DE19753784A1 - Befestigungsmittel für einen Ankerbolzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungsmittel zum An­ bringen eines Ankerbolzens in einem Bauteil aus Beton, Gestein oder dergleichen, wobei in ein zylindrisches Bohrloch eine mit Verbundmörtel gefüllte und beim Ein­ bringen des Ankerbolzens zerstörbare Patrone eingesetzt ist, und der Verbundmörtel aus einem Harz, einem Härter, einem Quarz und einem Füllstoff besteht.

Derartige Ankerbolzen sind bekannt und gewährleisten keine sichere Befestigung derselben in der Rißzone einer Decke. Verläuft ein Riß im Bauwerk durch das Bohrloch, in dem der Ankerbolzen eingemörtelt ist, so kann es bei einem Aufweiten des Bohrloches infolge des sich öffnenden Risses dazu kommen, daß der Riß entlang dem Umfang der um die Ankerstange gebildeten Mörtel­ schale also der Bohrlochwand läuft und sich dabei die Verbindung der Mörtelschale mit dem Bauwerk löst, so daß der Ankerbolzen mit der Mörtelschale herausfallen kann.

In der WO-A-8807141 und der WO-A-8807142 wird vorge­ schlagen, die Mantelfläche des Befestigungsabschnittes des Ankerbolzens reibungsarm und wenig haftend aus zu­ bilden, um beim Auftreten eines Risses durch die Mörtelschale ein Ablösen der Mörtelschale von der Bohr­ lochwand zu verhindern und statt dessen eine Verschie­ bung der Ankerstange gegenüber der Mörtelschale möglich zu machen. Durch diese axiale Bewegung der Ankerstange soll ein Spreizdruck auf die Mörtelschale ausgeübt wer­ den, um sie aufzuweiten und damit ein Herausfallen der Ankerstange aus dem Bohrloch im Bauwerk zu verhindern.

Die EP 0 426 951 offenbart eine mit axial angeordneten Spreizkonen versehene Ankerstange, bei der ein auf ihrem Befestigungsabschnitt aufschiebbarer Käfig vorge­ sehen ist, der über mehrere sich axial erstreckende und in drei Verjüngungen zwischen den Spreizkonen im Quer­ schnitt radial hineinragende flache Trennstege verfügt, die den Ringraum um den Befestigungsabschnitt unterbre­ chen, um ein Nachspreizen der ausgehärteten Masse durch Bilden von Mörtelschalensegmenten zu ermöglichen.

Schließlich ist aus der EP 0348 545 eine Ankerbefesti­ gung bekannt, bei der ein Rundstab mit schrägen oder schraubenförmigen Rippen profiliert ist, die sich in ein im Beton oder Fels vorgesehenes Sackloch erstrecken. Der Zwischenraum zur Bohrlochwand wird mit einem aushärtbaren flüssigen Bindemittel und Feststoffen aus­ gemörtelt, so daß die Ankerstange durch Formschluß festgelegt ist. Bei einer infolge eines Risses entste­ henden Aufweitung des Bohrloches wird der Formschluß durch selbsthemmende Verkeilung von zusätzlichen Ele­ menten hergestellt, indem die für die Verkeilung am Stab ausgebildete geneigte Fläche die Elemente gegen die Lochwand verspannt und damit die Verspannung des ausgehärteten Mörtels gesichert sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befesti­ gungsmittel für einen Ankerbolzen der eingangs genann­ ten Art so auszubilden, daß auch bei einer Rißbildung durch das Bohrloch und damit auftretenden Aufweitung derselben, eine zuverlässige Befestigung des Verbund­ mörtels im Bohrloch sichergestellt ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur ge­ zielten Schwächung der Verbundkräfte im Verbundmörtel, der Verbundmörtel mit dünnschichtig ausgebildeten und eine große Oberfläche aufweisenden Störteilchen dotiert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Teil­ chen als dünne, länglich geformte Streifen ausgebildet, die einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, dessen Höhe um ein Vielfaches größer ist als seine Dicke.

