DE102011055883B4 - Verwendung von Verankerungsmassen mit sehr harten Zuschlägen zur Befestigung eines Verankerungselements in einem Bohrloch - Google Patents

Abstract

Verwendung einer Verankerungsmasse, die einen sehr harten Zuschlag mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer beinhaltet, zur Befestigung eines Verankerungselements in einem Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse vor, gleichzeitig mit und/oder nach einem Verankerungselement und ohne Reinigung des Bohrloches insbesondere durch Ausblasen, Ausbürsten und/oder Ausspülen, in das Bohrloch eingebracht wird und dort verbleibt, wobei die Verankerungsmasse als Kit in einer Mehrkammerpatrone aus Glas ausgestaltet ist, die nach drehend schlagendem Einbringen des Verankerungselements auch als Füllstoff dient, wobei der Gewichtsanteil des harten Zuschlages, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten inklusive Patrone als Verpackung bei 40 bis 65 Gew.-% liegt und wobei die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse als reaktive Bestandteile ethoxylierte Bisphenol-A-di-(meth)acrylate; oder Urethan(meth)acrylate in Kombination mit Silanen; beinhaltet.

Description

• Die Erfindung betrifft die Verwendung bestimmter, nachfolgend genauer beschriebener (harter) Zuschläge in bei Verwendung polymerbildenden chemischen Verankerungsmassen in der Befestigungstechnik im Baubereich.
• Im Bauwesen sind Zuschlagstoffe in Form von partikulären Füllstoffen für die Verwendung in polymerbildenden chemischen Verankerungsmassen (manchmal auch als „chemische Dübel“ bezeichnet) mit ein oder mehreren Komponenten, beispielsweise in Form von Zweikammerkartuschen oder Zweikammerpatronen, zum Befestigen von Verankerungselementen in Bohrlöchern bekannt. Doch wird die Art der Füllstoffe, sofern es sich nicht um solche handelt, die, wie Zement, selbst beispielsweise durch hydraulisches Abbinden zur Verfestigung beitragen, in der Regel als nicht relevant angesehen. So erwähnt beispielsweise die EP 0 150 555 B1 ausdrücklich, die Art des Füllers sei nicht kritisch und eine Reihe von möglichen Füllstoffen wird genannt. Weiterer relevanter Stand der Technik wird gebildet durch die Druckschriften DE 43 15 788 A1 , DE 195 31 649 A1 , DE 198 52 720 A1 , DE 10 2008 001 904 A1 , DE 10 2009 019 898 A1 und DE 10 2010 008 971 A1 .
• Es besteht ein Bedürfnis, die Eigenschaften von chemischen Verankerungsmassen weiter zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Höhe der Belastbarkeit, hinsichtlich einfacher Verarbeit- und Verwendbarkeit und hinsichtlich der Möglichkeit zum Einsatz in feuchten, ungereinigten und/oder (beispielsweise durch Rissbildung) vorgeschädigten Bohrlöchern in Substraten wie Beton oder Mauerwerk.
• So ist es bisher für die bauaufsichtliche Zulassung der Befestigungssysteme mit chemischen Verankerungsmassen erforderlich, genaue Vorschriften für die Vorreinigung von Bohrlöchern vor Verwendung der chemischen Verankerungsmassen anzugeben. In der Regel ist dazu mindestens mehrfaches Ausblasen, oft auch Ausbürsten, notwendig, und diese Vorschriften müssen auch akribisch eingehalten werden, um hinreichende Festigkeit und Funktion zu gewährleisten. In feuchten Bohrlöchern (wie sie beim Einsatz im Freien oft zu erwarten sind) kann es zur Unterschreitung der erreichbaren bzw. durch die Zulassung ausgelobten/definierten bzw. vorgeschriebenen Belastbarkeiten im ausgehärteten (Polymer-) Zustand kommen.
