DE60124979T2

DE60124979T2 - Härtbare Zusammensetzung für Vorspannglied für vorgespannte Betonbauwerke und Vorspannglied

Info

Publication number: DE60124979T2
Application number: DE60124979T
Authority: DE
Inventors: Toshiro 1-3 Shimaya 1-chome Konohana-ku Hirohata; Yasuji 1-3 Shimaya 1-chome Konohana-ku Ohgaki; Takashi 1-1 Koyakita 1-chome Itami-shi Takagaki; Takashi 1-1 Koyakita 1-chome Itami-shi Yoshioka; Kouji 1-1 Koyakita 1-chome Itami-shi Kiyosu; Yoshihiko 1-1 Koyakita 1-chome Itami-shi Touda
Original assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Current assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: CA2349685C; DE60124979D1; JP2002060465A; CN1327019A; ES2277896T3; KR20020002208A; EP1162224A3; ID30421A; CN1174069C; JP3585819B2; CA2349685A1; US6623558B2; US20020011190A1; US20040044175A1; EP1162224B1; ATE347572T1; KR100463855B1; EP1162224A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine härtbare Zusammensetzung für Vorspannglieder für vorgespannten Beton, und sie betrifft insbesondere eine härtbare Zusammensetzung, die auf die Oberfläche eines Vorspannglieds aufgebracht wird, das in einem Nach-Spannsystem für vorgespannten Beton eingesetzt wird, um zu verhindern, dass das Vorspannglied korrodiert wird oder rostet, und um gute Abbindeeigenschaften zwischen dem Vorspannglied und Beton zu erhalten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied für vorgespannten Beton, in welches kein Mörtel in den Schaft im Nach-Spannsystem für den vorgespannten Beton gespritzt zu werden braucht, wobei dieses mit dem Beton nach dem Spannen des Vorspannglieds abgebunden und vor einer Korrosion vollständig geschützt wird.
Die Vorspann-Betontechnik ist eine Technik, bei der Stahl wie Pianodraht angewandt wird, um eine Kompressionskraft vorab an einer Stelle anzulegen, auf die eine Zugspannung ausgelöst wird, wobei das Ganze gespannt wird, wenn die Festigkeit des Betons ein bestimmtes Niveau erreicht. Die Vorspann-Betontechnik schließt sowohl ein Nach- als auch ein Vor-Spannsystem ein.
Im herkömmlichen Nach-Spannsystem wird ein aus Metall hergestellter Schaft in Beton eingebettet, bevor weiterer Beton eingebracht wird, ein Vorspannglied wie Vorspannstahl (Stahldraht für PC, (Vorspannbeton), Stahlstrang für PC, Stahlstab für PC oder dgl.) werden in diesen Schaft eingebracht und nach der Härtung des Betons gespannt. Zum Schluss werden Mörtel wie eine Zementmilch zwischen den Schaft und das Vorspannglied gespritzt, um zu verhindern, dass das Vorspannglied korrodiert wird, und um gute Abbindeeigenschaften zwischen dem Vorspannglied und dem Beton zu erhalten. Bei diesem System gestaltet sich allerdings die Einspritzarbeit des Mörtels wie der Zementmilch kompliziert und stellt die Hauptursache des Kostenanstiegs dar. Außerdem verursacht dieses System dahingehend Probleme, dass das Einspritzen nur unvollständig sein kann und dadurch das Vorspannglied rosten könnte.
Zum Beheben derartiger Mängel ist daher z.B. in JP 69 939/1993 ein Vorspannglied für vorgespannten Beton vorgeschlagen worden, auf dessen Oberfläche ein Harz aufgebracht worden ist, mit dem ein Härtungsmittel in einem Mischungsverhältnis gemäß der vorgeschriebenen Härtungszeit vermischt worden ist, um nicht zu härten, bevor das Vorspannglied gespannt ist, und um bei Normaltemperatur zu härten, nachdem das Vorspannglied gespannt ist, um die Härtung auszulösen. In Beispielen dieser Veröffentlichung sind härtbare Zusammensetzungen mit einem tertiären Amin als Härtungsmittel offenbart, das einen Härtungsbeschleuniger enthält, der zu einem Epoxyharz gegeben wird.
In JP 11 791/1996 wurde vorgeschlagen, dass eine härtbare Zusammensetzung aus einem Epoxyharz als Hauptkomponente und einem latenten Härtungsmittel, das eine chemische Härtung bei Normaltemperatur ergibt, wie Dicyandiamid, als Überzugsmaterial für Vorspannglieder für vorgespannten Beton vorgesehen ist.
Gemäß dem Verfahren, bei welchem diese härtbaren Zusammensetzungen verwendet werden, kann das Vorspannglied vollständig vor einer Korrosion bewahrt werden, ohne dass Mörtel verwendet zu werden braucht. Ganz besonders wird in diesem Verfahren das Epoxyharz (die härtbare Zusammensetzung), worin die Art und Menge des Härtungsmittels eingestellt worden ist, um zu härten, bevor das Vorspannglied gespannt ist, und um bei Normaltemperatur zu härten, nachdem das Vorspannglied gespannt ist, auf das Vorspannglied aufgebracht, und das Vorspannglied wird nach der Härtung des Betons und vor der Härtung des Epoxyharzes gespannt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Spannvorgang durchführbar, weil das Epoxyharz flüssig ist. Nach dem Spannen härtet das Epoxyharz stufenweise bei Normaltemperatur, um am Ende das Vorspannglied mit dem Beton zu binden und eine Korrosion vollständig zu verhindern. Nach Aufbringung des Epoxyharzes auf das Vorspannglied kann die überzogene Oberfläche mit einem Harzschaft nötigenfalls abgedeckt werden. In diesem Fall wird das Vorspannglied mit dem Beton über den Harzschaft gebunden.
Allerdings haben die herkömmlichen härtbaren Zusammensetzungen die folgenden Probleme ergeben. Beton erzeugt im Allgemeinen Hitze bei Härtung nach dessen Anwendung. Deshalb kann sich die Betonstruktur auf eine hohe Temperatur nahe 100°C in einigen Fällen gemäß der entsprechenden Größe und Form erhitzen. Die herkömmlichen härtbaren Zusammensetzungen sind bei Raumtemperatur über einen langen Zeitraum stabil, reagieren aber ziemlich schnell bei hoher Temperatur nahe 100°C. Es ist extrem schwierig, die Zu bereitungen einer härtbaren Zusammensetzung, die ein Epoxyharz enthält, so zu steuern, dass sie bei einer hohen Temperatur nahe 100°C nicht härtet und ihre Härtbarkeit bei Normaltemperatur beibehält.
