DE2831272C3

DE2831272C3 - Verfahren zum Befestigen eines Fundamentankers in einem Fundament

Info

Publication number: DE2831272C3
Application number: DE19782831272
Authority: DE
Inventors: Katsuaki Kobe Okamoto; Isao Takarazuka Hyogo Sakamoto; Takeshi Kobe Sato; Hiroji Himeji Hyogo Tada
Original assignee: Nippon Jikkou Kk Kobe (japan)
Current assignee: Nippon Jikkou Kk Kobe (japan)
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1981-02-12
Also published as: DE2831272B2; DE2831272A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Fundamentankers in einem Fundament durch Ausbildung eines Lochs im Fundament mit einem Querschnitt größer als der des Fundamentankers und Einführung des Fundamentankers in das Loch, wobei der zwischen Fundamentanker und Loch verbleibende Raum mit einem Füllmaterial und einem aushärtenden Kunstharz aufgefüllt und das Kunstharz aushärten gelassen wird.

Im Falle des Befestigens eines Fundamentankers in einem Fundament ist es allgemein üblich, ein Loch im Fundament auszubilden, den Fundamentanker einzuführen und den verbleibenden Raum im Loch mit einem Füllmaterial wie Zement oder Mörtel aufzufüllen. Dabei ist es nachteilig, daß ein vergleichsweise tiefes Loch ausgebildet und eine lange Aushärtzeit des Füllmaterials zwecks Schaffung des erforderlichen Halts des Fundamentankers im Fudnament eingehalten werden muß. Auch ist es nachteilig, daß aufgrund der Konsistenz des Füllmaterials der ins Loch eingeführte Fundamentanker nach einem Auffüllen des Lochs mit Füllmaterial praktisch nicht mehr bewegt und demnach in seiner Position auch nicht mehr korrigiert werden kann.

Eine Befestigung eines Fundamentankers der eingangs genannten Art ist auch aus der DE-PS 12 05 038 bekannt, wobei als Füllmaterial körniger Quarzsand verwendet wird, der in Verbindung mit einem Kunstharz aushärten gelassen wird. Quarzsand weist aufgrund seiner Kristallstruktur wie Kies oder zerquetschte Steine eine vergleichsweise rauhe Oberfläche auf, die einen erhöhten Reibungswiderstand zwischen den Sandteilchen schafft, so daß ein in ein Fundamentloch eingesetzter Fundamentanker nachträglich nicht mehr in seiner Position korrigiert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Befestigen eines Fundamentankers der eingangs genannten Art, bei dem ohne Beeinträchtigung der Festigkeitseigenschaften die Lage des Fundamentankers auch noch nach dem Auffüllen des Fundamentlochs mit Füllmaterial auf einfache Weise korrigiert werden kann.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß als Füllmaterial ball- oder

ίο kugelförmige Körper mit im wesentlichen gleichem Außendurchmesser eingefüllt werden. Derartig gestaltete Füllkörper berühren sich im wesentlichen punktförmig und können selbst nach einem Einfüllen durch Bewegen des Fundamentankers in ihrer Relativlage noch verändert werden. Durch die Erfindung wird somit ,!er Reibungswiderstand der Füllkörper in einem Maße verringert, daß aufgabengemäß die Lage eines Fundamentankers noch nachträglich korrigiert werden kann. Hierbei ist der Reibungswiderstand jedoch noch groß genug, daß der Fundamentanker nach einem Auffüllen des Lochs mit runden Füllkörpern selbsttragend ist, d. h. der Fundamentanker vor dem Aushärtprozeß jede eingestellte Korrekturposition beibehält Durch die Kugelkonfiguration der Füllkörper ist ferner sichergestellt, daß zu jeder im wesentlichen punktförmigen Verbindungsstelle der Füllkörper aushärtbares Kunstharz gelangen kann und bei einem Einfüllen des Kunstharzes keine Laftblasen im Loch zurückbleiben, wodurch eine besonders feste Verbindung zwischen

jo Fundamentanker und Fundament geschaffen wird. Von Vorteil ist ferner die vergleichsweise kurze Aushärtzeit des Kunstharzes.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 einen schematischen Schnitt eines in einem Steinfundament erfindungsgemäß befestigten Fundamentankers,

Fig.2 einen schematischen Schnitt eines in einem Betonfundament erfindungsgemäß befestigten Fundamentankers, und

F i g. 3A und 3B Schnitte ähnlich den F i g. 1 und 2 mit zwei in einer Betonfundament befestigten verschiedenen Fundamentanker für einen Vergleichsversuch.

