CN103827515B - 锚栓杆 - Google Patents
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Abstract
一种借助于一可固化的有机的和/或无机的灰浆物质锚固于一构件的钻孔中的锚栓杆具有一安装区域（14）和一锚固区域（12），所述锚固区域包括一成型部（16），该成型部与一注入容纳孔中的可固化的无机的和/或有机的灰浆物质交互作用，其中，成型部由扩展部分构成，它们构成为锥形的并且其直径分别向锚栓杆的自由前端的方向增大。锚固区域的特征在于，各扩展部分的间距（p）与平均钻孔直径（dcut,med）的比为0.40至0.60，各扩展部分的外径（dA）与内径（dk）的比为1.35至1.55，且各扩展部分的锥角（α）为22.5°至27.5°。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚栓杆，用于以有机的和/或无机的灰浆物质化学固定于一钻孔中，特别是用于锚固于未经清洁的和/或裂开的钻孔中和构件的拉力区内。
背景技术
在传统的固定技术中，借助于在一钻孔中力锁合和/或形锁合锚固的扩张栓或内切***制成固定点，除传统的固定技术外，由现有技术还已知化学固定技术，其中一锚栓杆或另一固定元件被***一用灰浆物质填充的孔中并在灰浆物质固化以后被固定。这样的联合锚栓***的优点是，它根据选择的固定元件在相当大程度上是无扩张压力的并且据此允许小的轴距和边缘距离。
由现有技术已知锚栓杆，其作为锚固区域具有多个扩张部分，这些扩张部分从锚栓杆的杆中成形出来，即所谓联合扩张锚栓。在这样的锚栓杆中在灰浆物质的固化状态中，一方面通过在钻孔壁与灰浆物质之间的接合灰浆的材料锁合作用而另一方面也经由通过各扩张部分的扩张作用进行力传递。通过扩张作用在锚栓杆的负荷下将作用到其上的垂直力(拉力)转化为径向作用的扩张力，从而该固定装置可以再扩张并因此也可以安装于一构件的拉力区内或裂开的混凝土中。
已知的联合扩张锚栓的一缺点在于，其由于部分相当高的扩张力只有条件地适用于边缘附近的固定。
此外联合锚栓为了固定元件的可靠的固定在装进固化的灰浆物质之前需要对钻孔费事地进行清理，其还导致工作环境受尘土显著的影响。如果不实现或只不充分地实现清理，则这还对负载值产生负面作用。在最不利的情况下，尤其当许多钻屑处在钻孔壁与固化的灰浆外壳之间时，在负载时可能从钻孔中与灰浆壳一起拉出锚栓杆。
发明内容
因此本发明的目的是，消除已知的锚栓杆的所述缺点。拟提供一种锚栓杆，其能够将负荷均匀地导入锚固基础中，由此边缘附近的固定即使在裂开的混凝土中和在未经清理的钻孔中也能实现，并且可以以在现有技术的负荷值之上或至少在大小相当范围内的高的负荷值实现。
本发明基于这样的构想，即提供一种具有一优化的锚固区域的构型的锚栓杆，借助所述锚栓杆不再需要费事地清理钻孔，并且其中，与其他的扩张锚栓或联合扩张锚栓相比，一接近边缘的固定变成可能的，而不必忍受基于负荷值的损失。还拟提供一种锚栓杆，所述锚栓杆此外可以不仅***一无裂缝的而且***裂缝的混凝土中并且提供均匀的高的负荷值。
已知锚固区域的大外径和锚固区域的小的内径提供高的负荷值。但可只在确定的限度内选择两个参数。锚固区域的外径主要由钻孔直径限定。外径可以选择正好这样大，使得可以将锚栓杆仍无困难地***钻孔中。但也不可以选择得过小，因为否则包围锚栓杆并填充在钻孔壁与锚栓杆之间的环形间隙的灰浆壳变得过厚，从而灰浆壳不再裂开并由此不可能发生向钻孔壁的扩张。当在垂直力的作用下出现材料失效、亦即锚栓杆的断裂时，确定在锚固区域内的张紧直径。因此它必须根据钻孔尺寸或锚栓杆的公称直径具有一确定的最小尺寸。