Wird die auf das Vorspannglied aufgebrachte härtbare Zusammensetzung vorzeitig durch die bei Härtung des Betons erzeugte Hitze gehärtet, lässt sich das Vorspannglied nach der Härtung des Betons nicht mehr spannen. Werden andererseits die Mengen des Härtungsmittels und Härtungsbeschleunigers verringert, kann die vorzeitige Härtung der härtbaren Zusammensetzung bei hoher Temperatur verhindert werden. Allerdings wird die Härtungsdauer bei Normaltemperatur extrem verlängert. Demzufolge hat die Technik mit dem Nach-Spannsystem für vorgespannten Beton mit den herkömmlichen härtbaren Zusammensetzungen das Problem ergeben, dass die anwendbaren Plätze und Gegenstände eingeschränkt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine härtbare Zusammensetzung für Vorspannglieder für vorgespannten Beton bereitzustellen, mit welcher die Vorspannglieder vor einer Korrosion vollständig bewahrt werden, und zwar ohne Einspritzen von Mörtel in einen Schaft, wobei sie verwendet wird, sogar wenn sie auf eine hohe Temperatur durch die bei Härtung von Beton erzeugte Hitze erhitzt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung beruht darauf, ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied für vorgespannten Beton bereitzustellen, wobei es nicht erforderlich ist, Mörtel in den Schaft in einem Nach-Spannsystem für vorgespannten Beton zu spritzen, welches mit Beton nach Spannen des Vorspannglieds abbindet und vollkommen vor Korrosion geschützt ist.
Die hier auftretenden Erfinder haben umfängliche Untersuchungen bezüglich der Lösung der obigen Aufgaben durchgeführt. Als Ergebnis ist herausgefunden worden, dass eine härtbare Zusammensetzung, die mindestens ein Epoxyharz und ein Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ enthält, worin die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C und die Anzahl der Tage bis zur Härtung der härtbaren Zusammensetzung bei Normaltemperatur die jeweiligen spezifizierten Beziehungen erfüllen, für Vorspannglieder für vorgespannten Beton geeignet ist.
Werden die genannte härtbare Zusammensetzung auf die Oberfläche eines Vorspannglieds aufgebracht und dieses in einer Technik für vorgespannten Beton gemäß einem Nach-Spannsystem verwendet, härtet die härtbare Zusammensetzung nicht vorzeitig, sogar wenn sie auf eine hohe Temperatur durch die bei Härtung des Betons erzeugte Hitze erhitzt wird, weshalb das Spannver fahren des Vorspannglieds durchführbar bleibt. Außerdem geht die härtbare Zusammensetzung eine Härtungsreaktion bei Normaltemperatur danach ein, wodurch das Vorspannglied mit dem Beton direkt oder über einen Schaft gebunden werden kann. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Erkenntnisse erfolgreich abgeschlossen worden.
EP-A-1 048 682 stellt einen Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ dar. Dieses Dokument betrifft eine wärmehärtende Harzzusammensetzung für vorgespannten Beton.
JP-A-2000 034 457 betrifft eine Hochdruck-beständige und thixotrope Kleberzusammensetzung.
JP-A-11 349 912 betrifft einen 1-Komponenten-Klebstoff auf Basis eines elastischen Epoxyharzes für Bauwerke.
JP-A-2 045 518 betrifft eine flexible Epoxyharzzusammensetzung vom 1-Pack-Typ.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine härtbare Zusammensetzung für Vorspannglieder für vorgespannten Beton bereitgestellt, wobei die Zusammensetzung, bei Gebrauch, auf die Oberfläche des Vorspannglieds für den vorgespannten Beton aufgebracht wird und umfasst:
mindestens ein flüssiges Epoxyharz, ausgewählt aus Epoxyharzen vom Bisphenol A- und vom Bisphenol F-Typ,
ein Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ, das eine Ketiminverbindung ist oder diese umfasst, welche durch eine Wasserabspalt-Kondensationsreaktion einer Aminverbindung mit einer Carbonylverbindung erhältlich ist, und
ein Entwässerungsmittel, ausgewählt aus Calciumoxid, einem Wasserabsorbierenden Polymer, einem Molekularsieb oder aus einer Mischung aus 2 oder mehreren davon,
worin die Zusammensetzung das Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ in einem Mengenanteil von 1 bis 16,5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Epoxyharz umfasst, und
worin die eine Spannkraft ergebende Zeit L bei 90°C und die Anzahl M der Tage bis zur Härtung bei Normaltemperatur die folgenden Beziehungen erfüllen: L (h) > 20 (1) M (Tage) < 1095 (2)
Darin sind L die Zeit (h), die benötigt wird, bis die Viskosität der härtbaren Zusammensetzung gemäß Messung bei 25°C, nachdem die härtbare Zusammensetzung unter einer Umgebung von 90°C und 60 % relativer Feuchte stehen gelassen worden ist, 10.000 Poise erreicht hat, und M die Anzahl der Tage ist, die benötigt wird, bis die Typ D-Durometer-Härte der härtbaren Zusammensetzung gemäß Messung gemäß JIS K 7215, nachdem die härtbare Zusammensetzung bei 25°C stehen gelassen worden ist, den Wert 60 erreicht hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied für vorgespannten Beton bereitgestellt, welches umfasst:
ein Vorspannglied,
eine auf die Oberfläche des Vorspannglieds aufgebrachte härtbare Zusammensetzung und
einen Schaft, der die härtbare Zusammensetzung abdeckt,
die hierin beschrieben ist.
Die folgenden Zeichnungen sind als Beispiel angegeben:
1 stellt als Diagramm die Beziehung zwischen den Gewichtsteilen x (phr) eines in 100 Gew.-Teile Epoxyharz eingebrachten Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und der eine Spannkraft ergebenden Zeit L dar.
2 stellt als Diagramm die Beziehung zwischen den Gewichtsteilen x (phr) eines in 100 Gew.-Teile Epoxyharz eingebrachten Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und der Anzahl M von Tagen bis zur Härtung bei Normaltemperatur dar.
Eine Hauptkomponente der härtbaren Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Epoxyharz, ausgewählt aus Epoxyharzen vom Bisphenol A- und Bisphenol F-Typ. Beispiele davon schließen Bisphenol A- und Bisphenol F-Diglycidylether ein. Diese Epoxyharze können entweder einzeln oder in entsprechenden Kombinationen verwendet werden. Das Epoxyharz ist vorzugsweise ein flüssiges Epoxyharz mit einer bei 25°C gemessenen Viskosität von höchstens 1.000 Poise.