Beispiel 1

so Entsprechend der Fig.-l wurde in ein Steinfundament 2 mit Hilfe einer Bohrmaschine ein zylindrisches Loch 1 mit einem Innendurchmesser von 42 mm und einer Tiefe von 250 mm ausgebildet.
Nachdem das Innere des Lochs 1 mit einem Staubsauger gesäubert wurde, wurde ein Fundamentanker in Form eines Gewindebolzens 3 mit einem Außendurchmesser von 16 mm und einer Länge von 330 mm in das Loch 1 eingeführt. Kugeln 4 aus Aluminiumoxidkeramik mit einem Durchmesser von 5 mm, die zum Gebrauch in einem Kugelmühlentiegel käuflich erwerblich waren, wurden in das Loch 1 bis etwa '/3 der Tiefe des Loches 1 eingefüllt, um zu erreichen, daß der Gewindebolzen 3 selbsttragend wurde. Auf diese Weise konnte leicht eine Korrektur

h5 der Position des Gewindebolzens 3 bewirkt werden. Nach dem Korrigieren der Position des Gewindebolzens 3, wurde eine Verbindung aus einem Epoxydharz aus einem Bisphenol A (2,2-bis(4'-Hydroxyphenyl)Pro-

pan) Typ als Hauptkomponente und m-Xylylenediamin als Härter in das Loch 1 bis zu demselben Niveau der Keramikkugeln 4 eingegossen und dann wurden ähnliche Keramikkugeln 4 bis zu der Oberfläche des Steinfundaments 2 in dem Loch 1 hinzugefügt und, wie dies dargestellt ist, dieselbe Verbindung bis zu demselben Niveau eingegossen. Obwohl ein Teil der Keramikkugeln 4 in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellt sind, soll festgestellt werden, daß der Raum des Loches 1 vollständig aufgefüllt ist. Nachdem eine letzte Korrektur der Position des Gewindebolzens 3 ausgeführt wurde, wurde die Anordnung so wie sie war etwa 72 Stunden bei Zimmertemperatur zur Aushärtung der Harzverbindung belassen.

Ein Test der Zugkraft wurde dadurch ausgeführt, daß der Gewindebolzen 3 erfaßt und herausgezogen wurde. Es ergab sich, daß der Gewindebolzen 3 bei 7,500 Kilogramm brach.

Derselbe Test wurde unter der Verwendung von herkömmlichem Mörtel als Füllmaterial ausgeführt Der Gewindebolzen 3 wurde leicht herausgezogen, ohne daß der Gewindebolzen 3 und der gehärtet;: Mörtel brachen. Um dasselbe Ergebnis wie beim vorhergehenden Beispiel zu erzielen, war es nicht nur erforderlich, das Loch 1 mehr als dreimal so tief zu machen um den Reibungswiderstand zu erhalten.

Es mußte auch der Durchmesser des Lochs 1 vergrößert werden um das Eingießen des Mörtels, der eine wesentlich geringere Viskosität hat, zu erleichtern.

Beispiel 2

Gemäß der F i g. 2 wurde zuvor ein rechteckiges Loch 11 in einem Betonfundament 12 hergestellt Das Loch 11 hatte eine Tiefe von 350 mm und einen Querschnitt von 100 χ 100 mm. Ein Fundamentanker 13 mit einem Außendurchmesser von 25 mm und einer Länge von 450 mm wurde in dem Loch 11 befestigt mit Füllmaterialien, die aus 10 mm-Glaskugeln 14 und einer

Tabelle

der im Beispiel 1 verwendeten Kunstharzverbindung ähnlichen Kunstharzverbindung bestanden. Das Befestigungsverfahren war im wesentlichen dem des Beispiels 1 ähnlich. Nachdem die Kunstharzverbindung etwa Ti Stunden ausgehärtet war, wurde eine nicht dargestellte Motorgrundplatte durch solche Fundamentanker 13 auf dem Betonfundament 12 befestigt und der Motor wurde unmittelbar danach in Rotation versetzt Von da an hat es seit 3 Monten keine Störungen gegeben.