• Es wurde nun überraschend gefunden, dass sehr harte Zuschläge mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer, insbesondere Füllstoffe, wie vorzugsweise Korund, in der Lage sind, besondere Eigenschaften bei Verankerungsmassen für den genannten Zweck zu bewirken, unter anderem eine oder mehrere der folgenden verbesserten Eigenschaften zu verwirklichen: eine erhöhte Belastbarkeit, die beispielsweise in einer erhöhten Adhäsionsversagenslast zum Ausdruck kommt; die Möglichkeit, auch in feuchten Bohrlöchern erhöhte Belastbarkeiten zu erzielen; die Möglichkeit, ohne Vorreinigung des Bohrloches die Verankerungsmasse und Verankerungselemente einzubringen sowie die Möglichkeit, auch bei Rissbildung im Substrat gute Verbindungen zwischen Substrat, Verankerungsmasse und Verankerungselement zu erzielen.
• Diese Eigenschaften können sogar noch weiter verbessert werden, indem neben den genannten sehr harten Füllstoffen (in erster Linie nicht-polymere) Silane zugesetzt werden.
• Die Erfindungsgegenstände werden durch die Verwendungsansprüche 1 bis 11 definiert.
• Die Erfindung betrifft in einer ersten Ausführungsform die Verwendung einer Verankerungsmasse, die einen sehr harten Zuschlag mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer beinhaltet, zur Befestigung eines Verankerungselements in einem Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse vor, gleichzeitig mit und/oder nach einem Verankerungselement und ohne Reinigung des Bohrloches insbesondere durch Ausblasen, Ausbürsten und/oder Ausspülen, in das Bohrloch eingebracht wird und dort verbleibt, wobei die Verankerungsmasse als Kit in einer Mehrkammerpatrone aus Glas ausgestaltet ist, die nach drehend schlagendem Einbringen des Verankerungselements auch als Füllstoff dient, wobei der Gewichtsanteil des harten Zuschlages, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten inklusive Patrone als Verpackung bei 40 bis 65 Gew.-% liegt und wobei die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse als reaktive Bestandteile ethoxylierte Bisphenol-A-di-(meth)acrylate; oder Urethan(meth)acrylate in Kombination mit Silanen; beinhaltet.
• Vorzugsweise ist die Verankerungsmasse als Zweikammerpatrone aus Glas ausgestaltet.
• Vorteilhaft handelt es sich bei dem sehr harten Zuschlag um Korund.
• Zugehörige reaktive Bestandteile der Verankerungsmasse sind vorzugsweise in einem Anteil von 5 bis 60 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vorgesehen.
• Der Gewichtsanteil des sehr harten Zuschlages liegt insbesondere bei 50 bis 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone.
• Vorzugsweise sind 0,1 bis 60 Gew.-%, z.B. 0,5 bis 50 Gew.-% Härter, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze der Verankerungsmasse einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vorgesehen, wobei optional ein oder mehrere weitere Zusätze in einer Menge von insgesamt 0,01 bis 50 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vorgesehen sind.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Erhöhung der Belastbarkeit der Bindung zwischen Substrat und zu befestigendem Gegenstand auch im Falle von ethoxylierten Bisphenol-A-di-(meth)acrylaten als reaktivem Bestandteil zusätzlich ein oder mehrere Silane zugesetzt werden; wobei als Silan insbesondere ein oder mehrere, keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto, Isocyanato-, Alkenyl-, (Meth)acryloyl-, Anhydrido- und/oder Epoxy-Gruppe tragende und mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltendes Silane vorgesehen sind. Vorteilhaft liegen das oder die Silane in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vor.
• Insbesondere ist eine erfindungsgemäße Verwendung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch feucht ist. Hierbei befindet sich das Bohrloch vorzugsweise in einem gerissenen und/oder von Rissen bedrohten Substrat aus Beton.
• Bevorzugt ist die Verwendung im Rahmen von Setzvorgängen für das Verankerungselement, die mit starker Reibung einhergehen (z.B. durch einen maschinellen Setzvorgang beispielsweise mit einer Bohrmaschine sowie durch einen eine erhöhte Reibung auslösenden Setzwiderstand, der durch die Art, Form und Größe der Füllstoffe und die Harzviskosität beeinflusst werden kann), unter Verwendung derartiger Verankerungsmassen in Form von Mehrkammerpatronen, wie Zwei-Kammer-Patronen, aus Glas.