Unter diesen Epoxyharzen sind preiswerter Bisphenol A-Diglycidylether, d.h. ein Epoxyharz vom Bisphenol A-Typ der folgenden Formel:
und Bisphenol F-Diglycidylether mit niedriger Viskosität zur Erleichterung des Spannvorgangs, d.h. ein Epoxyharz vom Bisphenol F-Typ der folgenden Formel:
bevorzugt. In diesen Formeln stellt n den Polymerisationsgrad dar. Im Allgemeinen wird ein flüssiges Epoxyharz mit einem Polymerisationsgrad (n) von 0 oder ca. 0,1 bevorzugt verwendet. Diese Epoxyharze können entweder einzeln oder in entsprechenden Kombinationen eingesetzt werden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ bedeutet ein Härtungsmittel, das die Funktion aufweist, um mit der in der Luft vorliegenden Feuchtigkeit zur Bildung eines Härtungsmittels als Reaktionsprodukt zu reagieren, wodurch eine Härtungsreaktion des Epoxyharzes ausgelöst wird. Das Härtungsmittel ist oder umfasst eine Ketiminverbindung. Ketimin bedeutet eine Verbindung mit einer Struktur, worin der Sauerstoff der Carbonylgruppe im Keton durch eine Aminogruppe substituiert ist.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Ketiminverbindung ist eine Aminverbindung mit mindestens 1 primärer Aminogruppe, die mit einer Carbonylverbindung in ihrem Molekül blockiert ist. Die mit der Carbonylverbindung blockierte primäre Aminogruppe ist eine geschützte Aminogruppe, die ganz leicht in der Gegenwart von z.B. Wasser hydrolysiert wird, um in eine freie primäre Aminogruppe überführt zu werden, und in typischer Weise durch die folgende Formel dargestellt sein kann:
worin R¹ und R² jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe wie eine Alkyl-, Cyclohexyl- oder Arylgruppe darstellen.
Die Aminverbindung kann eine aliphatische, alicyclische und aromatische Aminverbindung sein. Spezifische Beispiele der Aminverbindung schließen aliphatische Polyamine wie Monoethylamin, Ethylendiamin, Propylendiamin, Alkoxypropylamin und Allylamin, aromatische Polyamine wie Diaminodiphenylmethan und Diaminodiphenylether, alicyclische Polyamine wie Diaminocyclohexan sowie Polyamide mit mindestens 1 primärer Aminogruppe an ihren molekularen Kettenenden ein.
Carbonylverbindungen zur Überführung der Aminverbindung in das Ketimin schließen Ketone und Aldehyde ein, und spezifische Beispiele davon schließen Ketone wie Aceton, Methylethylketon, Methylpropylketon, Methyl isobutylketon, Cyclohexan, Acetophenon und Benzophenon sowie Aldehyde wie Acetaldehyd und Benzaldehyd ein.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Ketiminverbindung wird durch eine Wasseraustritts-Kondensationsreaktion der Amin- mit der Carbonylverbindung erhalten. Diese Wasseraustritts-Kondensationsreaktion kann unter den gleichen Bedingungen wie in einer gewöhnlichen Wasseraustritts-Kondensationsreaktion eines Amins mit einem Aldehyd oder Keton durchgeführt werden. Spezifischer wird die Wasseraustritts-Kondensationsreaktion z.B. durch Vermischen der Aminverbindung mit dem Keton oder Aldehyd in einer Menge von nicht weniger als dem theoretischen Reaktionsgewicht der Aminverbindung und durch Umsetzung der Reaktionsteilnehmer miteinander unter Entfernen des durch die Reaktion gebildeten Wassers durchgeführt.
Die härtbare Zusammensetzung gemäß der Erfindung erfüllt die beiden Bedingungen (1) und (2), betreffend die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C sowie die Anzahl M der Tage bis zur Härtung bei Normaltemperatur. Diese Eigenschaften können im Wesentlichen durch Steuerung des Mengenanteils des enthaltenen Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ erzielt werden. Die oben beschriebenen Eigenschaften lassen sich auch durch Einbringung eines latenten Härtungsmittels, eines Härtungsbeschleunigers oder dgl. als Härtungshilfsmittel zusätzlich zum Härtungsmittel vom Feuchtigkeitshärtenden Typ in die härtbare Zusammensetzung erzielen, Das in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz gelangende latente Härtungsmittel unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Allerdings schließen entsprechende Beispiele Dicyandiamide wie Dicyandiamid und Derivate davon, Dihydrazide wie Adipinsäuredihydrazid, Amin-Addukte, Diaminomalonitrile wie Diaminomalonitril und Derivate davon sowie Mikrokapseln ein, erhalten durch Einhüllen eines Härtungsmittels (z.B. eines aliphatischen, alicyclischen oder aromatischen Amin) in einen Film.
Der in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz gelangende Härtungsbeschleuniger unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Allerdings schließen entsprechende Beispiele tertiäre Aminverbindungen wie 2,4,6-Tris(diaminomethyl)phenol (abgekürzt als "DMP-30") und Benzyldimethylamin (abgekürzt als "BDMA"), Imidazolverbindungen und BF₃-Komplexe ein.
In die härtbare Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Verdünnungsmittel, ein Füllstoff, ein Verdickungsmittel usw. zusätzlich zu den obigen Komponenten nach Bedarf eingebracht werden. Das Verdünnungsmittel wird zur Einstellung der Viskosität der härtbaren Zusammensetzung zugegeben. Bei Erniedrigung der Viskosität der härtbaren Zusam mensetzung durch die Zugabe des Verdünnungsmittels lässt sich der Spannvorgang leichter durchführen. Als Verdünnungsmittel kann z.B. ein reaktives Verdünnungsmittel wie n-Butylglycidylether, Benzylalkohol, Phthalsäureester oder dgl. verwendet werden. Der Füllstoff wird zur Reduzierung der Kosten und zur Steuerung der thixotropen Eigenschaft zugegeben, und entsprechende Beispiele schließen Calciumcarbonat, Talkum und Silika ein. Das Verdickungsmittel wird zur Erhöhung der Viskosität der härtbaren Zusammensetzung oder zur Verhinderung einer Ausfällung oder Aggregation von Pulver, wie dem Dicyandiamid, zugegeben, und entsprechende Beispiele schließen feinteiliges Silika wie im Handel erhältliches Aerosil ein. Die Additivkomponenten wie das Verdünnungsmittel, der Füllstoff und das Verdickungsmittel können in den jeweils abgestimmten Mengen gemäß den jeweiligen Zwecken verwendet werden. Beispielsweise wird das Verdickungsmittel wie feinteiliges Silika in einem Mengenanteil von vorzugsweise 0,1 bis 15, bevorzugter von 0,5 bis 10 und ganz besonders bevorzugt von 1 bis 5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Epoxyharz verwendet.
Wird kein Schaft verwendet oder ist die Menge an bei Härtung des Betons erzeugter Wärme groß, sogar wenn ein Schaft verwendet wird, kann Wasser, das in ungehärtetem Beton enthalten ist, direkt oder durch den Schaft in die härtbare Zusammensetzung in einigen Fällen eindringen. Bei Anwendung bei regnerischer Jahreszeit oder in einer regnerischen Zone kann die härtbare Zusammensetzung eine große Menge Feuchtigkeit absorbieren. In einem solchen Fall wird die Härtungsreaktion durch eingedrungenes Wasser beschleunigt, und es kann dann sein, dass die angestrebten Härtungseigenschaften nicht erzielbar sind. Als entsprechende Gegenmaßnahme wird ein Entwässerungsmittel vorab zugefügt, um das überschüssige Wasser im Entwässerungsmittel zu absorbieren, um dadurch eine beschleunigte Härtungsreaktion zu verhindern.