Beispiel 3

Gemäß Fig.3(A) wurde ein zylindrisches Loch 21 in einem Betonfundament 22 gebildet Während der Durchmesser des Loches 21 konstant bei 42 mm gehalten wurde, wurde die Tiefe dreimal verändert, nämlich zu 200,300 und 400 mm. Ein Stahlbolzen 23Λ als Fundamentanker mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Zugkraft von etwa 45 Kilogramm pro Quadratmillimeter, der über der gesamten Länge mit einem Gewinde versehen war, wurde in dem Loch 21 befestigt, mit Füllmaterial, das aus e/nm-Aluminiumoxidkeramikkugeln 24 und einer EpoxydKunstharzverbindung bestand, wie sie in den obigen Beispielen verwendet wurde. Der Befestigungsprozeß wurde in derselben Weise wie in dem Beispiel 1 ausgeführt

Eine andere Gruppe von Mustern wurde ähnlich wie die obigen hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Stahlbolzen 23B oberhalb eines unteren Teiles, der in

so das Loch 21 eingebettet werden sollte, wie dies in der F i g. 3(B) dargestellt ist, mit einem Gewinde versehen war.

Es wurden sechs Muster vorbereitet, wobei für jedes spezielle Bedingungen und die Zugkraft nach 72 Stunden für die Muster 1,2 und 3 und nach 168 Stunden für die Muster 4, 5 und 6 gemessen wurden. Das Meßergebnis ist in der folgenden Tabelle zusammengestellt In der Tabelle entsprechen die Symbole A und B den Bolzen 23Λ und 235 der F i g. 3.

Muster

Tiefe 200 mm	B	300 mm	B	(b) (b) (b)	400 mm	B
A	7,100 (a) 6,900 (a) 7,000 (a)	A	12,800 12,100 12,500	(b) (b) (b)	A	17,500 (C) 17,800 (C) 16,900 (C)
11,800 (a) 11,500 (a) 11400(a)	7,200 (a) 7,000 (a) 6,900 (a)	13,400 (a) 13,800 (b) 13,500 (b)	13,000 12,500 12,500	16,000 (c) 15,700 (C) 15,500 (C)	19,800 (C) 19,500 (C) 20,300 (C)
12,000 (b) 11,800 (b) 11,500 (a)	13,500 (b) 14,000 (c) 14,000 (b)		15,800 (c) 16,000 (C) 15,000 (C)

Die Zahlenwerte in der Tabelle stellen Bruchlasten in Kilogramm dar und die Symbole (a), (b) und (c) stellen die Bruchbedingungen oder Zustände dar, wobei (a) dem Abbröckeln zwischen dem Fundament und dem Füllmaterial entspricht, (b) entspricht dem Bruch des Betons und (c) entspricht dem Brechen des Bolzens.

Die oben angegebenen Ergebnisse zeigen eine sehr geringe Streuung der gemessenen Werte der drei Muster. Daraus ergibt sich die Zuverlässigkeit des Verfahrens. Es zeigt sich auch, daß eine hinreichende Kraft bei einer Tiefe von mehr als 400 mm und bei einer Aushärtezeit von mehr ah ^Ί2 Stunden in diesem Beispiel erreicht werden kann. Es wurde bestätigt, daß eine Tiefe von mehr als 1000 mm und eine Aushärtezeit von mehr als einer Woche erforderlich sind um dasselbe Ergebnis zu erhalten, wenn herkömmlicher Mörtel als Füllmaterial verwendet wird, und daß dann die Streuung der gemessenen Werte sehr viel größer und die Zuverlässigkeit geringer ist.
Kies, Sand und zerquetschte Steine wurden als Ersatz für die Keramikkugeln in der Kunstharzverbindung geprüft. Die Ergebnisse zeigten jedoch eine größere Minderwertigkeit im Vergleich zu den Keramikkugeln sowohl im Hinblick auf den schlechteren Wert und die

Streuung der gemessenen Zugkräfte. Außerdem wurde herausgefunden, daß der Gebrauch dieser Füllmaterialien es erschwerte den Fundamentanker zur Korrektur der Position zu bewegen. Außerdem wurde das Ausstoßen von Luftblasen gestört.