• In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung die zuletzt genannte Verwendung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung der bei Verwendung polymerbildenden Verankerungsmasse in das Bohrloch trotz mindestens Restverschmutzung desselben durch Ausbohrmaterial, insbesondere ohne Vorreinigung des Bohrloches, vor allem ohne dessen Ausbürsten, Ausblasen und/oder Ausspülen, erfolgt.
• Hierbei können trotz fehlender Reinigung Verbundspannungen von mehr als 13 N/mm², zum Beispiel mehr als 15 N/mm², mehr als 16 N/mm², bevorzugt mehr als 17 N/mm² und ganz besonders bevorzugt mehr als 18 N/mm² erreicht werden.
• Eine besondere Variante der Erfindung ist dass bei Verwendung gemäß Anspruch 1 (ohne oder mit Silanzusatz) das Substrat und/oder Bohrloch feucht ist, Risse aufweist und/oder von Rissen (insbesondere in der Zugzone) bedroht ist, wobei insbesondere die Leistungsfähigkeit der Systeme so hoch ist, dass Verhältnisse der Lastwerte gemessen im feuchten Beton zu denen gemessen im trockenen Beton größer oder gleich 0,75 sind, insbesondere größer oder gleich 0,9 bzw. im gerissenen Beton das Verhältnis der Versagenslasten gemessen im 0,5 mm Riss zu denen gemessen im 0,3 mm Riss größer oder gleich 0,9 ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Systeme kann außerdem erreicht werden, dass die Lastwerte eine besonders geringe Varianz aufweisen, insbesondere < 15 %.
• Die vor- und nachstehend verwendeten allgemeinen Begriffe haben vorzugsweise folgende Bedeutungen, wobei in allen Ausführungsformen der Erfindung allgemeinere Begriffe (einer, mehrere oder jeweils alle) durch speziellere Begriffe ersetzt werden können, was zu weiteren besonderen Ausführungsformen der Erfindung führt:
• Unter einer bei Verwendung polymerbildenden (unter Polyreaktion reagierenden, also vor der Verwendung „unter Polyreaktion reaktiven“ chemischen Verankerungsmasse (einem Kunstmörtelprodukt für die chemische Verankerung)) ist vor allem ein zwei- oder mehrkomponentiges Produkt zu verstehen. Hierbei steht im Deutschen „polymerisieren“ oder „Polymerisation“ für kinetische Kettenreaktionen als Unterfall von Polyreaktionen, im Gegensatz zum englischen „Polymerization“, das für Polyreaktion allgemein steht. Letzteres ist hier mit „polymerbildend“ gemeint, der deutsche Unterfall nur eine besondere Variante.
• Für die Verankerungsmasse sind als Basis alle gängigen polymerbildenden Harze (mit reaktiven, d.h. das Polymer bildenden Bestandteilen) denkbar, bei denen Monomere oder Präpolymere oder Makromonomere im Rahmen der Verwendung zu Polymeren reagieren, wobei erfindungsgemäß die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse als reaktive Bestandteile ethoxylierte Bisphenol-A-di-(meth)acrylate oder aber Urethan(meth)acrylate in Kombination mit Silanen beinhaltet.
