.h. in Form eines axial liegenden Stabes aus Katalysator, dann einer ringförmigen Zone aus einem' Gemisch aus Harz, Beschleuniger und Füllstoff angeordnet, wobei diese Anordnung sich in einer schmiegsamen Plastikhülle befindet und so in dem starren Rohr aus brechbarem Material liegt, sondern/werden in dieses Rohr in Form getrennter Einzeldosen eingeführt, wobei jede sich in einer schmiegsamen Hülle befindet, und alternierend längs des Rohres angeordnet, wobei eine Dosis aus reinem Harz (ohne Beschleuniger) von einer Portion des Gemische aus Katalysator und Füllstoff, dann wieder von einer Portion des "reinen" Harzes usw. gefolgt wird.
In diesem Fall ergeben sich drei grundlegende Unterschiede, nämlich:
Das Harz wird rein verwendet (wobei gegebenenfalls Beschleuniger vorhanden sein kann) und nicht vorgängig mit Füllstoff versetzt, welcher seinerseits mit Katalysator vermischt wird.
Die Komponenten sind voneinander getrennt, indem sie sich in gesonderten, schmiegsamen und verschlossenen Hüllen befinden. ' .
Die verschiedenen Komponenten werden hintereinander und nicht
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konzentrisch angeordnet.
Die auf diese Weise erzielten Torteile sind beträchtlich: Die Anordnung der Komponenten hintereinander erlaubt es, deren Mischung durch einfaches axiales Einrammen des Bolzens, ohne Rotation dessTeben, sicherzustellen. Bei den bisher bekannten Einrichtungen war es nötig, beim Einrammen des Bolzens letzteren zu drehen, anderenfalls keine befriedigende Mischung erreicht wurde. Es war zudem nicht möglich, den Bolzen oder den einzukittenden Schaft entlang der Achse einzu-* führen, da auf diese Weise der axial angeordnete Stab aus Katalysator weggestoßen worden wäre.
Sind die Komponenten jedoch alternierend in Längsrichtung angeordnet, so hat das einfache Einrammen des Bolzens, das axial erfolgen kann, bereits eine gute Durchmischung zur Folge.
Das erfindungsgemäße Mittel ist ferner besser.lagerbar und zeigt verbesserte Yerkittungseigenschaften. Dieser doppelte Vorteil resultiert aus der Tatsache, daß das Harz "rein" vorliegt, d.h. ohne inerten Füllstoff, von welchem es in den bisherigen Systemen begleitet ist. Ein derartiger inerter Füllstoff ist im allgemeinen nicht ganz frei von Verunreinigungen, so daß beim Zumischen zum Harz unausweichlich chemische Veränderungen Inbegriffen sind. Die Trennung von Harz und Füllstoff gemäß vorliegender Erfindung verbessert die Lagerbarkeit, und damit wird die industrielle Herstellung großer Mengen ermöglicht und die Herstellung der Zementiermassen auf der Baustelle vermieden. Die Verkittung wird verbessert durch die erhöhte Qualität des Harzes.
Die alternierend angeordneten einzelnen Portionen können beliebig dimensioniert sein, wobei das Endgemisch umso besser wird, je kürzer längs des Rohres und je zahlreicher die Einzelportionen sind. Erfindungsgemäß kann man auch die Uusammen-
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setzung der Einzelportionen entlang eines Rohres verändern,, ' ; was bei den konzentrisch angeordneten Mitteln unmöglich war. Von dieser Möglichkeit wird insbesondere Gebrauch gemacht, wenn man sehr lange Schäfte einzementieren will, beispielsweise von 6 - 8 m, die am äußersten Ende unverzüglich festgehalten werden sollen, hingegen Über die übrige I Länge nur langsam befestigt werden sollen, um unerwünschte ] Spannungen zu vermeiden. Eine entsprechende Veränderung des Härtungsverhaltens wird erfindungsgemäß möglich, indem man den am Ende des Rohres befindlichen Portionen, welche bis auf den Grund des Loches gelangen, größere Katalysatormengen zumischt, während die restlichen Portionen Katalysatormengen enthalten, die nur eine langsame Verfestigung des Harzes hervorifufen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist somit auch ein Verkittungsmittel, in welchem die Verteilung des Beschleunigers derart ist, daß längs des Rohres verschiedene Härtungsgeschwindigkeiten auftreten.
