DE69121645T2

DE69121645T2 - Verfahren zur Reparatur von Betonkonstruktionsverkleidungen

Info

Publication number: DE69121645T2
Application number: DE69121645T
Authority: DE
Inventors: Yousuke Yoshino
Original assignee: YOSHINO SEIKI KK
Current assignee: YOSHINO SEIKI KK
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: KR950011368B1; JP3002235B2; JPH0449375A; EP0462791A2; KR920001051A; DE69121645D1; EP0462791A3; EP0462791B1; US5129135A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reparatur der Außenseite eines Gebäudes oder anderer Betonstrukturen zur Verhinderung eines Abblätterns von Außenmaterialien, wie bspw. Ziegeln bzw. Kacheln oder Fliesen, welches durch eine Rißbildung der Betonwandbasis der Struktur oder andere mögliche Ursachen bewirkt wird.
Die Betonwandbasis oder das Fundament eines Gebäudes, einer Betonstruktur usw. sind gewöhnlich mit Außenmaterialien bedeckt, wie bspw. Ziegeln bzw. Kacheln und Fliesen. Ein solches Außenmaterial wird an der Oberfläche der Betonwandbasis unter Verwendung eines Zementmaterials, wie bspw. Mörtel, befestigt. Die Betonwandbasis mit dem Zementmaterial neigt zu einer Rißbildung als Folge der Einflüsse des Wetters und von Schwingungen, wie bspw. Erdbeben. Als ein Ergebnis würde die Festigkeit der Vereinigung zwischen dem Außenmaterial und der Wandbasis allmählich durch die Infiltration von Regenwasser in die Wandbasis über die Risse abnehmen, die in der Wand gebildet wurden, oder durch andere mögliche Ursachen. Die Außenmaterialien unterliegen daher der Gefahr eines Abblätterns von der Wandbasis und einer Verletzungsgefahr für einen Vorbeigehenden. Es könnte daher zu einem Sozialfall führen.
Um solche Unfälle zu vermeiden, wurden eine visuelle Inspektion durchgeführt sowie eine Inspektion mit einer Klangabgabe, durch welche eine Abnormalität in der Wandbasis dadurch aufgefunden wird, daß die Wandoberfläche der Struktur mit einem Hammer abgeklopft wird, um einen Klang- oder Tonwechsel herauszuhören, oder auch nicht zerstörende Inspektionen. In dem Fall des Auffindens einer schadhaften Stelle, die in der Betonwandbasis oder in dem mit Fliesen bedeckten Mörtelbesatzbett einen Riß aufweist, wird bspw. die schadhafte Stelle durch ein Bohren von Löchern in den Mörtelverbindungsbereichen zwischen den benachbarten Fliesen durch Verwendung einer Bohrvorrichtung des Vibrationstyps fixiert und werden dann in die Löcher Verankerungsbolzen eingetrieben.
Ein solches Verfahren des Bohrens von Löchern in den Mörtelverbindungsbereichen zwischen den Fliesen und des Einsetzens der Verankerungsbolzen in die Löcher kann die Wandbasis und das Mörtelzement-Besatzbett verstärken, jedoch hat es nur eine geringe Auswirkung auf die äußeren Fliesen. Weil das Mörtelbesatzbett eine schwache Festigkeit hat, besteht ein weiteres Problem darin, wie die Fliesen relativ zu der Betonwandbasis befestigt werden. Der Schaden eines Abblätterns der Fliesen kann daher noch nicht beseitigt sein.
Die GB-A-2 204 905 beschreibt ein Verfahren zum Festhalten von Tafeln an einem Substrat, welches die Stufe des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren der Außenreparatur für eine ständige Fixierung und Verstärkung einer schadhaften Stelle bereitzustellen, die in der Betonwandbasis und dem Zementbesatzbett einer Betonstruktur usw. gerissen ist, welche mit Außenmaterialien bedeckt sind, die ohne ein Brechen und ein ungenaues Bohren normal schwierig zu reparieren sind, wie bspw. Kacheln bzw. Fliesen oder Ziegel, sodaß die Außenmaterialien an einem Abblättern gehindert werden konnen.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Reparatur eines Außenmaterials in Übereinstimmung mit dem Anspruch 1.