另一目的在于，在***决定的范围条件内构成一种开头所述型式的锚栓杆的锚固区域，使得消除上述缺点并且即使在未经清理的和裂缝的钻孔中和在边缘附近的固定时也可以达到尽可能高的负荷值。
按照本发明可以通过一种锚栓杆达到这些目的。
固定***，所述固定***具有锚栓杆，其中，锚栓杆设置在设有可固化物质的容纳孔中，其中，所述锚栓杆包括：安装区域，所述安装区域具有用于负荷作用的机构；和锚固区域，所述锚固区域可***容纳孔中并且具有成型部，所述成型部与注入容纳孔中的可固化的无机的和/或有机的灰浆物质交互作用，其中，成型部由多个轴向接连设置的扩展部分构成，这些扩展部分构成为锥形的并且其直径分别向锚栓杆的自由前端的方向增大，其中，各扩展部分的锥角为22.5°至27.5°；其特征在于，各扩展部分的间距与平均钻孔直径的比为0.40至0.60，且各扩展部分的外径与内径的比为1.35至1.55。
发明人已发现，各锥形的扩展部的外径与内径的比和各锥形扩展部的间距与平均的钻孔直径的比对待达到负荷值、特别在未经清理的钻孔中待达到的负荷值具有影响。同时还发现，当两个比值处于一确定的范围内时可以达到优异的特性，如特别高的负荷值、小的扩张压力、在清理的和/或未经清理的和在无裂缝的和/或裂缝的钻孔中的应用。如果只一个比值处在按照本发明的范围之外，其对锚栓杆的特性具有显著的影响。发明人还已发现，两比值是彼此相关的，因为各扩展部分的几何形状重叠和相互影响。
通过扩展部分的相对锚栓轴线测定的锥角，可以确定垂直力、也被称为拉力的分量，其转化为径向力、也被称为扩张力，其中小的锥角导致径向力的高的分量。但由此在一构件的边缘附近的区域内的使用变成可能的，径向力应不变得过大。由此在一联合扩张锚栓上可以设计尽可能高的垂直力同时尽可能小的扩张力，扩展部分的锥角应只处在一较窄的范围内。
为了达到该目的，按照本发明的一锚栓杆设有一锚固区域，所述锚固区域具有成型部，所述成型部由多个轴向接连设置的扩展部分构成，它们构成为锥形的并且其直径分别向锚栓杆的自由前端的方向增大。扩展部分的特征在于，各扩展部分的间距(p)与平均的钻孔直径(dcut,med)的比为0.40至0.60，各扩展部分的外径(dA)与内径(dk)的比为1.35至1.55并且各扩展部分的锥角(α)为22.5°至27.5°。在此，平均的钻孔直径dcut,med按照对于米制的ICBO准则或ETAG准则或对于美制的ACI准则355.2.07在一给定的锚栓杆直径时等于最大的和最小的钻孔直径的总和的一半：
dcut,med＝(dcut,min+dcut,min)/2
优选各扩展部分的间距(p)与平均的钻孔直径(dcut,med)的比为0.40至0.55。锚栓杆的各扩展部分的外径(dA)与内径(dk)的比优选为1.40至1.55并且各扩展部分的锥角(α)优选为25°。间距(p)和各扩展部分的锥几何形状在锚固区域上是不变的。
由此对锥形的扩展部分得出以下范围：
| 比p：dcut,med | 比dA:dk | 锥角 |
| 0.40-0.60 | 1.35-1.55 | 25±2.5° |
| 0.40-0.55 | 1.40-1.50 | 25±2.5° |
