EP2503097A2 - Klebstoffpackung und deren Verwendung mit einem Verankerungselement - Google Patents

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EP2503097A2
EP2503097A2 EP12154602A EP12154602A EP2503097A2 EP 2503097 A2 EP2503097 A2 EP 2503097A2 EP 12154602 A EP12154602 A EP 12154602A EP 12154602 A EP12154602 A EP 12154602A EP 2503097 A2 EP2503097 A2 EP 2503097A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
composition
adhesive
component
reactive
film bag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12154602A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2503097A3 (de
Inventor
Kolja Wieczorek
Astrid Buder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DSI Underground Australia Pty Ltd
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2503097A2 publication Critical patent/EP2503097A2/de
Publication of EP2503097A3 publication Critical patent/EP2503097A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
    • E21D20/025—Grouting with organic components, e.g. resin
    • E21D20/026—Cartridges; Grouting charges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/0053—Anchoring-bolts in the form of lost drilling rods

Definitions

  • the invention relates to an adhesive package, in particular for use with an anchoring element, with a tubular film bag for receiving a multi-component adhesive composition.
  • the volume change associated with the leakage of the liquid components during storage may also affect the functional use of the film bag.
  • a sagging foil pouch may cause the rotationally inserted anchor rod to not reproducibly cut the foil pouch.
  • the chamber in which the reaction resin component is stored squeeze the chamber for the hardener component and thus interfere with the uniform pressing of the hardener component.
  • the invention also provides the use of the adhesive package according to the invention with an anchoring element according to claim 10.
  • the invention thus provides an adhesive package in which a plurality of differently curable reactive resin compositions are preferably contained in a continuous chamber of a closed at both ends of the film bag. After the complete emptying of the film bag and the mixing of the hardener component with the reactive resin component, there are at least two masses curing at different rates.
  • the mass introduced first into the borehole hardens at a moderate speed in order not to block the afterflow of the second mass by premature gelation or hardening.
  • the second mass flowing out after the first mass should preferably harden immediately in order to ensure an initial strength of the connection between the anchoring element and the surrounding rock.
  • the last filled in the foil bag and thus arranged behind the second composition further polymerizable composition takes over in the application no rate-determining function for the curing. However, it represents a leakage protection for the usually low-viscosity second reactive resin composition during storage.
  • the proportion of the further polymerizable composition in the total amount of the adhesive composition is therefore preferably determined in terms of function as leakage protection. Therefore, a significantly lower amount of the further polymerizable composition compared to the first and second compositions may be present.
  • the invention enables the use of highly reactive adhesive compositions which usually contain reactive diluents based on (meth) acrylates. Since these compounds are present as liquids at the usual use temperatures of 0 to 35 ° C, with the adhesive package according to the invention a significantly improved storage stability and consistent functionality can be achieved.
  • the adhesive package of the present invention also allows for a fast set time of prestressable and non-prestressable anchoring elements regardless of the ambient temperature of the rock, as there is both a fast hardening mass advantageous for cold rocks and a slow-setting adhesive mass which is advantageous for use with warmer rocks.
  • the further composition can be optimally adapted to the function as leakage protection, for example by setting a high viscosity or the use of components with which the capillaries are blocked in the closure section of the film bag can.
  • the reactive resin component used is preferably compositions having at least one olefinically unsaturated base resin, a reactive diluent and a curing accelerator.
  • Reactive resins for use in adhesive compositions for the chemical anchoring of fasteners are known in principle and, for example in the DE-A 42 31 161 or the US-A 4,518,283 disclosed.
  • the reactive diluent preferably comprises compounds selected from the group consisting of alkyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, in particular hydroxypropyl (meth) acrylate and hydroxyethyl (meth) acrylate, styrene and styrene derivatives such as divinylbenzene and alkylstyrene, in particular ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene and tert-butylstyrene, and ethylene glycol di (meth) acrylate and butanediol di (meth) acrylate). Preference is given to styrene and butanediol di (meth) acrylate.
  • Suitable curing accelerators are tertiary amines such as triethylamine, dialkylarylamines such as N, N-dimethyl-p-toluidine and N, N-dimethylaniline, capped amines in the form of imines such as the imine from aniline and butanal, and dihydropyridine derivatives such as 3,5-diethyl 1,2-dihydro-1-phenyl-2-propylpyridine, also in a mixture with one another.
  • tertiary amines such as triethylamine
  • dialkylarylamines such as N, N-dimethyl-p-toluidine and N, N-dimethylaniline
  • capped amines in the form of imines such as the imine from aniline and butanal
  • dihydropyridine derivatives such as 3,5-diethyl 1,2-dihydro-1-phenyl-2-propylpyridine, also in a mixture with one another.
  • both the reactive resin component and the hardener component may contain one or more further additives.
  • plasticizers e.g. Solvents, stabilizers, rheology aids, thixotropic agents, wetting agents, coloring additives, dispersants, emulsifiers, antioxidants, light, UV or IR stabilizers, flame retardants, adhesion promoters and leveling agents may be included.
  • Such further additives may preferably, based on the total weight of the adhesive composition, in proportions of a total of 0 to 50 wt .-%, preferably 0.01 to 20 wt .-%, be present.
  • fillers may optionally be present in one or more of the components.
  • customary fillers are chalk, quartz, polymer powder, glass and hollow glass spheres, corundum, talc, which may be added as powder, granules or in the form of shaped bodies, also mixed with one another.
  • the proportion of fillers based on the total weight of the adhesive composition, for example, from 0 to 80 wt .-%, preferably up to 50%.
  • the curing time of the respective adhesive partial mass can be influenced by the proportion of curing accelerator, the second composition in the fast-curing partial composition preferably having fractions of curing accelerators of from 2 to 30% by weight, based on the proportions of base resin and reactive diluent in the second composition, contains.
  • the first composition in the slower-curing adhesive sub-mass preferably contains a styrene derivative as reactive diluent, more preferably styrene.
  • the base resin is preferably an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin and / or a urethane (meth) acrylate resin.
  • the proportion of the curing accelerator in the first composition is preferably from 0 to 30% by weight based on the weight of the base resin and the reactive diluent in the first composition.
  • the curing time of the first adhesive submass, after admixing the hardener component to the first composition, is preferably about 0.5 to 10 minutes, more preferably 1 to 10 minutes.
  • the curing time of the second, fast-curing adhesive subassembly formed by mixing the second composition with the hardener component is preferably in the range of 1 to 30 seconds.
  • the weight ratio of reactive resin component to hardener component is about 1: 1 to 10: 1, preferably 3: 1 to 5: 1.
  • the weight ratio of the first composition and the second composition in the reactive resin component is preferably from about 2: 1 to about 1: 2. Particularly preferably, the two compositions are present in the reactive resin component in approximately equal proportions.
  • the reactive resin component such as first composition, preferably a styrene derivative as a reactive diluent, more preferably styrene, preferably in a proportion of 0.05 to 70 weight percent, based on total weight of base resin and reactive diluent in the further composition.
  • the base resin is preferably an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin and / or a urethane (meth) acrylate resin, and is preferably in an amount of 30 to 99.95% by weight based on total weight of the base resin and reactive diluent in the other composition.
