DE4228501A1 - Injektionssystem zum Einpressen von Injektageflüssigkeit in Baustoffstrukturen und technische Formteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Injektionssystem, das aus der Kombination einer Hochdruckdose (mit oder ohne Innenhülle) mit einem Injektionspacker und gegebenenfalls einem statisch wirkenden Mischeinsatz besteht. Dieses neuartige System ermöglicht auch dem Laien eine einfache, bequeme und sichere Verarbeitung von Injektagematerialien. Mit dem Gerät nach dem Anspruch dieser Erfindung können Einkomponentenwerkstoffe und in leicht abgewandelter Ausführung zweikomponentige Werkstoffe - z. B. Epoxydharze oder ähnliche, reaktive, Harzsysteme - verarbeitet werden.

Das System macht die Technik der Abdichtungsinjektion unter Druck an Bauwerken ohne den Einsatz von Pumpen oder anderen, Druck erzeugenden Geräten möglich und spart dadurch erhebliche Kosten ein. Mit Injektionssystemen nach dem Anspruch dieser Erfindung wird die problemlose Druckinjektion auch dem Heimwerker möglich gemacht und dadurch ein nicht unerheblicher Markt erschlossen.

Auf den folgenden Seiten wird das System nach dem Anspruch dieser Erfindung und seine Anwendungsmöglichkeiten beschrieben.

Es ist bekannt, aufsteigende Feuchtigkeit im Mauerwerk durch Einbau sogenannter Horizontalsperren zu verhindern. Dabei wird durch in einem bestimmten Raster angelegte Bohrungen ein flüssiger Wirkstoff in den Baukörper eingebracht, der durch Inaktivierung der Kapillaren den Wassertransport verhindert. Dieses Ein­ bringen bezeichnet der Fachmann als Injektion.

Nach dem Stand der Technik wird dabei so verfahren, daß in die Bohrungen sogenannte Packer eingesetzt werden. Packer sind Hohldübel aus Metall oder Kunst­ stoff. Diese Packer werden über Schlauchleitungen mit geeigneten Pumpen oder Druckkesseln verbunden, die das Injektionsmaterial fördern. Diese Art der Injek­ tion erfordert naturgemäß einen nicht unerheblichen technischen Aufwand und ist vom Nichtfachmann, der nicht über die notwendige technische Ausrüstung verfügen, nicht durchführbar. Die Ausführung solcher Injektionen erfolgt deshalb in der Regel durch entsprechend ausgerüstete Fachfirmen.

Es sind zwar auch Verfahren bekannt, bei denen das Injektionsmaterial drucklos, z. B. aus in das Bohrloch eingebrachte Vorratsbehälter, in die Wand eingebracht werden kann. Es ist aber leicht einzusehen, daß eine solche - drucklose - Injektion zwangsläufig wesentlich weniger effizient ist. Feinste Kapillaren im Baustoff, die das Wasser bevorzugt transportieren, werden ohne Druckanwendung nämlich nicht ausreichend verfüllt. Um wenigstens eine einigermaßen ausreichende Füllung der Kapillaren mit dem Injektionsmaterial zu erreichen, muß bei dieser drucklosen Methode auch mit einer wesentlich größeren Anzahl von Bohrungen gearbeitet werden.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, für diese Anwendung ein auch vom Nicht­ fachmann leicht handhabbares System bereitzustellen, daß ohne den Einsatz von Druck erzeugenden Geräten Injektionen in Baustoffe zur Erzeugung von Horizontal sperren möglich macht. Dabei sollte das System so beschaffen sein, daß es nicht an die Verwendung eines bestimmten Injektagemediums gebunden ist. Vielmehr sollten alle derzeit bekannten Injektionsmaterialien verarbeitbar sein.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst.

Es ist weiter eine bekannte Technik, undichte Fugen, Risse und Spalten in Bau­ konstruktionen gegen eindringendes Wasser durch Injektionen mit sogenannten Wasserstopsystemen abzudichten. Dazu werden die Schadstellen angebohrt und über Injektionspacker und Schläuche unter Druck, der durch Pumpen erzeugt wird, in die Schadstellen ein schnell aushärtendes, reaktives Kunstharz (z. B. ein entsprechend modifiziertes Polyurethan/Isocyanat-Präpolymer) eingepreßt.