Eine schadhafte Stelle, die durch Risse in der Betonwandbasis oder andere mögliche Ursachen entstanden ist, wird durch eine nicht zerstörende Untersuchung aufgefunden. Es werden dann ein oder mehrere Ankerlöcher in die schadhafte Stelle über das Außenmaterial, wie bspw. Kacheln oder Fliesen, in die Betonwandbasis gebohrt. Der in das Ankerloch einzusetzende Verankerungsbolzen besteht aus einem Zylinderkörper, der ein Keilglied aufweist. Nach dem Einpassen des Verankerungsbolzens in das Ankerloch wird der Zylinderkörper durch ein Eintreiben des Keilgliedes tief in den Zylinderkörper expandiert, um dadurch den Verankerungsbolzen innerhalb des Ankerloches zu expandieren und zu befestigen. Letztlich wird in den Zylinderkörper und das Ankerloch ein Dichtungsmaterial eingefüllt und darin verfestigt, um eine integrierte Vereinigung mit dem Außenmaterial und der Wandbasis der Betonstruktur durch den Verankerungsbolzen zu erhalten, der fest gesichert ist. Es wird so eine zuverlässige Verstärkung der schadhaften Stelle ermöglicht, die in der Wandbasis gerissen ist, um ein Abblättern des Außenmaterials zu verhindern.
Die weiteren Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erläutert, bei welchen
Fig. 1 eine erläuternde Darstellung ist, die den Zustand vor der Ausbildung eines Ankerlochs in der Wandbasis bei einer Betonstruktur in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine erläuternde Darstellung, welche den Zustand beim Bohren des Ankerlochs in der Wandbasis zeigt;
Fig. 3(A) bis 3(D) sind erläuternde Darstellungen, welche die Verfahren zeigen, mit welchen ein Verankerungsbolzen in das Loch in der Wandbasis eingesetzt wird; und
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, welche den Nebelerzeuger in einer Bohrvorrichtung des Typs mit einer Nebelversprühung zeigt, die bei dem Verfahren dieser Erfindung verwendet wird.
Die Sichtfläche einer Betonstruktur, die mit Außenmaterialien, wie bspw. Keramikfliesen, bedeckt ist, hat gewöhnlich den in Fig. 1 dargestellten Querschnitt. Eine Betonwandbasis 2 ist nämlich mit den Außenmaterialien 6 über eine Zementschicht 4, wie bpsw. Mörtel, bedeckt, um eine Wandfläche 8 zu bilden. Die Außenmaterialien 6 sind in einer Ebene über Verbindungsteile 9, wie bpsw. Mörtel, miteinander verbunden.
Am Anfang erfährt die Wandfläche 8 eine visuelle Untersuchung, eine Inspektion durch ein Abklopfen oder andere, nicht zerstörende Untersuchungen, um einen Schaden, wie bspw. einen Riß C, in der Betonwandbasis 2 und in der Zementschicht 4 aufzufinden, oder einen Leerraum P zwischen der Wandbasis 2 und der Zementschicht 4. Der Leerraum P weist bei der dargestellten Struktur den Hohlraum P1 zwischen der Betonwandbasis 2 und der Zementschicht 4 auf sowie den Hohlraum P2 zwischen der Zementschicht 4 und dem Außenmaterial 6.
Nach dem Auffinden der Schadstelle, wie bspw. des Leeroder Hohlraumes P als das Ergebnis der Untersuchung, wird von der Oberfläche des Außenmaterials 6 her ein Ankerloch in Richtung der schadhaften Stelle in der Wandbasis unter Verwendung einer Rotationsbohrvorrichtung 10 gebohrt. Am meisten wird die Verwendung einer Bohrvorrichtung bevorzugt, die ein steifes oder starres Material bohren kann, während ein Kühlfluid versprüht wird, wie bspw. vorgeschlagen in dem U.S. Patent No. 5 004 382 von YOSHINO oder in der EP-A-0 332 328.