  • the proportion of the curing accelerator in the further composition is preferably from 0 to 30 wt .-%, based on the weight of base resin and reactive diluent in the further composition.
  • Essentially identical formulations may be used for the first composition and the further polymerizable composition, the rheological properties of the further composition being optionally adjusted using further additives, such as binders or thixotropic agents, according to their function as leakage protection.
  • the further polymerizable composition provided as leakage protection at the end of the film bag is present in the reactive resin component in a volume fraction of from 2 to 30 percent, based on the total volume of hardener component and reactive resin component.
  • the exact amount of the further polymerizable composition will be determined by those skilled in the art due to the geometry of the adhesive package and the rheological properties of the second composition. For example, wider film pouches as well as low viscosity settings of the fast-setting second composition will require a greater amount of the further composition.
  • the further polymerizable composition is used in such a small amount that the function of the fast-curing adhesive part mass is not impaired to provide a sufficient initial strength.
  • the tubular film bag of the adhesive package according to the invention is advantageously formed from a multi-layer film tailored to the chemical properties of the components of the adhesive composition.
  • all components of the adhesive composition are arranged in a common tubular film bag.
  • the film bag is advantageously formed from a sheet material, which is folded to form the required number of chambers and welded accordingly.
  • the hardener component and the reactive resin component of the adhesive composition are preferably arranged in separate chambers of the film bag.
  • the hardener component and the reactive resin component are each arranged in a continuous chamber of the film bag, which extends from one end of the film bag to the other end.
  • the separation of the various compositions of the reactive resin component is preferably carried out by a suitable adjustment of their rheological properties, in particular by selecting a base resin of suitable viscosity and adjusting the proportion of reactive diluents and optionally by adding further additives such as Tixotropierstoff and binder.
  • a suitable adjustment of their rheological properties in particular by selecting a base resin of suitable viscosity and adjusting the proportion of reactive diluents and optionally by adding further additives such as Tixotropierstoff and binder.
  • the adhesive package of the invention is preferably suitable for use with a chemical anchoring attachment.
  • This anchoring element may be self-drilling or non-self-drilling.
  • the adhesive package When used with non-self-drilling anchoring elements, the adhesive package is placed in a prefabricated wellbore such that the second composition faces the bottom of the wellbore. Subsequently, the anchoring element is inserted into the borehole and cuts the adhesive pack, so that the hardener component and the reactive resin component emerge and provide at least two different fast curing adhesive component masses.
  • the fastening element is a self-drilling rock anchor, which can be configured as a passive anchor or as an active anchor.
  • the fastening element which is already partially anchored in the substrate via the rapidly curing adhesive sub-mass can be pretensioned almost directly after the complete pressing out of the adhesive mass by means of a pretensioning element. Due to the time-delayed post-curing of the slowly or moderately reactive first adhesive sub-mass in the prestressed area, the bias of the fastener is chemically fixed.
  • the drill motor and the ejection unit can be removed immediately after the complete application of the adhesive mass and a next fastening element can be set, since at least a partial anchoring of the fastening element is achieved immediately after the complete pressing out of the adhesive mass.
  • the invention thus also relates to a fastening element for chemical anchoring in a substrate, comprising a receiving body for an extrudable adhesive mass, wherein a drill head is provided at one end of the receiving body, and an adhesive package according to the invention introduced into the receiving body, wherein the adhesive pack is arranged in the receiving body in that the first composition is adjacent to the drill bit and the second composition is adjacent to an end of the fastener opposite the bit.
  • the adhesive mass After the complete pressing out of the adhesive mass, at least two different rapidly curing partial compositions are present.
  • the first effluent by mixing the hardener component and the first composition
  • the resulting adhesive subassembly cures at a moderate speed and ensures the subsequent flow of the second adhesive subassembly, which is formed by mixing the hardener component and the second composition.
  • the second partial mass flowing out after the first partial adhesive composition cures faster than the first partial composition and advantageously immediately. This ensures that the fastener is anchored quickly and safely in the ground, the fast-curing adhesive sub-mass comes to rest in the area of the bottom of the hole, whereby an advantageous force is ensured in the ground.
  • the fastening elements according to the invention can be set independently of the temperature of the substrate, with which the fastening element according to the invention can be used flexibly, in particular in tunnels or tunnels. Normally, hardening compounds are used on cold surfaces and slowly hardening compounds on hot or warm surfaces. Since the fastening element according to the invention has at least two different adhesive fast curing adhesive masses, a secure anchoring of the fastener is guaranteed in different substrates.
  • Fig. 1 shown self-drilling fastener 11 here in the form of a rock anchor, has a hollow cylindrical receiving body 12, at a first, lying in the direction S end 13 a drill head 16 and at the opposite end 14 a rotary driving means 15, z. B. in the form of a detachable with a drill, not shown here, polygon.
  • the drill head 16 has a first central passage opening 17 and two further radial passage openings 19. Further, a funnel-shaped, tapered to the free end of the drill head 16 receptacle 18 is provided in the drill head 16.
  • the adhesive package 20 according to the invention comprises a tubular film bag 23 for receiving a multi-component adhesive composition 26.
  • the opposite ends of the film bag 23 are each tied with a metal wire 22 and closed.
  • the multicomponent mass 26 of the adhesive pack 20 comprises a reactive resin component 28 and a hardener component 27, which are stored in separate chambers and cure in the mixed state.
  • the hardener component 27 is provided in a first chamber 24 of the film bag 23 running in the longitudinal direction of the film bag 23.
  • the reactive resin component 28 is provided in a second chamber 25 of the film bag 23 running parallel to the first chamber 24 and comprises at least a first composition 29 and a second composition 30 different from the first composition 29.
  • the first composition 29 and the second composition 30 are arranged one behind the other in the continuous, extending from one end to the other end of the film bag 23 second chamber 25 of the film bag 23. Between the first composition 29 and the second composition 30, a dividing wall 33 that advantageously opens easily under pressure can be provided. However, the rheological properties of the compositions 29, 30 are preferably adjusted in such a way that stable flow limits are formed in the storage state, which prevent mixing.
  • a polymerizable composition 40 is arranged on one of the first composition 29 opposite end 32 of the film bag 23, which hardens more slowly than the second composition 30.
  • the further polymerizable composition 40 is in terms of their rheological properties so set to provide leakage protection for the second composition 30 and / or the hardener component 27.
  • the first composition 29 and the further polymerizable composition 40 may advantageously have the same formulation.
  • other additives such as binders and Tixotropierstoff the other composition can be optimally adapted to the function as leakage protection.
  • the hardener component 27 preferably contains a peroxide, preferably dibenzoyl peroxide.
  • reactive resin component 28 preference is given to using compositions having at least one olefinically unsaturated base resin, a reactive diluent and a curing accelerator.
  • Examples of the base resin are vinyl ester resins, urethane (meth) acrylate resins and unsaturated polyester resins.
  • Suitable curing accelerators are tertiary amines such as triethylamine, dialkylarylamines such as N, N-dimethyl-p-toluidine and N, N-dimethylaniline, capped amines in the form of imines such as the aniline and butanal imine, and dihydropyridine derivatives, also mixed with one another.