Sie Erfindung wird nun anhand der beillegenden Zeichnungen •näher erläutert. In diesen zeigt
Pig. 1 perspektivisch ein erfindungsgemäßes durchbrochenes Rohr,
Pig. 2 einen Querschnitt durch das gleiche Rohr, welches eine Füllung ohne Kunststoffhülle enthält,
Pig. 3 die Gesamtanordnung am Ort der Verwendung.
In den Figuren 4 und 5 wird das Verhalten eines bekannten Mittels sowie eines erfindungsgemäßen Mittels bei der Ein- ' führung eines Bolzens schematisch dargestellt.
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße, zylindrische durchbrochene Rohr, welches durch Aufrollen eines Metz- odor Gitterwerks gebildet ist, dessen Stäbe 1 sehr dünn sind und die Maschen 2 , begrenzen. Die Maschen können beliebige form aufweisen und
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■. quadratisch, rhombisch, rund oder dergleichen sein« Eine ▼erformbare Krone 3 ißt zwischen die Maschen eingeführt," und ihre Spitzen können die Stellung 3' (siehe Fig. 2) einnehmen, um das im Loch 4 befindliche Rohr festzuhalten (Fig. 3)*
Wie aus figur 2 zu ersehen, befindet sich im Inneren des durchbrochenen Rohres das eigentliche Kitt element. Es besteht aus einer oder mehreren Kapseln 5t die das Kunstharz in einem dichten überzug befindlich enthalten, und dem Härter 6, der in der Kapsel liegt oder getrennt davon ist« Der dichte Überzug kann aus verschiedenen geeigneten Materialien gebildet sein, beispielsweise aus Kunststoffolie, gegebenenfalls vorbehandelt em Papier, Glas« Bakelit, Kunstoffschlauch, Zellulose und dergleichen. - _
Kitt 5 und Härter 6 können eich in verschiedenen Schutzhüllen befinden, die aus verschiedenen Materialien hergestellt sind. Anstelle des Kitts kann,man auch Zement, wärmehärtende Harze oder Leime verwenden, und die erfindungsgemäSen Mittel sind nicht auf eine bestimmte Art von Kittoder Zementmassen beschränkt.
Der mechanische Schutz des Mittels wird durch das äußere netzartige Rohr hervorgerufen, während der sonstige Schutz vondem Umhüllungsmaterial geleistet wird.
Bricht das Rohr an irgend einer Stelle, so bleibt der Kitt, auch wenn er flüssig ist, in der im Rohr liegenden Hülle und fließt nicht mehr aus.
Die Kapseln können im Rohr festgehalten werden mit Hilfe von einem sternförmigen Deckel 3, der auch die Befestigung der Einrichtung "bei der Verwendung erlaubt.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Mittel wird anhand der
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Figuren 3, 4 und 5 erläutert. Will man eine Einzementierung vornehmen, so führt man die erfindungsgemäße Kartusche in den unteren Teil eines Lochs 4 ein," welches in den zu befestigenden Felsen oder den sonstigen Grund, in welchem der Bolzen. (7) befestigt werden soll, eingeführt wurde. Das Loch muß selbstverständlich einen größeren Durchmesser aufweisen als die Kartusche, und der sternförmige Deckel 3 erlaubt die Befestigung, falls sich die Bohrung beispielsweise nach oben erstreckt.
Sodann wird der Bolzen 7 eingeführt. Sein äußerstes Ende stößt gegen den Boden der Kapsel. Ist diese, wie im allgemeinen bevorzugt, aus biegsamem Material, so wird das Harz komprimiert und die Schutzhülle bildet Vorsprünge durch 3ede öffnung 2 des Rohres. Beim weiteren Vortreiben des Bolzens wird die Kapsel 5 zerrissen oder zerbrochen, und durch den Druck des Harzes platzen die hervorstehenden Stellen, die sich bei jeder Öffnung gebildet hatten, so daß die schmiegsame Hülle nicht streifenförmig zerreissen kann. Auf diese Weise wird eine Behinderung der Haftung Bolzen-Kitt-Bohrwand2üng vermieden.
Während des Durchtritts durch die Öffnungen des netzförmigen Rohres wird der Kitt mit seinem Härter vermischt, wobei zu einer gründlichen Durchmischung ein Drehen des Bolzens nicht erforderlich ist. Aus Figur 4 und 5 ist das verschiedene Verhalten eines perforierten Rohree gemäß Stand der Technik und eines brechbaren Rohres gemäß vorliegender Erfindung zu ersehen.