Umfangreiche Versuche haben zu dem überraschenden Er­ gebnis geführt, daß durch diese Maßnahme der Verlauf eines Risses im Bereich eines im Verbundmörtel sitzen­ den Ankerbolzens gezielt beeinflußt werden kann. Durch die Dotierung des Verbundmörtels mit den streifen- oder plättchenförmigen Störteilchen wird eine gewollte be­ stimmte Schwächung der inneren Kräfte des Verbund­ mörtels erzielt. Die Folge davon ist, daß aufgrund des kleineren Durchmessers des Ankerbolzens gegenüber dem größeren Bohrlochdurchmesser und der Werkstoffbeschaf­ fenheit des Ankerbolzens ein im Umgebungsbeton auftre­ tender Riß durch den Verbundmörtel um den Ankerbolzen herum verläuft. Das bedeutet, die Verbindung zwischen dem Verbundmörtel und der Bohrlochwand wird nicht ge­ stört.

Im Gegenteil führt das durch den Riß entstandene Los­ lösen des Ankerbolzens von dem Verbundmörtel zu einer gewissen axialen Beweglichkeit des Ankerbolzens im Ver­ bundmörtel, so daß aufgrund der konischen bzw. kegel­ förmig ausgebildeten Flächen radial nach außen wirkende Kräfte entstehen, die den Verbundmörtel zusätzlich gegen die Bohrlochwand drücken.

Damit wird der Sitz des Verbundmörtels im Bohrloch ver­ stärkt und ein Lösen desselben verhindert.

Die Dotierung des Verbundmörtels mit den Störteilchen bewirkt eine Herabsetzung der Biegezugfestigkeit des Verbundmörtels, vermindert seine Druckfestigkeit jedoch nur in vernachlässigbarer Weise.

Da die streifen- oder plättchenförmigen Störteilchen aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Polyäthylen- Kunststoff bestehen, findet keine chemische Verbindung zwischen ihnen und dem Verbundmörtel statt, so daß in­ folge der großen Oberfläche der Störteilchen Gleitpro­ zesse im Verbundmörtel ablaufen, die den Rißverlauf in der gewollten Weise beeinflussen.

Die weiteren Merkmale sind anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung beschrie­ ben. Die Zeichnung zeigt in der

Fig. 1 den Verlauf einer Rißbildung im Beton durch die Stelle eines im Beton befestigten Ankerbolzens gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 den Verlauf einer Rißbildung im Beton durch die Stelle eines im Beton befestigten Ankerbolzens gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 5a bis 5d Ausführungsformen der erfindungsge­ mäßen Störteilchen.

Bei bekannten Ankerbolzenbefestigungen ist bei einer Rißbildung im Beton beobachten, daß wie in der Fig. 1 dargestellt der Verlauf des Risses nach dem Ein­ treten in den Verbundmörtel zwischen demselben und der Wand des Bohrloches verläuft. Durch die Aufweitung des Bohrloches wird der Verbundmörtel von der Bohrlochwand gelöst, so daß der Ankerbolzen samt dem Verbundmörtel aus dem Bohrloch herausfällt.

Dies soll mit der Erfindung vermieden werden. Versuche haben zuverlässig gezeigt, daß mittels einer gezielten Dotierung des Verbundmörtels mit Störteilchen eine ge­ wollte Schwächung desselben hinsichtlich seiner inneren Verbundkräfte erzielbar ist. Diese Schwächung wirkt sich insbesondere im Bereich der Oberfläche des Anker­ bolzens 13 aus, was zur Folge hat, daß bei einem im Be­ ton auftretenden Riß 20, dessen Verlauf gezielt zwi­ schen dem Verbundmörtel 11 und dem Ankerbolzen 13 ver­ läuft. Damit bleibt die Haftung zwischen dem Verbund­ mörtel 11 und der Wand 14 des Bohrloches 15 erhalten, und der feste Sitz des Verbundmörtels bestehen.