  • metal salts such as Cu, Co, Mn, Sn and Ce salts, for example, copper octanoate or cobalt octanoate, can be used as curing accelerators which catalyze the decomposition of peroxides.
  • the base resin is preferably a vinyl ester resin.
  • the adhesive pack 20 is inserted into the receiving body such that the second composition 30 is arranged in the setting direction S behind the first composition 29.
  • the fastener 11 is, as in Fig. 3 shown as a whole with a drilling / Auspresstechnik, not shown here, which can be coupled to the rotary driving means 15 of the receiving body 12, drilled into the substrate 6.
  • the squeezing piston 36 After reaching the desired drilling depth of the squeezing piston 36, for example by means of water pressure is applied via the squeezing unit, wherein first the mixing element 31 is pushed in the direction of the drill head 16 until the free end of the mixing element 31 comes to rest in the receptacle 18 of the drill head 16 , Upon further pressurization of the extrusion piston 36, the adhesive mass 26 flows out of the fastening element 11 with the mixing of the hardener component 27 and the reactive resin component 28 through the passage openings 17 and 19 in the drill head 16.
  • the slow-curing part mass 41 of the hardener component 27 and the first composition 29 flows first from the fastening element 11th and fills the gap between the outer wall of the receiving body 12 and the borehole wall 7 from the bottom of the hole.
  • the subsequently flowing out second partial mass 42 of the hardener component 27 and the second composition 30, which hardens faster, displaces the first part mass 41 further in the direction of the second end 14 of the receiving body 12. Since the second part mass 42 cures quickly in a few minutes, the fastening element 11 anchored after pressing the adhesive mass 26 in the area of the borehole bottom and sufficiently resilient. After the time-delayed curing of the first part of the mass 41, the fastener 11 is completely anchored in the ground 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klebstoffpackung (20) und deren Verwendung mit einem Verankerungselement. Die Klebstoffpackung (20) umfasst einen schlauchförmigen Folienbeutel (23) zur Aufnahme einer mehrkomponentigen Klebstoffmasse (26) mit wenigstens einer Härterkomponente (27) und einer von der Härterkomponente getrennten Reaktivharzkomponente (28). Die Reaktivharzkomponente (28) umfasst wenigstens eine erste Zusammensetzung (29) und eine zweite Zusammensetzung (30), die unterschiedlich schnell aushärten und die im schlauchförmigen Folienbeutel (23) hintereinander angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Klebstoffpackung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktivharzkomponente (28) eine weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) umfasst, die hinter der zweiten Zusammensetzung (30) an einem der ersten Zusammensetzung (29) gegenüberliegenden Ende (32) des Folienbeutels angeordnet ist, wobei die weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) langsamer aushärtet als die zweite Zusammensetzung (30) und einen Auslaufschutz für die zweite Zusammensetzung (30) und/oder die Härterkomponente (27) bereitstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Klebstoffpackung, insbesondere zur Verwendung mit einem Verankerungselement, mit einem schlauchförmigen Folienbeutel zur Aufnahme einer mehrkomponentigen Klebstoffmasse.
  • Befestigungselemente zur chemischen Verankerung in einem Untergrund sind im Stand der Technik beispielsweise aus der US 4,303,354 bekannt. Bei diesem Verankerungselement werden in ein zuvor erstelltes Bohrloch zwei Folienbeutel mit unterschiedlich schnell aushärtbaren Massen eingeführt, von denen der dem Bohrlochgrund zugewandte Folienbeutel eine schnell aushärtende Zusammensetzung und der sich daran anschließende Folienbeutel eine vergleichsweise langsamer härtende Zusammensetzung enthält. Beim Einführen des Befestigungselementes wird zuerst der Folienbeutel mit der langsam härtenden Zusammensetzung zerstört und die darin enthaltenden Komponenten zu einem ersten aushärtbaren Masse vermischt. Anschließend wird der Folienbeutel mit der schnell härtenden Zusammensetzung zerstört und die darin enthaltenen Komponenten zu einer zweiten aushärtbaren Masse vermischt, wobei diese sofort auszuhärten beginnt, während die erste Masse zeitlich verzögert aushärtet.
  • Die DE 10 2009 002 951 A1 zeigt einen selbstbohrenden Felsanker mit einem hohlzylindrischen Aufnahmekörper, der an einem Ende einen Bohrkopf aufweist und in dem eine auspressbare, mehrkomponentige Masse vorgesehen ist. Die mehrkomponentige Masse umfasst zumindest eine Härterkomponente und zumindest eine Reaktivharzkomponente, die getrennt von einander gelagert sind und die im gemischten Zustand aushärten. Im Bereich des Bohrkopfs sind Durchgangsöffnungen für die mehrkomponentige Masse vorgesehen. Die Reaktivharzkomponente umfasst zwei unterschiedliche Zusammensetzungen, die hintereinander angeordnet sind, wobei die zweite, im Gemisch mit der Härterkomponente schnell aushärtende Zusammensetzung der Reaktivharzkomponente in Bezug auf die Setzrichtung des Befestigungselementes hinter der ersten Zusammensetzung der Reaktivharzkomponente angeordnet ist, welche im Gemisch mit der Härterkomponente langsamer als die zweite Zusammensetzung härtet.
  • Die Härterkomponente und die Reaktivharzkomponente sind üblicherweise in getrennten Kammern eines schlauchförmigen Folienbeutels aufgenommen. Die Folienbeutel werden an ihren Enden mittels Metalldraht oder Metallclips verschlossen. Typischerweise werden hierzu Drähte aus Aluminium, Eisen oder Kupfer eingesetzt. Das Abbinden und Verschließen der Folienbeutel mit Metalldraht oder Metallclips stellt allerdings keinen absolut dichten Verschluss bereit, da die Quetschung der verschiedenen Folienlagen durch den Metalldraht oder Metallclip zur Ausbildung kleinster Kapillarkanäle im Verschlussabschnitt des Folienbeutels führen kann. Darüber hinaus kann die Folienhaut des Folienbeutels durch das Zusammenpressen des Metalldrahts verletzt und beschädigt werden. Bei dünnen Folien können auch die in der Klebstoffmasse enthaltenen körnigen Füllstoffe zu einer Verletzung der Folienhaut führen.
  • Durch die Kapillarkanäle, die im Verschlussabschnitt des Folienbeutels gebildet sind, können insbesondere die dünnflüssigen Bestandteile der Klebstoffmasse kontinuierlich austreten. Bei den dünnflüssigen Bestandteilen kann es sich insbesondere um das Phlegmatisierungsmittel der Härterkomponente, beispielsweise Wasser, und den Reaktivverdünner bzw. Härtungsbeschleuniger der Reaktivharzkomponente, beispielsweise Styrol oder N,N-Dimethylanilin, handeln. Der kontinuierliche Abfluss dieser flüssigen Bestandteile während der Lagerung des Folienbeutels kann jedoch zu einem Ungleichgewicht der Gesamtrezeptur im Anwendungsfall führen und schlimmstenfalls die Aushärtung der Klebstoffmassen beeinträchtigen und/oder verzögern.