Auch solche Injektionen erfordern einen nicht unerheblichen technischen Aufwand und sind von Laien, die nicht über die notwendige technische Ausrüstung verfügen, nicht durchführbar. Die Ausführung solcher Injektionen erfolgt deshalb in der Regel durch entsprechend ausgerüstete Fachfirmen.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, auch für diese Anwendung ein ebenfalls vom Nichtfachmann leicht handhabbares System bereitzusteilen, daß ohne den Einsatz von teuren, den Druck erzeugenden Maschinen, Injektionen in Baustoffe zur Abdichtung von eindringendem Wasser unter Druck möglich macht. Dabei sollte das System so beschaffen sein, daß es nicht an die Verwendung eines bestimmten Injektagemediums gebunden ist. Vielmehr sollte eine Vielzahl der der­ zeit bekannten Wasserstopsysteme verarbeitbar sein.

Auch diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst.

Eine weitere bekannte Injektionstechnik dichtet Risse in Betonstrukturen durch einpressen niedrigviskoser Harze - z. B. mit bestimmten Epoxydharzen - ab. Dadurch soll das eindringen von Wasser und Luftschadstoffen in den Beton unter­ bunden und eine damit einhergehende Schädigung des Bewehrungsstahles verhindert werden. Dazu werden die Schadstellen entweder angebohrt und die bereits erwähnten Injektionspacker in die Bohrungen eingebracht oder auf die Risse sogenannte Klebepacker aus Metall oder Kunststoff aufgeklebt. Die Injektion erfolgt dann nach bereits bekannter Technik entweder über Druck erzeugende Pumpen oder Druck­ kessel über Schläuche. Eine Variante bedient sich in Kombination mit Klebe­ packern auch einem System, das aus durch Druck aufblähbaren schlauchförmigen Körper besteht, die durch eine Druck erzeugende Pumpe befüllt werden und dann durch den Blähdruck des Schlauches das Injektionsmaterial an die Schadsteile abgeben.

Auch diese Injektionen erfordern einen nicht unerheblichen technischen Aufwand und sind von Laien oder Firmen, die nicht über die notwendige technische Ausrüstung verfügen, nicht durchführbar. Die Ausführung solcher Injektionen erfolgt deshalb in der Regel durch entsprechend ausgerüstete Fachfirmen.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, auch für diese Anwendung ein auch vom Nichtfachmann leicht handhabbares System bereitzustellen, daß ohne den Einsatz teurer, Druck erzeugenden Geräten, Injektionen in Baustoffe zur Abdichtung gegen eindringendem Wasser und Luftschadstoffe unter Druck möglich macht. Dabei sollte das System so beschaffen sein, daß es nicht an die Verwendung eines bestimmten Injektagemediums gebunden ist. Vielmehr sollte eine Vielzahl der derzeit bekannten Harzsysteme verarbeitbar sein.

Auch diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst.

Das System nach dem Anspruch dieser Erfindung besteht aus einer druckfesten Flasche, vorzugsweise aus Metall, wie sie ähnlich auch für Aerosoldosen verwen­ det wird, einem mit der Flasche druckfest verbundenen Ventilkörper, der auf der Außenseite über ein Gewinde verfügt, gegebenenfalls aus einem Zwischenstück mit einem Absperrventil, und einem auf das Zwischenstück oder direkt auf das Flaschenventil aufschraubbaren Injektionspacker.

Das Injektionsgut wird entweder direkt in den Flaschenkörper eingefüllt oder, (bevorzugt) für den Fall daß Injektionsmittel verwendet werden, die den Flaschenkörper angreifen können oder nicht mit dem verwendeten Treibmedium verträglich sind, in einen Innbeutel aus einem geeigneten Kunststoff - z. B. Polyethylen, PVC o.ä - gefüllt und aus diesem durch das in den Zwischenraum zwischen Flaschenkörper und Innenhülle eingebrachte Druckmedium ausgepreßt.

Werden Reaktionsharze als Injektionsmedium verwendet, die aus zwei Komponenten bestehen und vor der Verarbeitung vermischt werden müssen, so werden Innenhüllen mit zwei Kammern verwendet und ein Ventilkörper mit zwei Bohrungen. Bei dieser Variante der Erfindung ist die Bohrung im Injektionspacker so ausgelegt, daß dort ein Mischwendel eingesetzt werden kann, der die durchströmenden Einzelkomponenten homogen vermischt. Solche Mischwendel werden auch als Statikmischer bezeichnet und sind dem Fachmann bekannt.