Die Bohrvorrichtung 10 ist bei dieser Ausführungsform speziell mit einem Bohrer 14 mit einem axialen Nebelkanal 12 versehen, wie dargestellt in Fig. 2. Eine Bohrerspitze 16, die an dem vorlaufenden Ende des Bohrers 14 angeordnet ist, ist mit der Formgebung von ultraharten Schleifkörnern unter Einschluß bspw. von Diamantkörnern zu einem Zylinder sowie deren Sintern ausgebildet. Die Bohrerspitze 16 hat einen Auslaßschlitz 16a, der mit dem axialen Kanal 12 verbunden ist, um von dort das Kühlfluid zu verspritzen. Die Bohrvorrichtung 10 wird durch die Betätigung eines Leistungsschalters 17 angetrieben, um einen Elektromotor (nicht gezeigt) zu aktivieren.
Als das Kühlfluid, das in den axialen Kanal 12 angeliefert wird, kann Wasser oder ein nebelähnliches Fluid verwendet werden. Die Bohrvorrichtung 18 dieser Ausführungsform weist einen Nebelerzeuger 20 auf, um einen Nebelsprühstrahl zu erzeugen. Der so erzeugte Nebel M wird in den axialen Nebelkanal 12 über ein Nebellieferrohr 22 zugeführt, welches innerhalb des Körpers der Bohrvorrichtung 18 liegt. In dem Fall der Verwendung von Wasser als das Kühlfluid ist es wünschenswert, eine Reguliereinrichtung zu verwenden, die eine Pumpe mit konstantem Fluß aufweist, sodaß nicht ein Überschuß an Wasser angeliefert wird. Die Struktur des Nebelerzeugers 20 zur Erzeugung des Nebels M wird später beschrieben.
Durch eine Benutzung der vorerwähnten Rotationsbohrvorrichtung 10 wird es ermöglicht, jedes beliebige Material erfolgreich zu bohren, wie bspw. harte nichtmetallische Materialien, so bspw. eine keramische Fliese, Glas oder Stein.
Nach dem Bohren des Expansionankerloches 24, das von der Oberfläche des Außenmaterials 6 zu der Betonwandbasis 2 der Struktur verläuft, wird ein Expansionsverankerungsbolzen 26 mit einem Außendurchmesser nahezu gleich dem Durchmesser des Ankerloches 24 in das Ankerloch 24 eingesetzt, wie gezeigt in Fig. 3 (A). Der bei dieser Ausführungsform verwendete Verankerungsbolzen 26 ist mit einer Zylinderform ausgebildet und hat einen kegelförmigen Bolzenkörper 26d mit einem Abschnitt 26a kleinen Durchmessers, einem eingeschnürten Abschnitt 26b und Öffnungen 26c sowie einen Flansch 26e, wobei ein im wesentlichen C-förmiges Klemmglied 27 um den eingeschnürten Bereich 26b herum angeordnet ist und ein Keilglied 28 in dem Bolzenkörper 26d aufgenommen ist.
Das Ankerloch 24 wird in der Wand der Struktur derart ausgebildet, daß es einen Stufenabschnitt 24a mit einer relativ großen Öffnungskante für die Aufnahme des Flansches 26e des Verankerungsbolzens 26 aufweist.
Nach dem Einsetzen des Expansion-Verankerungsbolzens 26 in das Ankerloch in der Wand wird das Keilglied 28 tief in den Abschnitt 26a kleinen Durchmessers durch die Verwendung eines Werkzeuges eingetrieben, wiegezeigt in Fig. 3 (B). Durch ein kraftvolles Vorschieben des Keilgliedes 28 in den Abschnitt 26a kleinen Durchmessers expandiert der eingeschnürte Abschnitt 26b, um das Klemmglied 27 zu spreizen. Als ein Ergebnis beißt sich das Klemmglied 27 in die Innenfläche des Ankerloches 24 ein, um den Verankerungsbolzen 26 fest innerhalb des Ankerloches 24 zu sichern.