  • Die mit dem Austreten der flüssigen Komponenten während der Lagerung verbundene Volumenänderung kann ebenfalls die funktionsgerechte Anwendung des Folienbeutels beeinträchtigen. Bei konventionellen Verankerungssystemen kann ein erschlaffter Folienbeutel beispielsweise dazu führen, dass die drehend eingeführte Ankerstange den Folienbeutel nicht reproduzierbar zerschneidet. Im Falle eines selbstbohrenden Verankerungselements kann die Kammer, in der die Reaktionharzkomponente gelagert ist, die Kammer für die Härterkomponente abquetschen und damit das gleichmäßige Auspressen der Härterkomponente stören.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Klebstoffpackung bereitzustellen, die in chemisch verankerten Befestigungselementen auch nach längerer Lagerzeit noch zuverlässig und mit gleichbleibender Funktionsfähigkeit eingesetzt werden kann.
  • Die Aufgabe ist durch eine Klebstoffpackung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung der erfindungsgemäßen Klebstoffpackung mit einem Verankerungselement gemäß Anspruch 10.
  • Die Erfindung stellt somit eine Klebstoffpackung bereit, bei der vorzugsweise in einer durchgängigen Kammer eines an beiden Enden verschlossenen Folienbeutels mehrere unterschiedlich härtbare Reaktivharzzusammensetzungen enthalten sind. Nach dem vollständigen Entleeren des Folienbeutels und der Durchmischung der Härterkomponente mit der Reaktivharzkomponente liegen wenigstens zwei unterschiedlich schnell härtende Massen vor. Vorteilhafterweise härtet die zuerst in das Bohrloch eingebrachte Masse mit moderater Geschwindigkeit aus, um das Nachströmen der zweiten Masse nicht durch vorzeitige Gelierung bzw. Aushärtung zu blockieren. Die nach der ersten Masse ausströmende zweite Masse soll vorzugsweise sofort aushärten, um eine Anfangsfestigkeit der Verbindung zwischen dem Verankerungselement und dem umgebenden Gestein zu gewährleisten.
  • Die zuletzt in den Folienbeutel abgefüllte und damit hinter der zweiten Zusammensetzung angeordnete weitere polymerisierbare Zusammensetzung übernimmt im Anwendungsfall keine geschwindigkeitsbestimmende Funktion für die Aushärtung. Sie stellt jedoch während der Lagerzeit einen Auslaufschutz für die üblicherweise niedrigviskose zweite Reaktivharzzusammensetzung dar.
  • Der Anteil der weiteren polymerisierbaren Zusammensetzung an der Gesamtmenge der Klebstoffmasse wird daher vorzugsweise im Hinblick auf die Funktion als Auslaufschutz festgelegt. Daher kann eine im Vergleich zur ersten und zweiten Zusammensetzung wesentlich geringere Menge der weiteren polymerisierbaren Zusammensetzung vorhanden sein.
  • Die Erfindung ermöglicht den Einsatz von hochreaktiven Klebstoffmassen, die üblicherweise Reaktivverdünner auf Basis von (Meth)acrylaten enthalten. Da diese Verbindungen bei den üblichen Gebrauchstemperaturen von 0 bis 35 °C als Flüssigkeiten vorliegen, kann mit der erfindungsgemäßen Klebstoffpackung eine wesentlich verbesserte Lagerstabilität und eine gleichbleibende Funktionsfähigkeit erreicht werden.
  • Die erfindungsgemäße Klebstoffpackung ermöglicht ferner eine schnelle Setzzeit von vorspannbaren und nicht vorspannbaren Verankerungselementen unabhängig von der Umgebungstemperatur des Gesteins, da sowohl eine für kalte Gesteine vorteilhafte schnellhärtende Masse sowie eine langsam aushärtende Klebstoffmasse vorhanden ist, die für die Verwendung mit wärmeren Gesteinen vorteilhaft ist.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform können für die erste Zusammensetzung und die weitere polymerisierbare Zusammensetzung gleiche Formulierungen verwendet werden. Dies erleichtert die Produktion der Klebstoffpackung, da keine zusätzlichen Harzkomponenten bereitgestellt werden müssen.
  • Falls für die erste Zusammensetzung und die weitere polymerisierbare Zusammensetzung verschiedene Formulierungen verwendet werden, kann die weitere Zusammensetzung optimal an die Funktion als Auslaufschutz angepasst werden, beispielsweise durch Einstellung einer hohen Viskosität oder die Verwendung von Komponenten, mit denen die Kapillaren im Verschlussabschnitt des Folienbeutels blockiert werden können.
  • Die Härterkomponente der erfindungsgemäßen Klebstoffpackung enthält vorzugsweise ein Peroxid, bevorzugt Dibenzoylperoxid. Beispiele für weitere Peroxide sind Cumolhydroperoxid, Di-tert.-butylperoxid und Kaliumperoxodisulfat
  • Als Reaktivharzkomponente werden bevorzugt Zusammensetzungen mit wenigstens einem olefinisch ungesättigten Grundharz, einem Reaktivverdünner und einem Härtungsbeschleuniger eingesetzt. Reaktivharze zur Verwendung in Klebstoffmassen zur chemischen Verankerung von Befestigungselementen sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise in der DE-A 42 31 161 oder der US-A 4,518,283 offenbart.
  • Beispiele für das Grundharz sind Vinylesterharze, insbesondere Monomer- und Oligomergemische von Estern der Acrylsäure und Methacrylsäure, die allgemein als Mono-, Di-, Tri- oder Poly(meth)acrylate bezeichnet werden. Besonders bevorzugt sind Vinylesterharze auf Basis von Epoxy(meth)acrylat, Urethan(meth)-acrylat, Harnstoff(meth)acrylat, Urethan/Harnstoff(meth)acrylat, ethoxyliertem Bisphenol-A-di-(meth)acrylat und Alkyl(meth)acrylaten mit oder ohne Hydroxysubstituenten sowie deren Mischungen. Ferner können auch ungesättigte Polyesterharze verwendet werden.
  • Der Reaktivverdünner umfasst vorzugsweise Verbindungen, die aus der aus Alkyl(meth)acrylat, Hydroxyalkyl(meth)acrylat, insbesondere Hydroxypropyl-(meth)acrylat und Hydroxyethyl(meth)acrylat, Styrol und Styrolderivaten wie Divinylbenzol und Alkylstyrol, insbesondere α-Methylstyrol, Vinyltoluol und tert-Butylstyrol, sowie Ethylenglykoldi(meth)acrylat und Butandioldi(meth)acrylat) bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Bevorzugt sind Styrol und Butandioldi(meth)acrylat.
  • Beispiele für geeignete Härtungsbeschleuniger sind tertiäre Amine wie Triethylamin, Dialkylarylamine wie N,N-Dimethyl-p-toluidin und N,N-Dimethylanilin, verkappte Amine in Form von Iminen wie das Imin aus Anilin und Butanal, und Dihydropyridinderivate wie 3,5-Diethyl-1,2-dihydro-l-phenyl-2-propylpyridin, auch im Gemisch miteinander. Außerdem können Metallsalze wie Cu-, Co-, Mn-, Sn- und Ce-Salze, beispielsweise Kupferoctanoat oder Kobaltoctanoat, als Härtungsbeschleuniger eingesetzt werden, die den Zerfall von Peroxiden katalysieren.