Bei weitem nicht so kritisch ist der Rißverlauf zwi­ schen Verbundmörtel und Ankerbolzen, weil durch eine geeignete Formgebung des Ankerbolzens 13, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, bei der der im Verbundmörtel 11 sitzende Abschnitt des Ankerbolzens mit axial hin­ tereinander angeordneten Konen 16 (Fig. 3) bzw. mit einer axial wendelförmig verlaufenden Kegelfläche 17 versehen ist, bei losem Ankerbolzen 13 über die Schräg­ flächen 18 der Konen bzw. Kegel eine Kraftkomponente durch den Verbundmörtel 11 gegen die Wand 14 des Bohr­ loches 15 gerichtet wird, was sozusagen den Ankerbolzen 13 im Verbundmörtel 11 verspannt und hält. Dabei sind die kleinen Durchmesser der Konen 16 bzw. die Kegel­ fläche 17 der wendelförmig verlaufenden Ausführung der Bohrlochöffnung 19 zugekehrt.

Der gezielte Verlauf des Risses 20 wird erreicht durch die Dotierung des Verbundmörtels 11 mit aus Kunststoff, vorzugsweise Polyäthylen, bestehenden Störteilchen 12, die bei kleinen Abmessungen eine große Oberfläche auf­ weisen. Bei einem rechteckförmigen Querschnitt von streifenförmigen Störteilchen 12 ist ein Verhältnis von Dicke zu Höhe von 1 : 10 bis 1 : 30 durchaus sinnvoll.

In den Fig. 5a bis 5d sind mögliche Ausführungsformen der Störteilchen 12 dargestellt.

Die einfachste Form zeigt die Fig. 5a, indem das Stör­ teilchen 12 als im Querschnitt rechteckförmiger Strei­ fen ausgebildet ist.

In der Fig. 5b besteht das Störteilchen 12' aus einem gewellt ausgebildeten Streifen.

Die Fig. 5c zeigt ein Störteilchen 12 mit einem wendel­ förmig aufgerollten Streifen. Auch ein plättchenförmi­ ges Störteilchen 12''' kann verwendet werden, wie die Fig. 5d zeigt.

Von Bedeutung ist, daß die Störteilchen 12 klein und mit einer großen Oberfläche ausgebildet sind.

Claims (8)

1. Befestigungsmittel zum Anbringen eines Ankerbolzens in einem Bauteil aus Beton, Gestein oder derglei­ chen, wobei in ein zylindrisches Bohrloch eine mit Verbundmörtel gefüllte und beim Einbringen des An­ kerbolzens zerstörbare Patrone eingesetzt ist, und der Verbundmörtel aus einem Harz, einem Härter, einem Quarz und einem Füllstoff be­ steht, dadurch gekennzeich­ net, daß zur gezielten Schwächung der Verbund­ kräfte im Verbundmörtel, der Verbundmörtel mit dünn­ schichtig ausgebildeten und eine große Oberfläche aufweisenden Störteilchen (12) dotiert ist.

2. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Störteilchen (12) als dünne, läng­ lich geformte Streifen ausgebildet sind, die einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufwei­ sen, dessen Höhe über ein Vielfaches größer ist als seine Dicke.

3. Befestigungsmittel nach den Ansprüchen 2 und 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Störteilchen aus im Querschnitt rechteckförmigen gewellten Streifen (12') bzw. wendelförmig gerollten Streifen (12'') bestehen.

4. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Störteilchen als runde, ovale oder vieleckige Plättchen (12''') ausgebildet sind.

5. Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhält­ nis Dicke zu Höhe der Störteilchen (12) in einem Be­ reich von 1 : 10 bis 1 : 30 liegt.

6. Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Störteilchen (12) aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem Poly­ äthylen-Kunststoff bestehen.

7. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der im Bereich des Verbundmörtels (11) angeordnete Abschnitt des Ankerbolzens (13) mit axial hintereinander angeordnete Konen (16) versehen ist, deren kleinerer Durchmesser der Bohrlochöffnung (19) zugekehrt ist.

8. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der im Bereich des Verbundmörtels (11) angeordnete Abschnitt des Ankerbolzens (13) mit einer wendelförmig verlaufenden Kegelfläche (17) versehen ist, deren Kegelfläche der Bohrlochöffnung (19) zugekehrt ist.