Es wurde experimentell bestätigt, daß ein Verankerungsbolzen mit 6 mm Durchmesser und der vorerwähnten Struktur eine Bruchfestigkeit von immerhin 100 kg bis 150 kg gegenüber einer Ziehkraft aufweist, wenn sich das Klemmglied 27 mit einer Tiefe von 0.1 mm einbeißt. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Expansion-Verankerungsbolzen ohne ein C-förmiges Klemmglied, welcher eine Bruchfestigkeit in der Größenordnung von 30 kg hat, ist der bei dieser Ausführungsform verwendete vorerwähnte Verankerungsbolzen beträchtlich stark.
Obwohl die schadhafte Wandbasis 2 durch den Verankerungsbolzen 26 wie vorerwähnt genügend verstärkt werden kann, wird es bevorzugt, ein Abdichtungsmaterial 30 in den Raum um den Verankerungsbolzen 26 herum und in dessen Inneres einzufüllen, der in das Ankerloch 24 eingepaßt ist, wie gezeigt in Fig. 3(C) unter dem Gesichtspunkt der Wasserdichtheit. Als Dichtungsmaterial 30 kann passend ein elastomerer Expoxykitt verwendet werden. Das Dichtungsmaterial 30, das in den Verankerungsbolzen eingespritzt wird, fließt durch die Öffnungen 26c nach außen, die in dem Bolzenkörper 26b ausgebildet sind, und verläuft über die gesamte Innenseite des Ankerloches 24.
Bei der Verwendung eines Verankerungsbolzens mit einem Außendurchmesser von 6 mm, einer Dicke von 0.8 mm und einer Länge von 55 mm und mit einem Bolzenkörper, der mit einem Winkel von 30 bis 50 kegelförmig ausgebildet war, konnten experimentell befriedigende Ergebnisse erhalten werden. Bei diesem Verankerungsbolzen mit dem kegelförmigen Bolzenkörper konnte nämlich das Dichtungsmaterial bei seiner Einspritzung in das Innere des Verankerungsbolzens und des Ankerloches wirksam daran gehindert werden, über den Zwischenraum zwischen der Innenfläche der Ankerwand und der Außenfläche des kegelförmigen Bolzenkörpers nach außen zu entweichen.
In dem Fall einer Füllung des Ankerlochs 24 mit dem Dichtungsmaterial 30 kann der durch den Stufenabschnitt 24a mit der Öffnungskante definierte Öffnungsabschnitt mit einem Abdeckmaterial 34 abgedeckt werden, wie bspw. einem Harzkitt, nachdem das Dichtungsmaterial 30 verfestigt ist. Es ist wünschenswert, die so mit dem Abdeckmaterial 24 versehene Wandfläche durch ein Bemalen der Oberfläche mit Farben von derselben Farbe wie das Außenmaterial 6 abschließend zu versehen.
Wie vorstehend angegeben, kann die Struktur mit der Wandbasis 2 und dem Zementschichtbereich 4 verstärkt werden und kann das Außenmaterial an einem Abblättern gehindert werden, während gleichzeitig das Außenmaterial 6 an der schadhaften Stelle P der gerissenen Wandbasis 2 mittels des Verankerungsbolzens 26 sicher befestigt werden kann. Es kann so die Lebensdauer der eigentlichen Struktur verlängert werden.
Es wird nun der Nebelerzeuger 20 der Rotationsbohrvorrichtung 10 beschrieben, die bei dieser Ausführungsform verwendet wird. Der Nebelerzeuger 20 weist ein Verbindungsglied 40 auf sowie einen Flußregler 42 zum Regeln der Fließmenge des hindurchfließenden Wassers, wie gezeigt in Fig. 4. Das Verbindungsglied 40 hat eine Anschlußöffnung 40a, an welche das Nebellieferrohr 22 angeschlossen ist, eine Anschlußöffnung 40b, an welche ein Luftlieferrohr 46 angeschlossen ist, eine Anschlußöffnung 40c, an welche ein Wasserlieferrohr 46 angeschlossen ist, das von einer Wasserquelle (nicht gezeigt) her verläuft, einen Kanal 40d, durch welchen die Anschlußöffnungen 40a und 40b miteinander verbunden sind, und einen Sumpfbereich 40e für ein vorübergehendes Speichern von Wasser von der Wasserquelle. Der Kanal 40d und der Sumpfbereich 40e sind miteinander über eine Drosselstelle 40f verbunden.