Das Entwässerungsmittel wird aus Calciumoxid, einem Wasserabsorbierenden Polymer, einem Molekularsieb oder aus einer Mischung von zwei oder mehr davon ausgewählt. Unter diesen ist Calciumoxid im Hinblick auf die Kosten und das Wasserabsorptionsvermögen besonders bevorzugt. Der Mengenanteil des enthaltenen Entwässerungsmittels unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Bei Einbringung des Entwässerungsmittels beträgt der Mengenanteil vorzugsweise 0,1 bis 200 und bevorzugter 0,3 bis 100 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Epoxyharz. In vielen Fällen lassen sich gute Ergebnisse erzielen, wenn der entsprechende Mengenanteil höchstens 50 Gew.-Teile ausmacht. Ist der eingebrachte Mengenanteil des Entwässerungsmittels zu niedrig, kann der Entwässerungseffekt in einigen Fällen nicht genügend gut erzielt werden. Ist der Mengenanteil zu hoch, wird die Viskosität der sich ergebenden härtbaren Zusammensetzung zu hoch, wobei es dann sein kann, dass der Spannvorgang nur schwer durchführbar ist.
In Konstruktionen unter Verwendung des Schafts lässt sich das oben beschriebene Problem auch dadurch lindern, dass man ein Harz mit niedriger Wasserpermeabilität als Material zur Bildung des Schafts verwendet. Das Harz mit niedriger Wasserpermeabilität unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und entsprechende Beispiele schließen Vinylchloridharze, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere und Polyamidharze ein.
Im Gegensatz zum vorstehend Gesagten, wird, bei etwaiger fehlender Feuchtigkeit bei Verwendung der härtbaren Zusammensetzung in einer Trockenzone, ein Hydrat vor der Erhitzung der härtbaren Zusammensetzung auf 80 bis 150°C vor der Anwendung zugefügt, wodurch Wasser aus dem Hydrat freigesetzt wird, um einen Fehlschlag der Härtung zu verhindern. Beispiele solcher Hydrate schließen Aluminiumsulfat-Hydrate und Calciumsulfat-Hydrate ein. Diese Hydrate werden in einem entsprechenden Mengenanteil verwendet, der zum gewünschten Feuchtigkeitsnachschub benötigt wird.
Bei Verwendung einer Ketiminverbindung als Härtungsmittel vom Feuchtigkeit s härtenden Typ kann die Härtungsgeschwindigkeit der härtbaren Zusammensetzung durch Zugabe von Alkohol, Phenol oder einer Mischung davon beschleunigt werden. Der Effekt zur Verbesserung der Härtungsgeschwindigkeit durch den Alkohol und/oder das Phenol ist bei Normaltemperatur größer als bei einer hohen Temperatur. Werden härtbare Zusammensetzungen so zubereitet, dass die eine Spannkraft ergebende Zeit untereinander gleich ist, ist daher die zur Härtung benötigte Anzahl von Tagen in der härtbaren Zusammensetzung mit dem Alkohol und/oder Phenol kürzer gegenüber einer härtbaren Zusammensetzung ohne diese Verbindungen.
Der Alkohol und/oder das Phenol unterliegen keiner besonderen Einschränkung, und entsprechende Beispiele schließen Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol und Cyclohexanol sowie Phenole wie Benzylalkohol, Phenol, Cresol und Resorcinol ein. Unter diesen ist Benzylalkohol insofern besonders bevorzugt, als er sich nicht bei niedriger Temperatur verfestigt und nur kaum bei seiner Lagerung flüchtig ist. Der zuzugebende Mengenanteil des Alkohols und/oder Phenols unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Allerdings beträgt er im Allgemeinen ca. 0,1 bis 30 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Epoxyharz. Ist der zuzufügende Mengenanteil des Alkohols und/oder Phenols zu niedrig, kann es sein, dass sich der Verbesserungseffekt auf die Härtungseigenschaften in einigen Fällen nicht genügend gut erzielen lässt. Ist der Mengenanteil zu hoch, wird die Viskosität der sich ergebenden härtbaren Zusammensetzung stark erniedrigt, und eine derartige Zusammensetzung kann in einigen Fällen sacken, wenn sie auf ein Vorspannglied wie vorgespannten Stahl angewandt wird.
Ein Epoxyharz, zu dem ein latentes Härtungsmittel wie Dicyandiamid, offenbart in JP 11 791/1996, und ein Härtungsbeschleuniger zugegeben sind, kann so eingestellt werden, dass es nicht härtet, bevor das Vorspannglied gespannt ist, da das Harz bei Raumtemperatur über einen langen Zeitraum stabil bleibt. Allerdings geht ein solches Harz schnell eine Härtungsreaktion bei hoher Temperatur nahe 100°C mit den gewöhnlichen Härtungsmitteln ein. Werden die zugegebenen Mengen des Härtungsmittels und Härtungsbeschleunigers verringert, lässt sich die Reaktion bei hoher Temperatur verlangsamen. Allerdings wird die Härtung bei Normaltemperatur extrem langsam, und es braucht lange Zeit, um ein Vorspannglied mit Beton abzubinden.
Andererseits kann die härtbare Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung innerhalb 3 Jahren (1095 Tagen) und oftmals mehrere Monate bis 3 Jahre bei Normaltemperatur durch Verwendung des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits härtenden Typ, das die Feuchtigkeitshärtung auslöst, härten und darüber hinaus einen ungehärteten Zustand eine notwendige Zeitdauer lang beibehalten, ohne schnell eine Reaktion sogar bei hoher Temperatur nahe 100°C einzugehen. Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ werden ganz allgemein in Anstrichen und Überzügen verwendet. Epoxyharze, die Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ enthalten, sind dafür bekannt, dass sie in einigen Stunden bis zu einigen Tagen bei Normaltemperatur härten, wenn sie dünn aufgetragen und der Luft ausgesetzt werden.
Andererseits haben die hier auftretenden Erfinder herausgefunden, dass ausgezeichnete Härtungseigenschaften, die sich für den vorliegenden Zweck eignen und von der in JP 11 791/1996 offenbarten herkömmlichen härtbaren Zusammensetzung nicht erbracht werden können, durch die Verwendung des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und durch deren Steuerung durch dessen Zugabemenge, seine Kombination mit dem Entwässerungsmittel und dgl. herbeigeführt werden. Diese Härtungseigenschaften unterscheiden sich gänzlich von denjenigen, die mit der Formulierung aus dem in Farben und dgl. eingesetzten herkömmlichen Epoxyharz/Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ herbeigeführt werden. Besonders bevorzugt ist es, die härtbare Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem geschlossenen System zwischen dem Vorspannglied wie vorgespanntem Stahl und dem Harzschaft im Hinblick auf die wirkungsvolle Erstellung von deren verschiedenen Effekten zu verwenden.