  • Darüberhinaus kann sowohl die Reaktivharzkomponente als auch die Härterkomponente noch ein oder mehrere weitere Zusätze beinhalten. Als weitere Zusätze können Weichmacher, nicht reaktive Verdünnungsmittel oder Flexibilisatoren, z.B. Lösungsmittel, Stabilisatoren, Rheologiehilfsmittel, Thixotropiermittel, Netzmittel, färbende Zusätze, Dispergiermittel, Emulgatoren, Antioxidantien, Licht-, UV- oder IR-Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Haftvermittler und Verlaufsmittel enthalten sein. Derartige weitere Zusätze können vorzugsweise, bezogen auf das gesamte Gewicht der Klebstoffmasse, in Anteilen von insgesamt 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 20 Gew.-%, vorliegen.
  • Auch Füllstoffe können gegebenenfalls in einer oder mehreren der Komponenten vorhanden sein. Beispiele für übliche Füllstoffe sind Kreide, Quarz, Polymerpulver, Glas- und Hohlglaskugeln, Korund, Talkum, die als Pulver, Granulat oder in Form von Formkörpern, auch im Gemisch miteinander, zugesetzt sein können. Der Anteil an Füllstoffen kann, bezogen auf das Gesamtgewicht der Klebstoffmasse, beispielsweise von 0 bis 80 Gew.-% betragen, vorzugsweise bis 50%.
  • Dem Fachmann ist bekannt, wie aus den genannten Bestandteilen für die Härterkomponente und die Reaktivharzkomponente schneller oder langsamer härtende Massen formuliert werden können. Für die schneller härtende Klebstoffteilmasse mit der zweiten Zusammensetzung in der Reaktivharzkomponente sind beispielsweise Reaktivverdünner auf (Meth)acrylatbasis, insbesondere Butandiol(meth)acrylat, sowie Grundharze auf Vinylesterbasis bevorzugt.
  • Desweiteren kann die Aushärtungszeit der jeweiligen Klebstoffteilmasse durch den Anteil an Härtungsbeschleuniger beeinflusst werden, wobei die zweite Zusammensetzung in der schnell härtenden Teilmasse bevorzugt Anteile an Härtungsbeschleuniger von 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Anteile von Grundharz und Reaktivverdünner in der zweiten Zusammensetzung, enthält.
  • Die erste Zusammensetzung in der langsamer härtenden Klebstoffteilmasse enthält bevorzugt ein Styrolderivat als Reaktivverdünner, besonders bevorzugt Styrol. Das Grundharz ist bevorzugt ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Vinylesterharz und/oder ein Urethan(meth)acrylatharz. Der Anteil des Härtungsbeschleunigers in der ersten Zusammensetzung beträgt vorzugsweise von 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Grundharz und Reaktivverdünner in der ersten Zusammensetzung.
  • Die Aushärtungszeit der ersten Klebstoffteilmasse, nach dem Zumischen der Härterkomponente zur ersten Zusammensetzung, beträgt vorzugsweise etwa 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 10 Minuten. Die Aushärtungszeit der durch Vermischen der zweiten Zusammensetzung mit der Härterkomponente gebildeten zweiten, schnell härtenden Klebstoffteilmasse liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30 Sekunden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewichtsverhältnis von Reaktivharzkomponente zu Härterkomponente etwa 1:1 bis 10:1, bevorzugt 3: 1 bis 5:1.
  • Das Gewichtsverhältnis der ersten Zusammensetzung und der zweiten Zusammensetzung in der Reaktivharzkomponente beträgt vorzugsweise von etwa 2:1 bis etwa 1:2. Besonders bevorzugt liegen die beiden Zusammensetzungen in der Reaktivharzkomponente etwa in gleichen Anteilen vor.
  • Die als Auslaufschutz am Ende des Folienbeutels vorgesehene weitere polymerisierbare Zusammensetzung der Reaktivharzkomponente enthält, wie die erste Zusammensetzung, bevorzugt ein Styrolderivat als Reaktivverdünner, besonders bevorzugt Styrol, vorzugsweise in einem Anteil von 0,05 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf Gesamtgewicht von Grundharz und Reaktivverdünner in der weiteren Zusammensetzung.
  • Das Grundharz ist bevorzugt ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Vinylesterharz und/oder ein Urethan(meth)acrylatharz und liegt vorzugsweise in einem Anteil von 30 bis 99,95 Gewichtsprozent, bezogen auf Gesamtgewicht von Grundharz und Reaktivverdünner in der weiteren Zusammensetzung.
  • Der Anteil des Härtungsbeschleunigers in der weiteren Zusammensetzung beträgt vorzugsweise von 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Grundharz und Reaktivverdünner in der weiteren Zusammensetzung.
  • Für die erste Zusammensetzung und die weitere polymerisierbare Zusammensetzung können im Wesentlichen gleiche Formulierungen verwendet werden, wobei die rheologischen Eigenschaften der weiteren Zusammensetzung gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Zusätze wie Bindemittel oder Tixotropiermittel gemäß ihrer Funktion als Auslaufschutz eingestellt sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebstoffpackung ist die als Auslaufschutz am Ende des Folienbeutels vorgesehene weitere polymerisierbare Zusammensetzung in der Reaktivharzkomponente in einem Volumenanteil von 2 bis 30 Prozent, bezogen auf das Gesamtvolumen von Härterkomponente und Reaktivharzkomponente, vorhanden. Die genaue Menge der weiteren polymerisierbaren Zusammensetzung wird vom Fachmann aufgrund der Geometrie der Klebstoffpackung und der rheologischen Eigenschaften der zweiten Zusammensetzung festgelegt werden. Beispielsweise werden breitere Folienbeutel sowie niedrigviskose Einstellungen der schnell härtenden zweiten Zusammensetzung eine größere Menge der weiteren Zusammensetzung erfordern.
  • Allgemein wird die weitere polymerisierbare Zusammensetzung in einer so geringen Menge eingesetzt, dass die Funktion der schnell härtenden Klebstoff teil masse zur Bereitstellung einer hinreichenden Anfangsfestigkeit nicht beeinträchtigt ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die weitere polymerisierbare Zusammensetzung alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen ein einen in der Zusammensetzung und/oder wahlweise in einem mit der Zusammensetzung verträglichen Lösungsmittel gelösten, nicht porösen Feststoff enthalten. Der in der Zusammensetzung und/oder dem Lösungsmittel enthaltene Feststoff wird dann in die Kapillaren im Verschlussabschnitt des Folienbeutels gezogen werden und die Kapillaren nach dem Verdampfen der flüchtigen Komponenten der Zusammensetzung blockieren.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die weitere polymerisierbare Zusammensetzung eine lufthärtende und/oder feuchtigkeitshärtende Komponente enthält. Nach dem Austreten der Zusammensetzung aus dem Verschlussabschnitt des Folienbeutels härtet die weitere polymerisierbare Zusammensetzung unter Umgebungsbedingungen aus und blockiert so ebenfalls die Kapillaren im Verschlussabschnitt des Folienbeutels.