Das Verbindungsglied 40 hat einen Schraubabschnitt 409, in welchen der Flußregler 42 eingeschraubt ist. Der Flußregler 42 besteht aus einem Abschnitt 42a mit einem äußeren Schraubgewinde, das mit dem Schraubabschnitt 409 des Verbindungsgliedes 40 in Eingriff bringbar ist, einem Reguliernadelglied 42b, das der Drosselstelle 40f zwischen dem Kanal 40d und dem Sumpfbereich 40e gegenüberliegt, und einem Drehknopf 42c für ein Drehen des Flußreglers 42 zum Regulieren der Wassermenge, die durch die Drosselstelle 40f fließt. Durch eine Betätigung des Drehknopfes 42c kann die Dichte des durch den Nebelerzeuger 20 erzeugten Nebels gesteuert werden. Das von der Wasserquelle über das Wasserlieferrohr 46 gelieferte Wasser wird zu dem Nebel M mit der Druckluft überführt, die über das Luftlieferrohr 44 in den Kanal 40d angeliefert wird.
Der Nebelerzeuger 20, der den Flußregler 42 aufweist, ist in die Bohrvorrichtung 10 eingegliedert, wie gezeigt in Fig. 1, und das Nebellieferrohr 22 des Nebelerzeugers 20 ist mit dem hohlen Bohrer 14 verbunden, der an der Bohrvorrichtung 10 montiert ist, wie gezeigt in Fig. 2. Der Bohrer 14 ist dabei mit einer hohlen Drehwelle 50 verbunden, die drehbar innerhalb des Bohrergehäuses 18 mittels Lager 52 und 54 gehalten wird. Die Drehwelle so ist mit einer Antriebswelle 58 eines Elektromotors (nicht gezeigt) über Zahnräder 16 und 62 in Eingriff gehalten. Die Antriebswelle 58 ist innerhalb des Bohrergehäuses 18 durch Lager 56 drehbar abgestützt. Der hohle Bohrer 14 ist an seinem hinteren Ende mit einem drehbaren Verbindungsglied 54 versehen, das mit einem stationären Verbindungsglied 66 gekuppelt ist, welches einen Nebelkanal 66a aufweist. Zwischen dem drehbaren Verbindungsglied 64 und dem stationären Verbindungsglied 66 sind ein Schublager 68 und Dichtungsringe 70 und 72 mit verschiedenen Durchmessern angeordnet. Das Nebellieferrohr 22 ist an ein Verbindungsglied 74 angeschlossen, um den Nebelkanal 40d in dem Nebelerzeuger 40 und den Nebelkanal 66a in dem stationären Verbindungsglied 66 miteinander zu verbinden.
Die hohle Drehwelle so ist an ihrem vorderen Ende mit einem Bohrerhalter 50a versehen, um den kegelförmigen Schaft 14a des Bohrers 14 aufzunehmen. Der Bohrer 14 ist so mit der Drehwelle 50 durch ein Verschrauben des Bohrerschaftes 14a mit dem Bohrerhalter 50a fest verbunden. Um die Wirkung der Freigabe des Nebels mit einer hohen Geschwindigkeit durch den Nebelkanal 12 hindurch zu erhöhen, ist eine schlanke Düse 76 in das stationäre Verbindungsglied 66 eingefügt und verläuft zu dem hinteren Ende der Drehwelle 50, und zusätzlich ist ein schlanker Durchlaß 80 in die Hohlwelle 50 eingesetzt. Durch das Vorhandensein der Düse 76 und des Durchlasses 80 fließt der Nebel M durch den Nebelkanal 12 hindurch mit einer hohen Geschwindigkeit und wird an einer Kondensation zu Wasser gehindert.