Als Druckmedium wird im einfachsten Falle komprimierte Luft, vorzugsweise aber Stickstoff oder CO₂ verwendet. Natürlich kann aber auch jedes andere Gas oder Gasgemisch als Treibmedium verwendet werden, wobei Umweltneutrale Stoffe oder Stoffgemische bevorzugt werden.

Mit Geräten nach dem Anspruch dieser Erfindung ist es auch dem Nichtfachmann möglich, Druckinjektionen zur Abdichtung und Isolierung fachtechnisch einwandfrei auszuführen.

Zusätzliche Anwendungen ergeben sich - z. B. in Verbindung mit entsprechenden Schalkörpern - für die Bereitstellung portioniert abgepackter Vergußmassen zum Ausgießen von Kabelmuffen und Kabelendverschlüssen und ähnlichen Anwendungen. Dadurch kann das zeitraubende anmischen und ausgießen von Hand entfallen und durch das einbringen unter Druck eine luftblasenfreie Verfüllung erreicht werden.

Die beschriebenen Systeme werden auf drei Seiten Zeichnungen - Fig. 1, 2 und 3 - beispielhaft dargestellt und ihre praktische Anwendungsmöglichkeit mit den folgenden zwei Beispielen erklärt und bewiesen.

Beispiele Beispiel 1

Es wurden 11 Druckflaschen mit einem Prüfdruck von 20 bar und einem Füllvolumen von 1000 ml, ausgerüstet mit einer PVC-Innenhülle nach Fig. 2 der Zeichnungen, mit einer Lösung von WACKER-Bautenschutzmittel BS 15, mit Wasser verdünnt nach Angabe des Herstellers zur Bohrlochinjektion für Horizontalsperren, befüllt Füllvolumen 750 ml. Der Raum zwischen Innenhülle und Flaschenmantel wurde mit komprimierter Luft befüllt, Fülldruck 16 bar.

Mit den Flaschen wurde ein ein Meter langer Probekörper aus Kalksandstein, ein Meter hoch in einem Becken aufgemauert mit handelsüblichem Zementmörtel, so zur Injektion vorbereitet, daß ca. 30 cm über der Unterkante eine Reihe von Löchern mit D=16 mm und einer Tiefe von 80% der Wanddicke gebohrt wurden. Abstand der Bohrungen 20 cm. Eine zweite Bohrlochreihe wurde 10 cm höher und um 50% versetzt in sonst gleicher Art angeordnet. Anzahl der Bohrungen: 11 Stück.

Jede dieser Bohrungen wurde mit einer der Flaschen bestückt und durch Öffnen des Ventils der Kalksandstein mit dem BS-15-Produkt injiziert. Die Injektion war nach ca. 60 Minuten beendet, d. h. alle Flaschen waren leer.

Alle Packer wurden entfernt, die Bohrlöcher nach 72 Stunden mit Zementmörtel ver­ schlossen und das Becken ca. 10 cm hoch mit Wasser befüllt. Der Probekörper wurde nur in der im Wasser stehenden Fußzone feucht, aufsteigende Kapillarfeuchte war durch die eingebrachte Druckinjektage mit dem Hydrophobierungsmittel auch nach insgesamt 100 Stunden Prüfdauer nicht festzustellen.

Ein gleicher Körper, der mit gleicher Bohrlochanordnung mit der gleichen Menge des gleichen Hydrophobierungsmittels mit einer handelsüblichen Vorratseinrichtung drucklos injiziert wurde war nur ungleichmäßig abgedichtet. Im Mittel hatte die Injektageflüssigkeit hier nur 60% des Steinvolumens erfaßt.

Ein dritter, nicht behandelter Probekörper war in der gleichen Zeit vollständig durchfeuchtet.

Beispiel 2

Fünf Kartuschen wie unter Beispiel 2 beschrieben wurden mit einem handelsüblichen Polyurethan-Wasserstopschaum befüllt. Produktbezeichnung MC-Injektostop. Das Material war durch einen Aminkatalysator für PUR-Systeme beschleunigt. Als Druckgas in der Kartusche wurde Stickstoff verwendet, Füllvolumen der Kartusche 600 ml PU-Harz, Fülldruck Stickstoff 16 bar.