  • Der schlauchförmige Folienbeutel der erfindungsgemäßen Klebstoffpackung ist vorteilhaft aus einer auf die chemischen Eigenschaften der Komponenten der Klebstoffmasse abgestimmten, mehrschichtigen Folie gebildet.
  • Bevorzugt sind alle Komponenten der Klebstoffmasse in einem gemeinsamen schlauchförmigen Folienbeutel angeordnet. Der Folienbeutel ist vorteilhaft aus einem flächigen Material geformt, das zur Ausbildung der erforderlichen Anzahl von Kammern gefaltet und entsprechend verschweißt wird.
  • Die Härterkomponente und die Reaktivharzkomponente der Klebstoffmasse sind vorzugsweise in getrennten Kammern des Folienbeutels angeordnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Härterkomponente und die Reaktivharzkomponente jeweils in einer durchgängigen Kammer des Folienbeutels angeordnet, die sich von einem Ende des Folienbeutels zu dessen anderem Ende erstreckt.
  • Die Trennung der verschiedenen Zusammensetzungen der Reaktivharzkomponente erfolgt vorzugsweise durch eine geeignete Einstellung ihrer rheologischen Eigenschaften, insbesondere durch Auswahl eines Grundharzes mit geeigneter Viskosität und Einstellung des Anteils an Reaktivverdünner sowie wahlweise durch Zusatz weiterer Additive wie Tixotropiermittel und Bindemittel. Dadurch bilden sich Fließgrenzen zwischen den Zusammensetzungen aus, die eine Durchmischung der Zusammensetzungen während der Lagerung der Klebstoffpackung verhindern.
  • Die erfindungsgemäße Klebstoffpackung eignet sich vorzugsweise zur Verwendung mit einem Befestigungselement zur chemischen Verankerung.
  • Dieses Verankerungselement kann selbstbohrend oder nicht-selbstbohrend ausgebildet sein.
  • Bei einer Verwendung mit nicht selbstbohrenden Verankerungselementen wird die Klebstoffpackung so in ein vorgefertigtes Bohrloch eingebracht, dass die zweite Zusammensetzung zum Bohrlochgrund zeigt. Anschließend wird das Verankerungselement in das Bohrloch eingeführt und zerschneidet die Klebstoffpackung, so dass die Härterkomponente und die Reaktivharzkomponente austreten und wenigstens zwei unterschiedlich schnell härtende Klebstoffteilmassen bereitstellen.
  • Besonders bevorzugt ist das Befestigungselement ein selbstbohrender Gebirgsanker, der als Passivanker oder als Aktivanker ausgestaltet sein kann.
  • Beim Aktivanker kann das über die schnell härtende Klebstoffteilmasse im Untergrund bereits teilweise verankerte Befestigungselement nahezu direkt nach dem vollständigen Auspressen der Klebstoffmasse mittels eines Vorspannelements vorgespannt werden. Durch das zeitlich verzögerte Nachhärten der langsam beziehungsweise moderat reagierenden ersten Klebstoffteilmasse im vorgespannten Bereich, wird die Vorspannung des Befestigungselementes chemisch fixiert.
  • Beim Passivanker können der Bohrmotor und die Auspresseinheit sofort nach dem vollständigen Ausbringen der Klebstoffmasse entfernt und ein nächstes Befestigungselement gesetzt werden, da unmittelbar nach dem vollständigen Auspressen der Klebstoffmasse zumindest eine teilweise Verankerung des Befestigungselementes erreicht wird.
  • Die Erfindung betrifft somit auch ein Befestigungselement zur chemischen Verankerung in einem Untergrund, mit einem Aufnahmekörper für eine auspressbare Klebstoffmasse, wobei an einem Ende des Aufnahmekörpers ein Bohrkopf vorgesehen ist, und einer in den Aufnahmekörper eingebrachten erfindungsgemäßen Klebstoffpackung, wobei die Klebstoffpackung so im Aufnahmekörper angeordnet ist, dass die erste Zusammensetzung dem Bohrkopf und die zweite Zusammensetzung einem dem Bohrkopf gegenüberliegenden Ende des Befestigungselements benachbart ist.
  • Nach dem vollständigen Auspressen der Klebstoffmasse liegen mindestens zwei unterschiedlich schnell härtende Teilmassen vor. Die zuerst ausströmende, durch Vermischen der Härterkomponente und der ersten Zusammensetzung gebildete Klebstoffteilmasse härtet mit moderater Geschwindigkeit aus und gewährleistet das Nachströmen des zweiten Klebstoffteilmasse, die durch Vermischen der Härterkomponente und der zweiten Zusammensetzung gebildet ist. Die nach der ersten Klebstoffteilmasse ausströmende zweite Teilmasse härtet schneller als die erste Teilmasse und vorteilhaft sofort aus. Damit ist sichergestellt, dass das Befestigungselement schnell und sicher im Untergrund verankert ist, wobei die schnell aushärtende Klebstoffteilmasse im Bereich des Bohrlochgrunds zu liegen kommt, womit eine vorteilhafte Krafteinleitung in den Untergrund gewährleistet ist.
  • Durch die unterschiedlichen Aushärtungszeiten der Klebstoffteilmassen lassen sich die erfindungsgemäßen Befestigungselemente unabhängig von der Temperatur des Untergrundes setzen, womit das erfindungsgemäße Befestigungselement flexibel insbesondere im Tunnel- oder Stollenbau einsetzbar ist. Normalerweise gelangen bei kalten Untergründen schnell härtende Massen und bei heissen beziehungsweise bei warmen Untergründen langsam härtende Massen zur Anwendung. Da das erfindungsgemäße Befestigungselement mindestens zwei unterschiedlich schnell härtende Klebstoffteilmassen aufweist, ist eine sichere Verankerung des Befestigungselementes in unterschiedlichen Untergründen gewährleistet.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 ein selbstbohrendes Befestigungselement in Form eines Gebirgsankers in einem schematischen Längsschnitt;
    • Figur 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Klebstoffpackung; und
    • Figur 3 eine Ansicht des selbstbohrenden Befestigungselements in gesetztem Zustand.
  • Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Das in der Fig. 1 dargestellte selbstbohrende Befestigungselement 11 , hier in Form eines Gebirgsankers, weist einen hohlzylindrischen Aufnahmekörper 12 auf, der an einem ersten, in Setzrichtung S liegenden Ende 13 einen Bohrkopf 16 und am gegenüberliegenden Ende 14 ein Drehmitnahmemittel 15 , z. B. in Form eines mit einem hier nicht dargestellten Bohrgerät kuppelbaren Mehrkants auf. Der Bohrkopf 16 weist eine erste zentrale Durchtrittsöffnung 17 sowie zwei weitere radiale Durchtrittsöffnungen 19 auf. Weiter ist eine trichterförmig ausgebildete, sich zum freien Ende des Bohrkopfs 16 verjüngende Aufnahme 18 im Bohrkopf 16 vorgesehen.