Gemäß dem Außenreparaturverfahren dieser Erfindung können Schadstellen an verschiedenen Betonstrukturen, die durch Risse oder andere mögliche Ursachen hervorgerufen sind, wirksam ausgebessert werden für eine ständige Verstarkung der Struktur. Insbesondere können Außenmaterialien, wie bspw. Kacheln oder Backsteine an einer schadhaften Wandbasis der Betonstruktur an einem Abblättern gehindert werden. Da die Vereinigung der Außenmaterialien und der Betonwandbasis durch das Reparaturverfahren dieser Erfindung verstärkt wird, wird die Betonstruktur dauerhaft, sodaß ihre Lebensdauer erlängert wird.

Claims

1. Verfahren zur Reparatur eines Außenmaterials (6), mit welchem eine Betonbasis (2) einer Struktur über eine Zementschicht (4) bedeckt ist, welches aus den Stufen einer Untersuchung der Struktur durch eine nicht zerstörende Untersuchung besteht, um einen schadhaften Bereich in der Betonbasis (2) zu finden, dem Bohren eines Ankerloches (24) von dem Außenmaterial (6) zu dem schadhaften Bereich in der Betonbasis durch die Zementschicht (4) hindurch durch Verwendung einer Rotationsbohrvorrichtung (10) und dem Eintreiben eines Verankerungsbolzens in das Ankerloch, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbohrvorrichtung (10), die aus einem hohlen Bohrer (14) mit einem axialen Nebelkanal (12) besteht, der an seinem vorlaufenden Ende mit einer Bohrerspitze (16) versehen ist, die durch die Formgebung von ultraharten Schleifkörnern ausgebildet ist, und einem Nebelerzeuger (20) für die Erzeugung und Anlieferung eines Nebelfluids (M) durch den Nebelkanal (12) hindurch besteht, für das Bohren des Ankerlochs (24) benutzt wird, während das Nebelfluid von der Bohrerspitze (16) durch den Nebelkanal (12) hindurch nach außen gespritzt wird, und daß der Verankerungsbolzen (26) einen kegelförmigen Bolzenkörper (26d) mit einem eingeschnürten Bereich (26b), ein im wesentlichen C-förmiges Klemmglied (27), das um den eingeschnürten Bereich (26b) herum angepaßt ist, und ein Keilglied (28) aufweist, das innerhalb des Bolzenkörpers (26d) montiert ist, und derart benutzt wird, daß der eingeschnürte Bereich (26b) innerhalb des Ankerloches (24) durch ein Hineinverschieben des Keilgliedes (28) expandiert, sodaß dadurch das C-förmige Klemmglied (27) nach außen expandieren kann und sich in dem Ankerloch (24) festbeißt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem weiterhin ein Abdichtungsmaterial (30) in das Innere des Ankerlochs (24) eingespritzt wird, in welches der Verankerungsbolzen (26) eingesetzt ist, damit das Abdichtungsmaterial (30) in dem Ankerloch (24) verfestigt, sodaß der Verankerungsbolzen (26) mit der Wandbasis (2) in dem Ankerloch (24) fest verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem ein Nebelerzeuger (20) benutzt wird, der aus einem Verbindungsglied (40) und einem Fließregler (42) zum Regeln des Wasserflusses besteht, wobei das Verbindungsglied (40) aus einer Anschlußöffnung (40a) besteht, die an ein Nebelversorgungsrohr (22) angeschlossen ist, einer an ein Luftversorgungsrohr (46) angeschlossenen Anschlußöffnung (4db), einer an ein Wasserversorgungsrohr (46) angeschlossenen Anschlußöffnung (40c), einem Kanal (40d), durch welchen hindurch die Anschlußöffnungen (40a, 4db) miteinander in Verbindung stehen, und einem Sumpfbereich (40e) für ein vorübergehendes Speichern von Wasser, wobei der Kanal (40d) und der Sumpfbereich (40e) über eine Drossel (40c) miteinander verbunden sind.