[发明专利]紧固体系及其用途

说明书

本发明涉及用于将锚定机构化学紧固在矿物表面如由砖砌体、混凝土、透水性混凝土或天然石材制成的结构中的紧固体系。尤其是，所述紧固体系包括化学锚栓和待化学紧固在矿物表面中的锚定机构，所述化学锚栓为基于矾土水泥的即用型双组分砂浆体系，和锚定机构优选为锚杆，包括连接区域和能插入钻孔并且具有异形部分的锚定区域，所述异形部分包括多个圆锥形的轴向连续布置的膨胀部分。

技术领域

本发明涉及用于将锚定机构化学紧固在矿物表面如由砖砌体、混凝土、透水性混凝土或天然石材制成的结构中的紧固体系。尤其是，所述紧固体系包括化学锚栓和待化学紧固在矿物表面中的锚定机构，所述化学锚栓为基于矾土水泥的即用型双组分砂浆体系，所述锚定机构优选为锚杆，其包含连接区域和能够插入钻孔中并且具有异形部分的锚定区域，所述异形部分包括多个圆锥形的轴向连续布置的膨胀部分。

背景技术

除了其中借助于以力配合和/或形状配合的方式锚定在钻孔中的膨胀螺栓或底切系统准备紧固点的常规的紧固技术以外，从现有技术中已知化学紧固技术，其中将锚杆或另一紧固元件插入填充有砂浆配混物的钻孔中并且在砂浆配混物固化之后固定。这些类型的复合锚定体系的有利之处在于独立于所选择的紧固元件；它们基本没有膨胀压力并且因此允许低的轴向和边缘间距。

由现有技术已知的锚定机构，尤其是锚杆具有多个膨胀区段作为锚定区域，所述区段由锚杆的轴形成，即所谓的复合膨胀锚栓。在这些锚杆的情况下，一方面通过钻孔壁与砂浆配混物之间的复合砂浆的结合效果并且另一方面经由通过膨胀区段的膨胀效果在砂浆配混物的固化状态下进行力的传递。由于膨胀效果，当锚杆处于应力下时，作用于其上的法向力(张力)被转变成径向作用的膨胀力，使得该紧固布置可以随后膨胀并且可以因此还应用至部件的张力区域中或开裂的混凝土中。

已知的复合膨胀锚栓的不利之处在于，它们仅有条件地适合于接近边缘的紧固，因为膨胀力在一定程度上相当高。

此外，为了锚定机构的可靠的锚定，复合锚栓需要在引入固化性砂浆配混物之前的钻孔的耗时的清洁，此外这导致工作环境被灰尘相当大地污染。如果不进行清洁或仅不足地清洁，则这还对载荷分级产生负面影响。在大多数不利的情况下，尤其是当在钻孔壁与固化的砂浆配混物之间存在许多钻孔灰尘时，在施加应力时可以将锚杆与砂浆壳一起从钻孔中拉出。

另外，当涉及化学紧固锚定机构时，可以用于填充钻孔从而紧固锚定机构的已知的砂浆组合物基于有机或无机体系，其中许多体系为双组分砂浆体系，其有时也被称为成套包，其中旨在在使用前或在应用期间混合每个组分，从而引发固化过程来提供锚定机构在矿物表面中的良好的化学紧固。例如，在需要快速固化时使用基于可自由基聚合的树脂的有机体系。然而，这样的体系通常被认为对环境和对处理它们的人是污染性、昂贵、潜在有害和/或毒性的并且它们经常需要特别标记。此外，有机体系在以热的方式暴露至强烈的阳光或其它升高的温度时，经常显示出大大降低的稳定性。

为了克服这些缺点，已开发了基于矾土水泥的主要为矿物的体系。矾土水泥具有作为其主要成分的铝酸一钙并且被广泛地用于建筑和建造业中，因为最终产物展现出在延长的时间内的高水平的机械性能。矾土水泥还耐碱并且比硅酸盐水泥更快地达到其最大强度以及能够承受硫酸盐的溶液。因此，优选将矾土水泥体系用于化学锚定领域中。

例如从EP 2 162 410中已知无机体系，其为即用型双组分体系。EP 2 162 410的体系包括通过硼酸或其盐延迟的基于水相矾土水泥的A部分和用于引发固化过程的B部分。B部分中的引发剂仅由锂盐制成并且在小于5分钟内固化矾土水泥。EP 0 081 385也公开了双组分体系，其包括经凝固抑制的含水高氧化铝水泥组合物和再活化剂组合物。凝固抑制剂为硼酸且再活化剂组合物包括锂盐。

然而这些由硼酸或其盐延迟的矾土水泥含水悬浮体经常对于在使用前储存足够的时间而言不是非常稳定。此外，硼酸具有相当的毒性以及生态毒性。EP 2 794 510包含矾土水泥和/或硫铝酸钙水泥的稳定化的含水悬浮体，其被含磷化合物抑制并且可以在高温也储存足够的时间。