由于平均的钻孔直径dcut,med在一给定的钻孔直径中是几乎不变的，基本上可以经由各扩展部分的间距p控制该比值。
在比p:dcut,med大于0.60时降低负荷值，因为各扩展部分的间距变得过大且与之相应地可以将较少的扩展部分设置于锚固区域内。如果该比小于0.40，则理论上虽然可以达到更高的负荷值，但这在几何上引起或扩展部分的一较大的内径dk或扩展区段的一较小的外径dA，从而这负面影响比例dA:dk。
在比dA:dk大于1.55时在这里理论上也可以达到更高的负荷值，不过锚固区域的张紧横截面被不利影响，其应该具有一最小值以便锚栓杆的材料不失效。这意味着，在受钻孔尺寸限制的给定的外径dA情况下，不可以任意小地制作内径dk而不危害锚栓杆的承载能力。在比dA:dk小于1.35时可能的负荷值下降。
锥角对锚栓杆的负荷值和扩张作用具有直接的影响。如果锥角小于22.5°，仍进一步提高负荷值。但由此也提高扩张作用、亦即高的垂直力也转化为高的径向力(扩张力)，这限制锚栓杆用于边缘附近的固定的使用。在锥角大于27.5°时扩张作用下降。由此提高锚栓杆不再脱离灰浆和灰浆壳不再裂开的可能性。由此灰浆壳不再可能扩张并且锚栓与灰浆壳一起脱离钻孔壁并可以从钻孔中被拉出。
符合目的地，用于负荷作用在安装区域上的机构是一用于固定一安装件的螺纹、特别是标准螺纹。
对于在未经清理的和/或裂缝的钻孔中使用来说重要的是，在联合扩张锚栓与灰浆物质之间不存在材料锁合连接而存在形锁合连接。为了联合扩张锚栓能够实现高的负荷值和一在未经清洗的和/或裂缝的钻孔中的再扩张，需要的是，裂开包围各扩张部分的灰浆物质。这只当灰浆壳不材料锁合或摩擦锁合粘附到锚栓杆的各扩张部分上时才是可能的。
因此具有优点的是，锚固区域具有针对可固化的灰浆物质不粘附的表面。优选锚固区域为此设有一包套或一覆层，它对灰浆物质是不粘附的。由此锚栓杆在拉力负荷情况下在一张开的裂缝中可以脱离固化的灰浆外壳并且实施沿轴向方向的运动。在移动时，各锥形扩展部分沿拉力的方向滑到在灰浆壳与锚固区域之间通过裂缝扩展的区域内，从而在锚栓杆与灰浆壳之间重新出现形锁合的夹紧。通过继续提高的拉力负荷，借助于各锥形扩展部分的表面形成径向力并且裂开固化的灰浆壳。这导致锚栓杆可以向钻孔壁扩张并且在钻孔壁与灰浆壳之间重又形成形锁合。因此，锚栓杆尽管一在灰浆壳与钻孔壁之间存在防尘层，仍能够将力导入构件中。通过这种再扩张能力提供锚栓杆的一裂缝适用性以及其在混凝土的拉力区内的使用。通过再扩张性能，按照本发明的锚栓杆也可***不利的或未经清理的钻孔中。
粗螺纹的表面在此可以是电镀镀镍抛光的和/或镀铬的或用其他的分离剂和/或润滑剂涂层，例如一蜡状的合成聚合物，聚四氟乙烯、硅酮聚合物等。备选地，有可能的是，电化学地使表面光滑，例如借助于电解抛光。
为了确保从钻孔底向钻孔开口的灰浆流动和避免因锚栓杆安装引起的空气滞留，特别在小的环形间隙情况下，各锥形扩展部分应该设有用于通过有机的和/或无机的灰浆物质的机构，如例如流动通道。优选相互位错设置各锥形扩展部分的流动通道，其中，特别优选成螺旋线形绕锚栓的锚固区域设置各流动通道。这确保各锥形扩展部分的表面的尽可能均匀的和完全的润湿。将在锚栓杆安装时在各锥形扩展部分之间可能封入的空气通过各流动通道向上压向钻孔开口。各流动通道必须这样确定尺寸，使得有机的和/或无机的灰浆物质可以无大的阻力地流过这些流动通道。由此，也减小在锚栓杆安装时的阻力。由此借助可固化的灰浆物质实现锚固区域的尽可能完全的润湿。