In den beiden Zeichnungen sieht man den Bolzen 7 in Endstellung, wobei dieser entlang der Achse des die Kittmasse enthaltenden Rohres eingerammt wurde.
Bei dem Rohr aus perforiertem Metall gemäß Stand der Technik
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(Pig. 4) wird das Harz durch die öffnungen 8 des Rohres 9* gedrängt und erfüllt den Raum zwischen dem Rohr und der Wandung der Bohrung. Die Füllung dieses Raumes ist zufällig, und die Homogenität in diesem Bereich ist nicht sichergestellt. St reif enförmige Stücke des Kapselmaterials werden ebenfalls durch die Öffnungen 8 gedrückt und können mit der Wandung der Bohrung in Berührung kommen und dort die Haftung des Kitts oder Zements verhindern.
Beim Einrammen des Bolzens 7 in das erfindungsgemäße Mitte}, wird nicht nur die Plastikkapsel 5 gesprengt, sondern auch; das aufbrechbare Rohr, wobei die dabei entstehenden kleinen Fragmente einen Füllstoff für den Kitt darstellen. Der BoIr zen wird dadurch von einer homogenen Masse umgeben, die seine Befestigung und Verankerung in dem Loch 4 sicherstellt.
Abweichungen von den oben beschriebenen Ausführungsformen sind im Rahmen vorliegender Erfindung selbstverständlich möglich. Das Rohr kann beispielsweise.ebenso lang sein wie das zum Einführen des Bolzens gebohrte loch.
Ferner muß die Kapsel nicht die selbe Lange aufweisen wie das aus Gitterwerk gebildete Rohr, und in diesem Rohr kann man mehrere Kapseln geeigneter Länge anordnen, die gegebenenfalls durch Leerstellen voneinander getrennt sind.
Die Kapseln können einfach oder mit mehreren Unterteilungen versehen sein und Kitt und Härter in einer einzigen Hülle^, gemischt oder nebeneinander liegend, enthalten, oder in verschiedenen Abteilungen einer Hülle.
Kitt und Härter können ferner in gesonderten Kapseln angeordnet sein, die größer oder kleiner sein können und alter·*· nierend oder gemischt längs des Rohres angeordnet sind.
Selbstverständlich ist alles* was vorstehend für eine Kitt-
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- ίο -
masse mit Härter erläutert wird, auch anwendbar auf einen Zement, einen Leim oder jedes andere geeignete Befestigungsmittel.
lN$PEcrED
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Claims (6)

  1. P A3? E NI AH SPRUCH E
    f 1 Λ Yorrichtung zum Anbringen eines Verankerungsmiti eis für Stützbolzen, bestehend aus einem rohrförmigen Element, welches durch Aufrollen eines Hetz- oder Gitterwerks aus einem brechbaren Material gebildet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daS das brechbare Material aus einem Kunstharz wie Polystyrol oder Polyvinylchlorid besteht.
  3. '% Mittel zum Terkitten von Stützbolzen, gekennzeichnet durch ein Harz und einen Härter, welche in einem Rohr angeordnet sind, das/einem Hetz- oder Gitterwerk aus einem ; brechbaren Material gebildet ißt.
  4. 4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sieh Harz und Härter in einer schmiegsamen Kunststoffkapsel innerhalb des Rohres befinden.
  5. 5. Mittel naph Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Rohr aus starrem und brechbarem Material ein mit Beschleuniger versetztes Polyesterharz, ein Härtungskatalysator und inerter Füllstoff befinden, wobei das mit Beschleuniger versetzte Harz einerseits und Gemisch aus Katalysator und Füllstoff andererseits in gesonderten schmiegsamen Hüllen vorliegen, die alternierend in dem Rohr angeordnet sind·,
  6. 6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Harz
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    und/oder die Mischung aus Katalysator und inertem Füllstoff in unterschiedlichen Dosen längs des Rohres alternierend angeordnet sind.
    Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Ende des Rohres eine oder mehrere Paare von Portionen aus Harz und dem G-emisch^atalysator und Füllstoff angeordnet sind, die bei der Verwendung beschleunigt härten, während im Rest des Rohres Paare mit verlangsamter Härtung vorliegen.
    Für
    Societe Anonyme D'explosifs
    Industriels-Celiite
    Rechtsanwalt
    009842/1067
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