• Als Beispiele für derartige Mehrkomponenten- Verankerungsmassen sind insbesondere solche auf Basis von hauptsächlich di-, tri- und/oder polyfunktionellen Kunstharzen und einem oder mehreren komplementären Härtern, wie insbesondere auf Basis von Epoxidharzen (Kunstharzkomponente di-, tri-und/oder multifunktionelles Epoxid, Härterkomponente di- und/oder polyfunktionelle organische Amino- und/oder Mercaptoverbindungen), Polyurethanen oder Polyharnstoffen oder deren Mischungen (Kunstharzkomponente Di- und/ oder Polyisocyanate, ggf. auch als Präpolymere oder Oligomere, Härterkomponente zwei oder mehr Hydroxy-, Amino- oder Hydroxy- und/oder Aminogruppengruppen tragende organische Verbindungen oder Gemische davon), alkoxysilanterminierten Präpolymeren (Kunstharzkomponente alkoxysilan-terminiertes Präpolymer, Härterkomponente Wasser und/oder organische oder anorganische Säure(n)),
  oder insbesondere solche auf der Basis reaktiver Olefine als (bei Verwendung) polymerisierender (vor Verwendung also polymerisierbarer) Kunstharzkomponente (komplementäre Härterkomponente jeweils radikalischer Härter) zu erwähnen, z.B. auf Basis von ungesättigten Polyestern, oder
  vorzugsweise auf Basis von (Meth)Acrylestern oder -amiden, wobei (Meth)acryl oder „(meth)acryl“ vor- und nachstehend immer für Acryl und/ oder Methacryl) steht, wie Mono-, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- oder Poly(meth)acrylate, insbesondere Mono-, Di- oder Tri(meth)-acrylate (einschließlich Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, insbesondere Vinylester, wie Epoxyacrylate in Form insbesondere von Umsetzungsprodukten von Di- oder Polyepoxiden, z.B. Bisphenol-A-, Bisphenol-F- oder Novolak-di- und/oder-poly-glycidylethern , mit (Meth)acrylsäure, insbesondere Epoxy(meth)acrylat der Formel worin n für eine Zahl größer oder gleich 1 steht, wobei, wenn Gemische verschiedener Moleküle mit unterschiedlichen n-Werten vorliegen und durch die Formel repräsentiert werden, auch nicht-ganzzahlige Zahlen als Mittelwert möglich sind,
  Urethan(meth)acrylate (erhältlich aus der Umsetzung von Di-, Tri- oder Polyisocyanaten, deren Präpolymeren und/oder Oligomeren mit Hydroxyalkyl(meth)acrylaten und ggf. weiteren Reaktanden mit Zerewitinoff-Wasserstoffatomen wie z.B. Alkylenglykolen oder Polyalkylenglykolen),
  Harnstoff(meth)acrylate,
  Urethan/Harnstoff(meth)acrylate,
  ethoxylierte Bisphenol-A, Bisphenol-F- oder Novolak-di-(meth)acrylate, insbesondere ethoxylierte Bisphenol-A-di-(meth)acrylate (z.B. der Formel worin a und b jeweils unabhängig voneinander für eine Zahl größer oder gleich 0 stehen mit der Maßgabe, dass vorzugsweise mindestens einer der Werte größer als 0 ist, vorzugsweise beide 1 oder größer sind (wenn Gemische verschiedener Moleküle mit unterschiedlichen a- und b-Werten vorliegen und durch die Formel repräsentiert werden, sind auch nicht-ganzzahlige Zahlen als Mittelwert möglich);
  wobei auch Gemische von zwei oder mehr solchen Systemen in Frage kommen und wobei die in Klammern angegebenen Varianten jeweils Beispiele für mögliche Ausführungsformen sind, mit der Maßgabe, dass erfindungsgemäß die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse als reaktive Bestandteile ethoxylierte Bisphenol-A-di-(meth)acrylate oder aber Urethan(meth)acrylate in Kombination mit Silanen beinhaltet.
• Die zugehörigen reaktiven Bestandteile der Verankerungsmasse (Monomere, Präpolymeren und/ oder Makromonomere) können in einem Anteil von 5 bis 60, z.B. von 7 bis 60, 8 bis 60, 9 bis 60 oder 10 bis 60 Gew.-%, vorliegen.
• In der oder den Kunstmörtelkomponenten können ein oder mehrere Reaktivverdünner vorgesehen sein, z.B. für radikalisch aushärtende Systeme Hydroxyalkyl(meth)acrylat und/oder Alkyl(meth)acrylat, wie Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat oder Trimethylolpropantrimethacrylat, oder ein oder mehrere andere oder weitere Reaktivverdünner, beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, Divinylbenzol, Alkyl-styrole, wie Vinyltoluol oder tert-Butylstyrol. Der oder die Reaktivverdünner können beispielsweise in einer Menge von 0 bis 80 Gew.-%, z.B. von 1 bis 50 Gew.-%, vorgesehen sein.