在按照本发明的锚栓杆的特别优选的实施形式中，各锥形扩展部分相互连接并且成螺旋线形沿锚固区域延伸，从而得到一螺纹状的成型部，其相应于一粗螺纹，如在图1中所示的那样。由此不需要的是，成型部设有用于有机的和/或无机的灰浆物质通过的机构。因此锥面完全可供负荷导入构件中，这引起较高的负荷值。
在该实施形式中，各锥形扩展部分的间距(p)相应于螺纹的螺距(p’)，所述螺距在固定区的纵向延伸上是不变的。这样可以确保可固化的有机的和/或无机的灰浆物质的均匀的输送并从而确保锚栓杆在整个的锚固区域上的完全的润湿。
按已知的方式实现锚栓杆的安装过程。
优选各锥扩展部分的张紧横截面相应于其他的锚固元件如在安装区域上的光滑杆或连接螺纹的张紧横截面，以便阻止锚栓杆的过早的钢失效。按照本发明的锚栓杆由于锚栓杆在负荷下的有利的再扩张性能可以设置在一构件的一拉力区内或一裂缝的钻孔中。此外，在锚栓杆安装之前不需要对钻孔的费事的清理。通过锚固区域的优化的几何形状，更准确地说锚固区域的成型，即使在一构件的一边缘附近的区域内也可实现结合的锚栓杆的高的负荷值。
通过需要的清理步骤(例如钻孔的吹净、刷净和再次吹净)的取消提高使用可靠性并且明显加速锚栓杆的安装。为了锚栓杆的安装不需要附加的清理装置并且周围空气并从而使用者不再受吹出的钻屑或清理尘埃的附加的负担。
具体实施方式
以下参照一在示意图中示出的实施例更详细地说明本发明。唯一的图示出一锚栓杆10，它具有一锚固区域12和一安装区域14。锚固区域12设有一成型部16并且为此设定，即沿***方向A***一预制的钻孔中。
在***锚栓杆10之前用一可固化的有机的和/或无机的灰浆物质填满钻孔，其中形成锚固区域12与可固化的灰浆物质的形锁合连接。钻孔对此具有一直径(dcut，附图中未示出)，其选择成比锚固区域12的最大直径(dA)大这么多，使锚固区域的最大直径在全部侧面由可固化的灰浆物质包围。各锥形扩展部分的最大外径(dA)选择成比钻孔直径小约0.2mm。
锥形扩展部分16的夹紧横截面dk大致相应于锚栓杆10的夹紧横截面。
成型部至少在锚栓杆10的下述的整个区域上延伸，该区域在埋入的状态下形成锚固区域12。但也有可能将光滑杆和部分地将连接螺纹埋入钻孔中。成型部在此预给定锚栓杆10的最小埋入深度。如从图中变得明显的，成型部16具有锥形扩展部分的形状，它们成螺旋线形绕锚栓杆设置，从而产生一粗螺纹型式。锥面对此沿***方向A远离锚栓杆指向并且相对锚栓杆10的纵轴线以纵向方向形成一锥角α。
在所示的实例中这样构成安装区域14，即在安装区域14的自由端与锚固区域12的起点之间设置一具稍微减小的直径的区域26，其可以用于固定另一安装件或将一标签安装到锚栓杆上。但区域26也可以具有如安装区域14相同的直径或如果安装部分14设有螺纹，则同样具有螺纹。
为了实现一固定***首先制成一具有需要的深度和需要的直径的钻孔。紧接着用一相应量的可固化的有机的和/或无机的灰浆物质填满钻孔并且接着将锚栓杆以锚固区域12在前面***钻孔中。通过各锥形扩展部分16的螺旋线形的实施形式确保灰浆物质向钻孔口的方面的最好的流动。在灰浆物质固化以后锚栓杆可加载到最大的负荷水平。
在以下各表中示出对于一按照本发明的锚栓杆的图1所示的优选实施形式(米制体系[mm]—表1；美制体系[英寸]—表2)，所述锚栓杆是关于通常的国际标准化的对于米制体系按照ICBO准则、ETAG准则以及对于美制体系按照ACI准则355.2.07的钻孔公称直径(dcut,nom)、最小钻孔直径(dcut,min)和最大钻孔直径(dcut,max)以及其平均值(dcut,med)、锥形扩展部分的螺距(p)、锥角(α)、锥形扩展部分所属的外径(dA)、锥形扩展部分的内径(dk)、螺距(p)与平均钻孔直径(dcut,med)的比和锥形扩展部分的外径(dA)与内径(dk)的比的通用的锚栓杆型式。