Das chemische Äquivalent der Härtungsreaktion und die Reaktivität schwanken gemäß der Art des Epoxyharzes und der Art des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ wie der Ketiminverbindung. Demzufolge schwanken auch die bevorzugten Mengen des Epoxyharzes und des einzubringenden Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ gemäß deren Arten. Allerdings werden die folgenden charakteristischen Eigenschaften durch Steuerung der Arten und Einbringmengen des Epoxyharzes und des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ erstellt, wodurch die härtbare Zusammensetzung mit den ausgezeichneten Härtungseigenschaften bereitgestellt wird, die sich für die Verwendungszwecke der vorliegenden Erfindung eignen.
Spezifischer erfüllen in der härtbaren Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung die eine Spannkraft ergebende Zeit L bei 90°C und die Anzahl M der zur Härtung bei Normaltemperatur benötigten Tage die jeweiligen Beziehungen der folgenden Bedingungen (1) und (2): L (h) ≥ 20 (1) M (Tage) ≤ 1095 (2).
Die eine Spannkraft ergebende Zeit bedeutet die Zeit, die benötigt wird, bis die Viskosität der härtbaren Zusammensetzung gemäß Messung bei 25°C zum Zeitpunkt, nach- dem die härtbare Zusammensetzung unter der Umgebung von 90°C und 60 % relativer Feuchte stehen gelassen worden ist, 10.000 Poise (ps) erreicht. Spezifischer wird die Viskosität der härtbaren Zusammensetzung erhalten, wobei man die härtbare Zusammensetzung unter der Umgebung von 90°C und 60 % relativer Feuchte über die vorgeschriebene Zeitdauer in einem Zustand stehen lässt, bei dem die härtbare Zusammensetzung zwischen ein Vorspannglied und einen Schaft eingefüllt und dann aus dem Schaft zur Messung von deren Viskosität wieder entnommen worden ist.
Die Anzahl M der zur Härtung bei Normaltemperatur benötigten Tage bedeutet die Tage, die benötigt werden, bis die Typ D-Durometer-Härte der härtbaren Zusammensetzung gemäß Messung gemäß JIS K 7215 zum Zeitpunkt, nachdem die härtbare Zusammensetzung bei 25°C stehen gelassen worden ist, den Wert 60 erreicht hat. Spezifischer wird die Anzahl M der zur Härtung benötigten Tage erhalten, wobei man die härtbare Zusammensetzung in einem bei 25°C (relative Feuchte: ca. 50 %) gesteuerten Raum über die vorgeschriebenen Tage in einem Zustand stehen gelassen hat, bei dem die härtbare Zusammensetzung zwischen ein Vorspannglied und einen Schaft eingefüllt und dann die Härte der härtbaren Zusammensetzung gemessen worden sind. Die Härte wird gemäß JIS K 7215 gemessen. Die härtbare Zusammensetzung wurde als gehärtet erachtet, sobald die Typ D-Durometer-Härte (nachfolgend lediglich bezeichnet als "Durometer D-Härte") der härtbaren Zusammensetzung 60 oder mehr beträgt.
Die Steuerung der eine Spannkraft ergebenden Zeit L und der Anzahl M der zur Härtung benötigten Tage kann auch unter Verwendung des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und des latenten Härtungsmittels und/oder des Härtungsbeschleunigers in Kombination durchgeführt werden.
Die eine Spannkraft ergebende Zeit L beträgt vorzugsweise mindestens 20 h (L ≥ 20), bevorzugter mindestens 50 h (L ≥ 50) und noch bevorzugter mindestens 100 h (L ≥ 100). Die Anzahl M der zur Härtung benötigten Tage beträgt vorzugsweise höchstens 1.095 Tage (M ≤ 1.095; 3 Jahre oder kürzer), bevorzugter höchstens 912 Tage (M ≤ 912; 2,5 Jahre oder kürzer) und noch bevorzugter höchstens 730 Tage (M ≤ 730; 2 Jahre oder kürzer).
Ist die eine Spannkraft ergebende Zeit L kürzer als 20 h, läuft die Härtungsreaktion bei hoher Temperatur so beschleunigt wie bei herkömmlichen Formulierungen mit Dicyandiamid oder dgl. ab, und der Spannvorgang lässt sich nicht mehr nach der Betonhärtung gemäß der Größe oder Form einer Betonstruktur durchführen. Für Vorspannglieder für vorgespannten Beton wird deren Anwendung tatsächlich schwierig, wenn es zu lange dauert, bis sich das Leistungsvermögen nach Anwendung und Durchführung ergibt. Daher ist es wünschenswert, dass die härtbare Zusammensetzung innerhalb 2 Jahren bei Normaltemperatur und innerhalb 3 Jahren längstens härtet. Demzufolge eignet sich jede härtbare Zusammensetzung, mit der die Anzahl M der zur Härtung benötigten Tage 1.095 Tage übersteigt, zur Anwendung für den vorliegenden Zweck nicht.
Ein Verfahren zur Steuerung der oben beschriebenen Werte von L und M wird nun beschrieben, wobei z.B. eine härtbare Zusammensetzung herangezogen wird, die 100 Gew.-Teile Epoxyharz vom Bisphenol A-Typ "Epikote 828" (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha), 3 Gew.-Teile Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ "Epicure H3" (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha) und 3 Gew.-Teile Verdickungsmittel "Aerosil RY2005" (Produkt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) enthält. Die Beziehung zwischen dem L-Wert bzw. M-Wert und dem enthaltenen Mengenanteil (phr) des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ "Epicure H3" ist in 1 und 2 dargestellt.
Aus den in 1 und 2 dargestellten experimentellen Daten ist ersichtlich, dass der enthaltene Mengenanteil des Härtungsmittels vom Feuchtigkeit s härtenden Typ, bezogen auf 100 Gew.-Teile Epoxyharz, in erwünschter Weise vorzugsweise bei 1 bis 16,5 Gew.-Teilen (phr), bevorzugter bei 1,25 bis 11,2 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt bei 1,5 bis 7,2 Gew.-Teilen gesteuert wird. Bei Zugabe von Alkohol und/oder Phenol zur oben beschriebenen härtbaren Zusammensetzung kann der einzubringende Mengenanteil des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ, bezogen auf 100 Gew.-Teile Epoxyharz, auf vorzugsweise 0,3 bis 13 und bevorzugter auf 1 bis 10 Gew.-Teile (phr) herabgesetzt werden.
Die Zahl der Äquivalenzteile des Härtungsmittels vom Feuchtigkeitshärtenden Typ beträgt in der obigen Formulierung 54 Gew.-Teile (phr) auf 100 Gew.-Teile Epoxyharz. Daher ist zu verstehen, dass die Zahl der eingebrachten Teile des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ in der vorliegenden Erfindung innerhalb eines spezifizierten Bereichs von weniger als der eingebrachten Zahl von Äquivalenzteilen gesteuert wird, wodurch die ausgezeichneten Härtungseigenschaften mit der Eignung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Sogar wenn das Epoxyharz und das Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ in anderen Mengenanteilen als gemäß der obigen Formulierung zum Einsatz gelangen, werden die gleichen oben beschriebenen Härtungseigenschaften erhalten, solange deren Äquivalenzzahl innerhalb einem Bereich gesteuert wird, der dem oben eingegrenzten Bereich der Zahl eingebrachter Teile entspricht.