Glaskugeln und Stahlkugeln als Ersatz für die Keramikkugeln zeigten Ergebnisse, die ein wenig minderwertiger waren. Es wird angenommen, daß dies durch die Glätte der Kugeloberflächen bedingt wurde. Es wurde herausgefunden, daß unter den vielen Arten von Kugeln, die getestet wurden, Aluminiumoxidkeramikkugeln, die nicht verkratzt waren und käuflich zum Gebrauch in einer Kugelmühle erhältlich waren, am besten sind.

In den oben angegebenen Beispielen wurde Bisphenol A Epoxydharz mit einer Viskosität von etwa !85 Zentipoise bei 20⁰C zusammen mit einem Härter verwendet. Es sind jedoch auch andere schmelzbare Kunstharze, wie beispielsweise Polyester-Kunstharz, Phenol-Formaldehyd-Kunstharz, Melamin-Kunstharz, Polyvinylchlorid-Kunstharz und Polyvinyliden-Kunstharz verwendbar, die volumentrisch minimal schrumpfen.

Es wurde auch gefunden, daß die Zugkraft mit der Verminderung des Kugelumfangs, also mit der Zunahme der Packungsdichte der Keramikkugeln zunimmt.

Die Packungsdichte ist jedoch in der Praxis begrenzt, weil es schwierig wird, eine Viskose-Kunstharzverbindung in die kleinen Hohlräume zwischen den Keramikkugeln zu bringen. Wiederholte Versuche haben ■> gezeigt, daß der Spalt zwischen dem Fundamentanker und der Lochwand vorzugsweise mindestens l,5mal so groß sein soll wie der Kugeldurchmesser. Die verbesserte Kraft gemäß dem hier beschriebenen Verfahren rührt von den Reibungswiderständen zwirn sehen den Keramikkugeln her. Für maximale Kraft ist es deshalb wünschenswert, durch entsprechende Wahl des Kugeldurchmessers (in Abhängigkeit von den Durchmessern des Loches und des zu befestigenden Fundamentankers) möglichst weitgehend die hexagonal r> dichteste Kugelpackung auszubilden. Zur Vollständigkeit dieser Struktur ist es wünschenswert, daß die Keramikkugeln bezüglich des Durchmessers so gleichartig wie möglich sind und daß jede Keramikkugel vollkommen sphärisch ist. Die Druckfestigkeit der .'Ii Keramikkugei muß den auftretenden Belastungen genügen und sollte mindestens diejenige des Materials des Fundaments übersteigen.

Das beschriebene Verfahren kann auch auf andere Fundamente, wie beispielsweise aus Holz oder Stein, jj angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungpi

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Befestigen eines Fundamentankers in einem Fundament durch Ausbildung eines Lochs im Fundament mit einem Querschnitt größer als der des Fundamentankers und Einführen des Fundamentankers in das Loch, wobei der zwischen Fundamentanker und Loch verbleibende Raum mit einem körnigen Füllmaterial und einem aushärtenden Kunstharz aufgefüllt und das Kunstharz aushärten gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmaterial Keramikkugeln od. dgl. (4; 14; 24) mit im wesentlichen gleichem Kugeldurchmesser eingefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen dem eingeführten Fundamentanker (3; 13; 23A; 23B) und der Lochwand mindestens l,5mal so groß wie der Durchmesser der Keramikkugeln (4; 14; 24) gewählt wird.

3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Wahl des Kugeldurchmessers wenigstens ein Teil der Keramikkugeln in dem Loch eine hexagonal dichteste Kugelpackung bilden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunstharz eine Verbindung aus Bisphenol-A-Expoxidkunstharz und einem Härter verwendet wird.