Mit diesen Kartuschen wurde ein ca. 1000 mm langer, stark wasserführender Riß in der Betonwand einer im Grundwasser gebauten Tiefgarage dergestalt durch Injek­ tion abgedichtet, daß in dem Fachmann bekannter Technik der Riß seitlich versetzt schräg so angebohrt wurde, daß der Bohrkanal den Riß etwa in der Mitte der Wanddicke, d. h. in einer Tiefe von ca. 200 mm kreuzte. In die Bohrlöcher wurden die Packer nach Fig. 2d eingesetzt, die Kartusche mit dem Zwischenstück 2c aufgeschraubt und das Ventil in 2c geöffnet.

Nach ca. 30 Minuten war der Wasserfluß durch den Riß sichtbar abgedämmt und die sichtbaren Rißflanken an der Oberfläche begannen abzutrocknen. Teilweise über die gesamte Rißlänge verteilt, war an der Rißoberfläche das durch den Kontakt mit Wasser aufgeschäumte und inzwischen weitestgehend abgebundene "Injektostop" sichtbar ausgetreten.

Bei der Überprüfung war festzustellen, daß zwei der Kartuschen vollständig entleert waren. Die drei anderen Kartuschen enthielten noch ca. 30% Produktrest, die wegen der durch das Ventil in Teil 2c (Fig. 2) absperrbaren Flasche - unter Verwendung neuer Packer - weiter verwertbar blieben.

Beschreibung zu Fig. 1

1a Flaschen-(Kartuschen) Körper
1b Flaschenventil
1c Adapter mit eigenem Absperrventil 1C-1
1d Standardpacker mit passendem Gewindeanschluß zum Adapter
1e Spannmutter des Injektionspackers
1f Spannwulst (Gummiwulst) zur Bohrlochverankerung

Beschreibung zu Fig. 2

2a Flaschen-(Kartuschen) Körper
2b Flaschenventil
2c Adapter mit eigenem Absperrventil 2C-2
2d Standardpacker mit passendem Gewindeanschluß zum Adapter
2e Spannmutter des Injektionspackers
2f Spannwulst (Gummiwulst) zur Bohrlochverankerung
2g Innenhülle für Medium
2h Mögliche alternative Packerform, Prinzipskizze eines einfachen Schlagpackers

Beschreibung zu Fig. 3

3a Flaschen-(Kartuschen)Körper
3b Flaschenventil
3c Adapter mit eigenem Absperrventil 3C-1
3d Standardpacker mit passendem Gewindeanschluß zum Adapter, hier die Spannhülse
3e Spannmutter des Injektionspackers
3f Spannwulst (Gummiwulst) zur Bohrlochverankerung
3g Innenhülle für Medium mit 2 Kammern
3h Mögliche alternative Packerform, Prinzipskizze eines einfachen Schlagpackers
3i Prinzipskizze eines Klebepackers, Draufsicht
3j Prinzipskizze eines Klebepackers, Schnitt
3k Statischer Mischer (Mischeinsatz) für 2-K-Systeme

Claims (5)

1. Injektionssystem zum Verpressen von flüssigen Injektagematerialien unter Druck in Baustoffstrukturen oder Formteile (Schalkörper), dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer druckfesten Flasche besteht, die mit dem Injektagestoff und einem Druck­ medium befüllt ist, über ein Ventil verfügt, daß mit einem Gewinde versehen ist und mit einem Injektionspacker verbunden wird.

2. Injektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Flaschenventil und dem Injektionspacker ein Zwischenstück angeordnet werden kann, das mit einem Absperrventil versehen sein kann und mit dem eine Druckregulierung erfolgen kann.

3. Injektionssystem nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Injektions­ packer ein Mischwendel als statisch wirkende Mischeinrichtung enthalten sein kann.

4. Injektionssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche eine Innenhülle mit einer oder mehreren Kammern enthält und die Innenhülle mit dem Injektagemittel befüllt ist und diese Innenhülle nicht den gesamten Hohlraum der Flasche ausfüllt. Das Druckmedium (Treibmittel) befindet sich im Raum zwischen Flaschenwandung und Innenhülle.

5. Injektionssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Ver­ pressung von Medien geeignet ist, die aus einer oder mehreren Komponenten be­ stehen.