Der dem eingebrachten Mengenanteil des Härtungsmittels vom Feuchtigkeit s härtenden Typ entsprechende Bereich der Äquivalenzzahl beträgt vorzugsweise 0,019 ≤ P ≤ 0,31, bevorzugter 0,023 ≤ P ≤ 0,21 und besonders bevorzugt
0,028 ≤ P ≤ 0,13, bezogen auf das Verhältnis (P) der eingebrachten Gewichtsteile des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ zu den eingebrachten Gewichts-Äquivalenzteilen. Bei Zugabe von Alkohol und/oder Phenol beträgt dieser Bereich vorzugsweise 0,0056 ≤ P ≤ 0,24 und bevorzugter 0,023 ≤ P ≤ 0,19.
Die Steuerung der eine Spannkraft ergebende Zeit und der Anzahl der zur Härtung benötigten Tage kann auch durch Verwendung des Härtungsmittels vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und des latenten Härtungsmittels und/oder des Härtungsbeschleunigers in Kombination durchgeführt werden. Diesbezüglich ist es wirkungsvoll, dass die Zugabemenge des in der vorliegenden Erfindung verwendeten latenten Härtungsmittels ganz allgemein bei höchstens 10 g und vorzugsweise bei höchstens 6 g gesteuert wird, bezogen auf das Gewicht des Epoxyharzes mit 1 g Äquivalentgewicht der Epoxygruppe. Ist die Menge des eingebrachten latenten Härtungsmittels zu groß, läuft die Härtungsreaktion zu schnell ab, und das Vorspannglied kann nach der Betonhärtung in einigen Fällen nicht mehr gespannt werden. Diesbezüglich ist es wirkungsvoll, dass die Zugabemenge des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Härtungsbeschleunigers ganz allgemein bei höchstens 1 g und vorzugsweise bei höchstens 0,5 g gesteuert wird, bezogen auf das Gewicht des Epoxyharzes mit 1 g Äquivalentgewicht der Epoxygruppe. Ist die eingebrachte Menge des Härtungsbeschleunigers zu groß, läuft die Härtungsreaktion zu schnell ab, und das Vorspannglied kann somit nach der Betonhärtung in einigen Fällen nicht mehr gespannt werden. Das Gewicht des Epoxyharzes, das 1 g Äquivalentgewicht der Epoxygruppe enthält, bedeutet 189 g im Fall von z.B. einem Epoxyharz, dessen Epoxy-Äquivalent 189 g/Äq beträgt.
In der vorliegenden Erfindung unterliegen die Überzugsdicke und die Form der auf das Vorspannglied aufgebrachten härtbaren Zusammensetzung keiner besonderen Einschränkung. Ist die Filmdicke allerdings sehr dünn, wird die Menge an bei der Aufbringung absorbierten Feuchtigkeit pro Einheitsgewicht der härtbaren Zusammensetzung größer, wenn die Produktion mit z.B. einem System durchgeführt wird, bei dem die härtbare Zusammensetzung auf das Vorspannglied aufgebracht und die überzogene Oberfläche davon dann mit einem Schaft abgedeckt werden, weshalb die Härtungsgeschwindigkeit der härtbaren Zusammensetzung in einigen Fällen zu hoch werden kann. Daher ist es wirkungsvoll, dass die Durchschnittsdicke der Überzugsschicht bei vorzugsweise mindestens 0,1 mm und bevorzugter bei mindestens 0,3 mm gesteuert wird. Die Obergrenze der Durchschnittsdicke der Überzugsschicht kann in geeigneter weise gemäß der Form und Größe des Vorspannglieds, der gewünschten Härtungseigenschaft usw. bestimmt und festgelegt werden. Allerdings können gute Ergebnisse erhalten werden, wenn die Obergrenze ganz allgemein höchstens 5 mm und vorzugsweise höchstens 3 mm beträgt.
In der vorliegenden Erfindung können ein Vorspannstahl (ein Stahldraht für PC, ein Stahlstrang für PC, ein Stahlstab für PC oder dgl.) oder dgl. als Vorspannglied verwendet werden. Der Vorspannstahl ist Stahl, der auf dem vorliegenden technischen Gebiet gut bekannt ist. Beispielsweise bedeutet der Stahldraht für PC "einen nicht überzogenen entspannten Stahldraht für vorgespannten Beton (prestressed concrete = PC)". Der Stahlstrang für PC bedeutet "einen nicht überzogenen entspannten Stahlstrang für vor gespannten Beton". Der Stahlstab für PC bedeutet "einen Stahlstab für vorgespannten Beton".
In der vorliegenden Erfindung wird das Vorspannglied vorzugsweise mit einem Schaft ausgerüstet. Spezifischer ist ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied für vorgespannten Beton einer Struktur bevorzugt, wobei die härtbare Zusammensetzung auf die Oberfläche des Vorspannglieds für vorgespannten Beton aufgebracht und dessen überzogene Oberfläche mit dem Schaft abgedeckt werden. In der vorliegenden Erfindung kann der Schaft z.B. aus einem synthetischen Harz wie aus Polyethylen oder aus einem Metall wie aus normalem Stahl gebildet sein. Wird der Schaft aus einem synthetischen Harz gebildet, werden die härtbare Zusammensetzung auf die Oberfläche des Vorspannglieds aufgebracht und das synthetische Harz dann auf dessen überzogene Oberfläche extrudiert, wodurch der Schaft gebildet wird.
Die Form des Schafts unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Allerdings schließen entsprechende Beispiele einen rohrförmigen Schaft sowie einen Schaft ein, auf dessen Außenseite Teilbereiche mit Rück- und Vorsprüngen in gewellter oder Spiralform ausgebildet worden sind. Die Stabilität gegenüber einer Härtung der härtbaren Zusammensetzung lässt sich durch Abdecken der überzogenen Oberfläche des Vorspannglieds mit der härtbaren Zusammensetzung steigern, um den Schaft damit zu verschließen. Das mit einem Schaft abgedeckte Vorspannglied für vorgespannten Beton gemäß der vorliegenden Erfindung liegt in einer Form vor, wobei die härtbare Zusammensetzung zwischen das Vorspannglied und den Schaft eingefüllt worden ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun noch spezifischer durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Verschiedene Eigenschaften und Charakteristika wurden gemäß den folgenden jeweiligen Methoden bestimmt:
(1) Spannkraft ergebende Zeit L bei 90°C:
Nach Stehenlassen eines Vorspannglieds, das mit einer härtbaren Testzusammensetzung überzogen und mit einem Schaft abgedeckt war, über die vorgeschriebene Zeitdauer unter einer Umgebung von 90°C und 60 % relativer Feuchte wurde der Schaft abgeschält, um eine Probe der härtbaren Zusammensetzung zu ziehen, und es wurde die Viskosität der härtbaren Zusammensetzung bei 25°C mit einem Viskoelastizitäts-Analysegerät MR-300, hergestellt von K.K. Rheologe, gemessen. Parallele Platten wurden eingesetzt, um die Messung unter den Bedingungen einer Lücke von 0,33 mm, einer Frequenz von 5 Hz und einer Spannung von 1° durchzuführen. Die Zeit, die benötigt wurde, bis die Viskosität der härtbaren Zusammensetzung bei 25°C 10.000 Poise erreichte, wurde aus den Ergebniswerten ermittelt.