  • Im Aufnahmekörper 12 ist ein Innenrohr 21 vorgesehen, in dem die erfindungsgemäße Klebstoffpackung 20 angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Klebstoffpackung 20 umfasst einen schlauchförmigen Folienbeutel 23 zur Aufnahme einer mehrkomponentigen Klebstoffmasse 26. Die einander gegenüberliegenden Enden des Folienbeutels 23 sind jeweils mit einem Metalldraht 22 abgebunden und verschlossen.
  • Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, umfasst die mehrkomponentige Masse 26 der Klebstoffpackung 20 eine Reaktivharzkomponente 28 und eine Härterkomponente 27, die in voneinander getrennten Kammern gelagert sind und die im gemischten Zustand aushärten. Die Härterkomponente 27 ist in einer in Längsrichtung des Folienbeutels 23 verlaufenden, ersten Kammer 24 des Folienbeutels 23 vorgesehen. Die Reaktivharzkomponente 28 ist in einer parallel zur ersten Kammer 24 verlaufenden zweiten Kammer 25 des Folienbeutels 23 vorgesehen und umfasst wenigstens eine erste Zusammensetzung 29 sowie eine von der ersten Zusammensetzung 29 verschiedene, zweite Zusammensetzung 30.
  • Die erste Zusammensetzung 29 und die zweite Zusammensetzung 30 sind hintereinander in der durchgängigen, sich von einem Ende zum anderen Ende des Folienbeutels 23 erstreckenden zweiten Kammer 25 des Folienbeutels 23 angeordnet. Zwischen der ersten Zusammensetzung 29 und der zweiten Zusammensetzung 30 kann eine sich vorteilhaft unter Druck leicht öffnende Trennwand 33 vorgesehen sein. Bevorzugt sind jedoch die rheologischen Eigenschaften der Zusammensetzungen 29, 30 so eingestellt, dass sich im Lagerzustand stabile Fließgrenzen ausbilden, die eine Durchmischung verhindern.
  • Die zweite Zusammensetzung 30 der Reaktivharzkomponente 28 härtet im Gemisch mit der Härterkomponente 27 schneller aus als die erste Zusammensetzung 29.
  • Hinter der zweiten Zusammensetzung 30 ist an einem der ersten Zusammensetzung 29 gegenüberliegenden Ende 32 des Folienbeutels 23 eine weitere polymerisierbare Zusammensetzung 40 angeordnet, die langsamer aushärtet als die zweite Zusammensetzung 30. Die weitere polymerisierbare Zusammensetzung 40 ist bezüglich ihrer rheologischen Eigenschaften so eingestellt, dass sie einen Auslaufschutz für die zweite Zusammensetzung 30 und/oder die Härterkomponente 27 bereitstellt.
  • Die erste Zusammensetzung 29 und die weitere polymerisierbare Zusammensetzung 40 können vorteilhaft die gleiche Formulierung aufweisen. Durch Verwendung weiterer Zusätze wie Bindemittel und Tixotropiermittel kann die weitere Zusammensetzung optimal an die Funktion als Auslaufschutz angepasst werden.
  • Die Härterkomponente 27 enthält vorzugsweise ein Peroxid, bevorzugt Dibenzoylperoxid.
  • Als Reaktivharzkomponente 28 werden bevorzugt Zusammensetzungen mit wenigstens einem olefinisch ungesättigten Grundharz, einem Reaktivverdünner und einem Härtungsbeschleuniger eingesetzt.
  • Beispiele für das Grundharz sind Vinylesterharze, Urethan(meth)acrylatharze und ungesättigte Polyesterharze.
  • Der Reaktivverdünner umfasst vorzugsweise Verbindungen, die aus der aus Alkyl(meth)acrylat, Hydroxyalkyl(meth)acrylat, Styrol und Styrolderivaten sowie Ethylenglykoldi(meth)acrylat und Butandioldi(meth)acrylat) bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Bevorzugt sind Styrol und Butandioldi(meth)acrylat.
  • Beispiele für geeignete Härtungsbeschleuniger sind tertiäre Amine wie Triethylamin, Dialkylarylamine wie N,N-Dimethyl-p-toluidin und N,N-Dimethylanilin, verkappte Amine in Form von Iminen wie das Imin aus Anilin und Butanal, und Dihydropyridinderivate, auch im Gemisch miteinander. Außerdem können Metallsalze wie Cu-, Co-, Mn-, Sn- und Ce-Salze, beispielsweise Kupferoctanoat oder Kobaltoctanoat, als Härtungsbeschleuniger eingesetzt werden, die den Zerfall von Peroxiden katalysieren.
  • Darüberhinaus kann sowohl die Reaktivharzkomponente als auch die Härterkomponente noch ein oder mehrere weitere Zusätze und Füllstoffe beinhalten.
  • Für die zweite Zusammensetzung 30 in der Reaktivharzkomponente 28 wird bevorzugt ein Reaktivverdünner auf (Meth)acrylatbasis, insbesondere Butandiolmethacrylat verwendet. Das Grundharz ist bevorzugt ein Vinylesterharz.
  • Die erste Zusammensetzung 29 und die weitere polymerisierbare Zusammensetzung 40 enthalten bevorzugt Styrol oder ein Styrolderivat als Reaktivverdünner, besonders bevorzugt Styrol. Das Grundharz ist bevorzugt ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Vinylesterharz und/oder ein Urethan(meth)-acrylatharz.
  • Beispielhafte Formulierungen für die erste und die zweite Zusammensetzung 29, 30 und die weitere polymerisierbare Zusammensetzung 40 der Reaktivharzkomponente 28 sowie die Härterkompenente 27 sind nachfolgend angegeben. Diese Beispiele sind jedoch nicht abschließend. Vielmehr kann für die Formulierung der Klebstoffmasse auf die oben beschriebenen und die weiter im Stand der Technik bekannten Komponenten und Zusammensetzungen zurückgegriffen werden.
    • 1. Härterkomponente 27:
  • Dibenzoylperoxid 20.0 Gew.-%
    Wasser 30.0 Gew.-%
    Quarz 0.01 bis 0.03 mm 50.0 Gew.-%
    • 2. Erste Zusammensetzung 29 und polymerisierbare Zusammensetzung 40:
  • Ungesättigtes Polyesterharz 27.0 Gew.-%
    Styrol 18.0 Gew.-%
    Dimethylanilin 0.1 Gew.-%
    Kreide 52.9 Gew.-%
    Pyrogene Kieselsäure 2.0 Gew.-%
    • 3. Zweite Zusammensetzung 30:
  • Bisphenol-A-diglycidyl-dimethacrylat 25.0 Gew.-%
    1,4 Butandiol dimethacrylat 20.0 Gew.-%
    Dimethylanilin 1.0 Gew.-%
    Kreide 51.5 Gew.-%
    Pyrogene Kieselsäure 2.5 Gew.-%
  • Die erste Zusammensetzung 29 und die zweite Zusammensetzung 30 liegen in der Reaktivharzkomponente in Gewichtsanteilen von 2:1 bis 1:2 vor. Das Mischungsverhältnis der Reaktivharzkomponente 28 mit der Härterkomponente 27 beträgt zwischen etwa 5 und 3 Gewichtsteile zu 1 Gewichtsteil (5:1 bis 3:1).