表1用于标准化的锚栓杆按照图中所示的优选的实施形式的优选的数值[mm]
1钻孔公称直径
2按ICBO准则、ETAG准则的最小钻孔直径
3按ICBO准则、ETAG准则的最大钻孔直径
4平均钻孔直径(dcut,med＝(dcut,min+dcut,max)/2)
5螺纹螺距
6锥角
7锥形扩展部分的外径
8锥形扩展部分的内径
表2用于标准化的锚栓杆按照图中所示的优选的实施形式的优选的数值[英寸]
1钻孔公称直径
2按ACI准则355.2.07的最小钻孔直径
3按ACI准则355.2.07的最大钻孔直径
4平均钻孔直径(dcut,med)＝(dcut,min+dcut,max)/2)
5螺纹螺距
6锥角
7锥形扩展部分的外径
8锥形扩展部分的内径。
Claims (11)
1.固定***，所述固定***具有锚栓杆(10)，其中，锚栓杆(10)设置在设有可固化物质的容纳孔中，其中，所述锚栓杆(10)包括：
安装区域(14)，所述安装区域具有用于负荷作用的机构；和锚固区域(12)，所述锚固区域可***容纳孔中并且具有成型部，所述成型部与注入容纳孔中的可固化的无机的和/或有机的灰浆物质交互作用，其中，成型部由多个轴向接连设置的扩展部分构成，这些扩展部分构成为锥形的并且这些扩展部分的直径分别向锚栓杆的自由前端的方向增大，其中，各扩展部分的锥角(α)为22.5°至27.5°；其特征在于，各扩展部分的间距(p)与平均钻孔直径(dcut,med)的比为0.40至0.60，且各扩展部分的外径(dA)与内径(dk)的比为1.35至1.55。
2.按照权利要求1所述的固定***，其特征在于，各扩展部分的间距(p)与平均钻孔直径(dcut,med)的比为0.40至0.55，各扩展部分的外径(dA)与内径(dk)的比为1.40至1.55，且各扩展部分的锥角(α)为25°。
3.按照权利要求1或2所述的固定***，其特征在于，各锥形扩展部分(16)的间距在锚固区域(12)的纵向延伸上基本上是不变的。
4.按照权利要求1或2所述的固定***，其特征在于，各锥形扩展部分(16)的表面具有针对有机的和/或无机的灰浆物质不粘附的特性。
5.按照权利要求4所述的固定***，其特征在于，各锥形扩展部分(16)的表面具有覆层。
6.按照权利要求5所述的固定***，其特征在于，各锥形扩展部分(16)的表面是电镀镀镍抛光的和/或镀铬的。
7.按照权利要求4所述的固定***，其特征在于，电化学地使各锥形扩展部分(16)的表面光滑。
8.按照权利要求7所述的固定***，其特征在于，电解抛光各锥形扩展部分(16)的表面。
9.按照权利要求1或2所述的固定***，其特征在于，各锥形扩展部分(16)设有用以使有机的和/或无机的灰浆物质通过的机构。
10.按照权利要求9所述的固定***，其特征在于，所述用于使有机的和/或无机的灰浆物质通过的机构是流动通道。
11.按照权利要求1或2所述的固定***，其特征在于，各锥形扩展部分(16)成螺旋线形沿锚固区域(12)延伸。
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