(2) Spannkraft ergebende Zeit L' bei 90°C unter Dampf:
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied der Einwirkung von Wasser in ungehärtetem Beton im tatsächlichen Anwendungszustand ausgesetzt ist, wurde auch die eine Spaⁿⁿkraft ergebende Zeit unter den Umgebungsbedingungen von 90°C unter Dampf ⁱⁿ der gleichen Weise wie im obigen Punkt (1) bestimmt, und diese Zeit wurde als Spannkraft ergebende Zeit L' herangezogen.
(3) Anzahl M der Tage bis zur Härtung bei Normaltemperatur:
Die Bestätigung der Härtung wurde durch Abschälen des Schafts von einer Probe eines mit einem Schaft abgedeckten Vorspannglieds durchgeführt, welche über die vorgeschriebene Zeitdauer bei 25°C gelagert wurde, um dann die Härte der härtbaren Zusammensetzung zu messen. Die Härte wurde gemäß JIS K 7215 gemessen, und die härtbare Zusammensetzung wurde als gehärtet erachtet, sobald die Typ D-Durometer-Härte der härtbaren Zusammensetzung 60 oder mehr betrug.
(4) Gesamtbeurteilung:
Die Spannkraft ergebende Zeit L bei 90°C, die Spannkraft ergebende Zeit L' bei 90°C unter Dampf und die Anzahl M der Tage bis zur Härtung bei Normaltemperatur wurden gemäß Synthese zugrundegelegt, um jede härtbare Zusammensetzungsprobe bezüglich ihrer Eigenschaften oder Charakteristika mit den folgenden 4 Bewertungsstufen zu bewerten:

⌾:: Besonders hervorragend;
o:: Ausgezeichnet;
Δ:: Gut; und
x:: Mangelhaft.

[Vergleichsbeispiel 1]
Die in Tabelle 1 angegebenen Einzelkomponenten einer Formulierung und das Härtungsmittel vom Ketimin-Typ Epicure H3 (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha) als Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ wurden verrührt und vermischt, um eine härtbare Zusammensetzung zu erhalten. Die entstandene härtbare Zusammensetzung wurde auf einen Stahlstrang für PC aufgetragen. Auf dessen überzogener Oberfläche wurde ein Polyethylen-Schaft durch Extrusion mit dem Polyethylen hoher Dichte "Hizex" (Produkt von Mitsui Kagaku Co., Ltd.) ausgebildet. Ferner wurde eine Zahl von Rück- und Vorsprüngen auf dem Schaft durch eine Oberflächenbehandlung ausgebildet.
Die Dicke der härtbaren Zusammensetzung an jedem Vorsprung und Rücksprung betrug 1 bis 3 mm bzw. 0,3 bis 0,5 mm.
An dem so erhaltenen mit dem Schaft abgedeckten Vorspannglied wurden die Spannkraft ergebende Zeit L bei 90°C, die Spannkraft ergebende Zeit L' bei 90°C unter Dampf und die Anzahl M der bis zur Härtung bei Normaltemperatur benötigten Tage bestimmt und ermittelt. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C relativ lang war und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Vergleichsbeispiel 2]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 1 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C lange war und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 3]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 1 angegebene abgeändert wurde, um bewertet zu werden.
Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C deutlich lang war und innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 4]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurde in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 1 angegebene abgeändert wurde, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C deutlich lang war und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie ein mit dem Schaft abge decktes Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 5]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 1 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C deutlich lang war und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie ein mit dem Schaft abgedecktes Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 6]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 1 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C extrem lang war und die innerhalb 2 Jahren bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 7]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 1 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C extrem lang war und die innerhalb 2,5 Jahren bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 8]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 1 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C extrem lang war und die innerhalb 3 Jahren bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
Tabelle 1
(Anmerkung)

*1: Bisphenol A Typ-Epoxyharz (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha; n = 0,1, Epoxy-Äquivalent = 189 g/Äq)
*2: Ketimin-Typ-Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*3: Latentes Härtungsmittel (Produkt von Asahi-CIBA Limited)
*4: Latentes Härtungsmittel (Produkt von Nippon Carbide Industries Co., Ltd.)
*5: Härtungsbeschleuniger (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*6: Verdickungsmittel (Produkt von Nippon Aerosil Co., Ltd.)

[Vergleichsbeispiel 9]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene unter Kombinationsverwendung des Härtungsmittels Epicure H3 vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und des Härtungsbeschleunigers Epicure 3010 abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C lang war und innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 10]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene unter Kombinationsverwendung des Härtungsmittels Epicure H3 vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und des latenten Härtungsmittels HT2844 abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C relativ lang war und innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 11]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene unter Kombinationsverwendung des Härtungsmittels Epicure H3 vom Feuchtigkeits-härtenden Typ und des Härtungsbeschleunigers Epicure 3010 abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C deutlich lang war und innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Beispiel 1]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C beachtlich lang war und sogar unter Dampf nicht herabgesetzt wurde und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Beispiel 2]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C beachtlich lang war und sogar unter Dampf nicht herabgesetzt wurde und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Beispiel 3]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C deutlich lang war und sogar unter Dampf nicht herabgesetzt wurde und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Beispiel 4]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C extrem lang war und sogar unter Dampf nicht herabgesetzt wurde und die innerhalb 2 Jahren bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Beispiel 5]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C deutlich lang war und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Beispiel 6]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C deutlich lang war und sogar unter Dampf nicht herabgesetzt wurde und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Beispiel 7]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 2 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C lang war und sogar unter Dampf nicht herabgesetzt wurde und die innerhalb eines Jahres bei Normaltemperatur härtete, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
(Anmerkung)

*1: Epoxyharz (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*2: Ketimin-Typ-Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*3: Latentes Härtungsmittel (Produkt von Asahi-CIBA Limited)
*4: Latentes Härtungsmittel (Produkt von Nippon Carbide Industries Co., Ltd.)
*5: Härtungsbeschleuniger (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*6: Verdickungsmittel (Produkt von Nippon Aerosil Co., Ltd.)