  • Der Anteil der weiteren polymerisierbaren Zusammensetzung 40 wird allgemein so gewählt, dass die Funktion der zweiten Zusammensetzung 30 zur Bereitstellung einer hinreichenden Anfangsfestigkeit der Klebstoffmasse nicht beeinträchtigt ist.
  • Insbesondere kann die weitere polymerisierbare Zusammensetzung in der Reaktivharzkomponente 28 in einem Volumenanteil von 2 bis 30 Prozent, bezogen auf das Gesamtvolumen von Härterkomponente 27 und Reaktivharzkomponente 28 vorgesehen sein.
  • Wie in Fig. 1 weiter gezeigt wird, ist im Innenrohr 21 zwischen der Klebstoffmasse 26 und dem Bohrkopf 16 ein im Innenrohr 21 verschiebbar gelagertes, vorteilhaft aus einem Kunststoff gefertigtes Mischelement 31 vorgesehen. An dem dem Mischelement 31 gegenüberliegenden Ende des Innenrohrs 21 ist ein Auspresskolben 36 im Innenrohr 21 zum Auspressen der Klebstoffmasse 26 vorgesehen. Durch den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr 21 und dem Aufnahmekörper 12 ist ein Absaugen von Bohrklein beziehungsweise Bohrmehl oder ein Zuführen von Spülwasser zum Bohrkopf 16 gewährleistet.
  • Die Klebstoffpackung 20 ist so in den Aufnahmekörper eingesetzt, dass die zweite Zusammensetzung 30 in Setzrichtung S hinter der ersten Zusammensetzung 29 angeordnet ist.
  • Das Befestigungselement 11 wird, wie in Fig. 3 gezeigt, als Ganzes mit einer hier nicht dargestellten Bohr-/Auspresseinheit, welche mit dem Drehmitnahmemittel 15 des Aufnahmekörpers 12 gekoppelt werden kann, in den Untergrund 6 gebohrt.
  • Nach Erreichen der gewünschten Bohrtiefe wird über die Auspresseinheit der Auspresskolben 36, beispielsweise mittels Wasser mit Druck beaufschlagt, wobei zuerst das Mischelement 31 in Richtung des Bohrkopfs 16 geschoben wird, bis das freie Ende des Mischelementes 31 in der Aufnahme 18 des Bohrkopfs 16 zu liegen kommt. Bei einer weiteren Druckbeaufschlagung des Auspresskolbens 36 strömt die Klebstoffmasse 26 unter Vermischung der Härterkomponente 27 und der Reaktivharzkomponente 28 durch die Durchtrittsöffnungen 17 und 19 im Bohrkopf 16 aus dem Befestigungselement 11 heraus.
  • Die langsam härtende Teilmasse 41 aus der Härterkomponente 27 und der ersten Zusammensetzung 29 strömt dabei zuerst aus dem Befestigungselement 11 und verfüllt den Zwischenraum zwischen der Außenwandung des Aufnahmekörpers 12 und der Bohrlochwandung 7 vom Bohrlochgrund aus. Die nachfolgend ausströmende zweite Teilmasse 42 aus der Härterkompenente 27 und der zweiten Zusammensetzung 30, die schneller aushärtet, verdrängt die erste Teilmasse 41 weiter in Richtung des zweiten Endes 14 des Aufnahmekörpers 12. Da die zweite Teilmasse 42 in wenigen Minuten schnell aushärtet, ist das Befestigungselement 11 nach dem Auspressen der Klebstoffmasse 26 im Bereich des Bohrlochgrunds verankert und hinreichend belastbar. Nach dem zeitlich verzögerten Aushärten der ersten Teilmasse 41 ist das Befestigungselement 11 vollständig im Untergrund 6 verankert.

Claims (13)

  1. Klebstoffpackung (20), insbesondere zur Verwendung mit einem Verankerungselement, mit einem schlauchförmigen Folienbeutel (23) zur Aufnahme einer mehrkomponentigen Klebstoffmasse (26),
    wobei die Klebstoffmasse (26) wenigstens eine Härterkomponente (27) und eine von der Härterkomponente (27) getrennte Reaktivharzkomponente (28) umfasst
    wobei die Reaktivharzkomponente (28) wenigstens eine erste Zusammensetzung (29) und eine zweite Zusammensetzung (30) umfasst, die schneller aushärtet als die erste Zusammensetzung (29) und die erste Zusammensetzung (29) und die zweite Zusammensetzung (30) im schlauchförmigen Folienbeutel (23) hintereinander angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktivharzkomponente (28) eine weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) umfasst, die hinter der zweiten Zusammensetzung (30) an einem der ersten Zusammensetzung (29) gegenüberliegenden Ende (32) des Folienbeutels angeordnet ist, wobei die weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) langsamer aushärtet als die zweite Zusammensetzung (30) und einen Auslaufschutz für die zweite Zusammensetzung (30) und/oder die Härterkomponente (27) bereitstellt.
  2. Klebstoffpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zusammensetzung (29) und die weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) gleich oder verschieden sind.
  3. Klebstoffpackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) wenigstens ein olefinisch ungesättigtes Grundharz, einen Reaktivverdünner und einen Härtungsbeschleuniger enthalten.
  4. Klebstoffpackung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundharz aus der aus ungesättigten Polyesterharzen, Vinylesterharzen und Urethan(meth)acrylatharzen sowie deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  5. Klebstoffpackung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das der Reaktivverdünner aus der aus Styrol und Styrolderivaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  6. Klebstoffpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) in einem Volumenanteil von 2 bis 30 Prozent, bezogen auf das Gesamtvolumen von Härterkomponente (27) und Reaktivharzkomponente (28) vorhanden ist.
  7. Klebstoffpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) einen in der Zusammensetzung und/oder wahlweise in einem flüchtigen Lösungsmittel gelösten, nicht porösen Feststoff enthält.
  8. Klebstoffpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere polymerisierbare Zusammensetzung (40) eine lufthärtende und/oder feuchtigkeitshärtende Komponente enthält.
  9. Klebstoffpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härterkomponente (27) und die Reaktivharzkomponente (28) jeweils in voneinander getrennten Kammern (24, 25) des Folienbeutels angeordnet sind.
  10. Verwendung einer Klebstoffpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Befestigungselement zur chemischen Verankerung.
  11. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement selbstbohrend oder nicht selbstbohrend ausgebildet ist.
  12. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement ein selbstbohrender Gebirgsanker ist.
  13. Befestigungselement (11) zur chemischen Verankerung in einem Untergrund, mit einem Aufnahmekörper (12) für eine auspressbare Klebstoffmasse (26), wobei an einem Ende des Aufnahmekörpers (12) ein Bohrkopf (16) vorgesehen ist, und einer in den Aufnahmekörper (12) eingebrachten Klebstoffpackung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Klebstoffpackung (20) so im Aufnahmekörper (12) angeordnet ist, dass die erste Zusammensetzung (29) dem Bohrkopf (16) und die zweite Zusammensetzung (30) einem dem Bohrkopf (16) gegenüberliegenden Ende (14) des Befestigungselements benachbart ist.
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