*7: Zugabemenge zu Epikote 828 (189 g), enthaltend 1 g Äquivalentgewicht der Epoxygruppe

[Vergleichsbeispiel 12]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 3 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C extrem kurz war und die nicht an Orten angewandt werden könnte, an denen Wärme in starkem Ausmaß bei der Härtung des Betons erzeugt wird, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 13]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 3 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C kurz war und die nicht an Orten angewandt werden könnte, an denen Wärme in starkem Ausmaß bei der Härtung des Betons erzeugt wird, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 14]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 3 angegebene abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, die eine 3 Jahre übersteigende Anzahl von Tagen bis zur Härtung bei Normaltemperatur benötigte und nur unter Schwierigkeiten aus Gründen der Arbeitsbedingungen und dgl. tatsächlich anwendbar war, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
[Vergleichsbeispiel 15]
Eine härtbare Zusammensetzung und ein mit einem Schaft abgedecktes Vorspannglied wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass die Formulierung der härtbaren Zusammensetzung auf die in Tabelle 3 ohne Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ, aber mit dem latenten Härtungsmittel Dicyandiamid abgeändert war, um bewertet zu werden. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass eine härtbare Zusammensetzung, bei der die eine Spannkraft ergebende Zeit bei 90°C extrem kurz war und die nicht an Orten angewandt werden könnte, an denen Wärme in starkem Ausmaß bei der Härtung des Betons erzeugt wird, sowie das mit dem Schaft abgedeckte Vorspannglied unter Verwendung dieser Zusammensetzung erhalten wurden.
Tabelle 3
(Anmerkung)

*1: Epoxyharz (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*2: Ketimin-Typ-Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*3: Latentes Härtungsmittel (Produkt von Asahi-CIBA Limited)
*4: Latentes Härtungsmittel (Produkt von Nippon Carbide Industries Co., Ltd.)
*5: Härtungsbeschleuniger (Produkt von Yuka Shell Epoxy Kabushikikaisha)
*6: Verdickungsmittel (Produkt von Nippon Aerosil Co., Ltd.)

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden härtbare Zusammensetzungen für Vorspannglieder für vorgespannten Beton bereitgestellt, mit denen eine Korrosion der Vorspannglieder vollständig verhindert wird, ohne dass Mörtel in einen Schaft eingespritzt zu werden braucht und die anwendbar sind, sogar wenn sie auf hohe Temperatur durch die bei der Härtung des Betons erzeugte wärme erhitzt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit einem Schaft abgedeckte Vorspannglieder für vorgespannten Beton ebenfalls bereitgestellt, bei denen Mörtel nicht in den Schaft in einem Nach-Spannsystem für vorgespannten Beton eingespritzt zu werden braucht und die mit Beton nach Spannen der Vorspannglieder abgebunden werden und vor Korrosion vollkommen geschützt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden härtbare Zusammensetzungen bereitgestellt, die eine Kompatibilität der langsamen Härtungsreaktion bei hoher Temperatur mit der Härtbarkeit bei Normaltemperatur ermöglichen, was bisher unmöglich gewesen ist, und es werden dadurch härtbare Zusammensetzungen für Vorspannglieder für vorgespannten Beton und mit einem Schaft abgedeckte Vorspannglieder bereitgestellt, bei denen Mörtel nicht in einen Schaft eingespritzt zu werden braucht und die vollständigen Korrosionsschutz ermöglichen und verwendet werden können, sogar wenn diese härtbare Zusammensetzungen auf eine hohe Temperatur durch die aus dem Beton erzeugte Wärme erhitzt werden.

Claims

Härtbare Zusammensetzung für Vorspannglieder für vorgespannten Beton, wobei die Zusammensetzung, bei Gebrauch, auf die Oberfläche des Vorspannglieds für den vorgespannten Beton aufgebracht wird und umfasst: mindestens ein flüssiges Epoxyharz, ausgewählt aus Epoxyharzen vom Bisphenol A-Typ und aus Epoxyharzen vom Bisphenol F-Typ, ein Härtungsmittel vom Feuchtigkeits-härtenden Typ, das eine durch eine Wasserabspalt-Kondensationsreaktion einer Aminverbindung mit einer Carbonylverbindung erhältliche Ketiminverbindung ist oder diese umfasst, und ein Entwässerungsmittel, ausgewählt aus Calciumoxid, einem Wasserabsorbierenden Polymer, einem Molekularsieb oder aus einer Mischung von 2 oder mehreren davon, worin die Zusammensetzung das Härtungsmittel vom Feuchtigkeitshärtenden Typ in einem Mengenanteil von 1 bis 16,5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Epoxyharz umfasst, und worin die bei 90°C eine Spannkraft ergebende Zeit L und die Anzahl M der Tage zur Härtung bei Normaltemperatur die folgenden Beziehungen erfüllen: L (h) > 20 (1) M (Tage) < 1095 (2)wobei L die Zeit (h) ist, die benötigt wird, bis die Viskosität der härtbaren Zusammensetzung gemäß Messung bei 25°C zum Zeitpunkt, nachdem die härtbare Zusammensetzung unter einer Umgebung von 90°C und 60 % relativer Feuchte stehen gelassen worden ist, 10.000 Poise erreicht, und M die Anzahl der Tage ist, die benötigt wird, bis die Typ D-Durometer-Härte der härtbaren Zusammensetzung gemäß Messung gemäß JIS K 7215 zum Zeitpunkt, nachdem die härtbare Zusammensetzung bei 25°C stehen gelassen worden ist, 60 erreicht.
Härtbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche ferner einen Alkohol, ein Phenol oder deren Mischung umfasst.
Härtbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 2, welche den Alkohol, das Phenol oder deren Mischung in einem Mengenanteil von 0,1 bis 30 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Epoxyharz umfasst.
Härtbare Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, welche das Entwässerungsmittel in einem Mengenanteil von 0,1 bis 200 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Epoxyharz umfasst.
Härtbare Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, welche ferner mindestens einen Härtungshilfsstoff umfasst, ausgewählt aus Härtungsbeschleunigern und/oder latenten Härtungsmitteln.
Härtbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, worin der Härtungsbeschleuniger eine tertiäre Aminverbindung, eine Imidazolverbindung, ein BF3-Komplex oder eine Mischung aus 2 oder mehreren davon ist.
Härtbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 5 oder 6, worin das latente Härtungsmittel ein Dicyandiamid, ein Dihydrazid, ein Amin-Addukt, ein Diaminomalonitril oder eine Mischung aus 2 oder mehreren davon ist.
Härtbare Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, welche das latente Härtungsmittel in einem Mengenanteil von höchstens 10 g, bezogen auf das g-Äquivalentgewicht der Epoxygruppe des Epoxyharzes, umfasst.
Härtbare Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, welche den Härtungsbeschleuniger in einem Mengenanteil von höchstens 1 g, bezogen auf das g-Äquivalentgewicht der Epoxygruppe des Epoxyharzes, umfasst.
Härtbare Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, welche ferner ein Verdickungsmittel umfasst.
Mit einem Schaft bedecktes Vorspannglied für vorgespannten Beton, welches umfasst: ein Vorspannglied, eine auf die Oberfläche des Vorspannglieds aufgetragene härtbare Zusammensetzung und einen die härtbare Zusammensetzung bedeckenden Schaft, worin die härtbare Zusammensetzung in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert ist.