• Als radikalische Härter kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise solche Verbindungen (= Initiatoren) in Frage, die in der Lage sind, bei Molekülen mit olefinischen (Doppel-) Bindungen eine Kettenreaktion zur Polymerisation zu initiieren. Hierzu eignen sich kationische, anonische oder insbesondere radikalbildende Initiatoren (welche bei olefinische Gruppen, wie unsubstituierte oder substituierte Vinylgruppen tragenden Monomeren oder Präpolymeren radikalische Polymerisation bewirken), wie z.B. organische Peroxide, wie Diacylperoxide, z.B. Benzoyl- oder Bis(4-chlorobenzoyl)peroxid, Ketonperoxide oder Alkylperester, wie tert-Butylperbenzoat, oder ferner Azoinitiatoren, Persulfate oder Perborate, sowie Mischungen davon. Die Initiatoren können in reiner Form oder vorzugsweise phlegmatisiert vorgesehen sein, z.B. mit anorganischen Füllstoffen wie Gips oder Kreide oder mit Wasser, Phthalaten oder Chlorparaffinen. Der Initiator kann in einer Menge von 0,01 bis 80, vorzugsweise 0,5 bis 60 Gew.-% und das Phlegmatisierungsmittel in einer Menge von 1 bis 99,5, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Härterkomponente, beinhaltet sein. Bei anderen reaktiven Systemen können, wie dem Fachmann bekannt ist, bestimmte Komponenten ebenfalls als „Härter“ bezeichnet werden, beispielsweise solche wie oben genannt.
• Der Anteil des Härters an einer erfindungsgemäß verwendeten Verankerungsmasse liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 60 Gew.-%, z.B. 0,25 bis 58 Gew.-%, 0,4 bis 55 Gew.-% oder 0,5 bis 50 Gew.-%.
• Eine erfindungsgemäß zu verwendende Verankerungsmasse ist als Mehrkompentensystem in einem Kit vorgesehen, wobei sonst miteinander reagierende Komponenten räumlich getrennt voneinander aufbewahrt werden, bis sie am gewünschten Einsatzort (insbesondere am oder im Bohrloch) miteinander reagieren sollen.
• Besteht eine erfindungsgemäß zu verwendende Verankerungsmasse aus zwei Komponenten (z.B. (a), z.B. reaktives Olefin beinhaltend, und (b), z.B. Härter beinhaltend), können diese beispielsweise in einem Verhältnis von (a) : (b) gleich 100 : 1 bis 1 : 20, beispielsweise 20 : 1 bis 1 : 10 Gewichtsanteilen vorgesehen sein.
• Als Kit kommen solche in Betracht, die zwei oder mehr separate, miteinander verbundene und/oder ineinander verschachtelte (beispielsweise koaxial angeordnete) Behältnisse umfassen, in Form von Patronen aus Glas, welche die vorliegenden Komponenten beinhalten, die z.B. mit einer gemeinsamen Umverpackung und/oder mit Anleitungen zur gemeinsamen Anwendung versehen sein können. Beispiele für entsprechende Verwendung in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung sind Patronensysteme mit einer äußeren Patrone, die neben einer der reaktiven Komponenten ein oder ferner zwei Patronen, insbesondere mit Härtern, beinhalten können.
• Erfindungsgemäß ist die Verwendung als Patronensystem, wie es beispielsweise von den fischerwerken GmbH & Co. KG, Waldachtal unter dem Produktnamen „Mörtelpatrone RM“ angeboten wird. Bei diesen Befestigungssystemen können die harten Füllstoffe besonders gut beim Setzvorgang eine intensive mechanische Nachbearbeitung der Bohrlochoberfläche gewährleisten und somit besonders wirkungsvoll zu den überraschend gefundenen Vorteilen wie oben beschrieben führen.
• Ein oder mehrere weitere Zusätze können in allen Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beinhaltet sein.
• Solche weiteren Zusätze (oder Zusatzstoffe) können beispielsweise Haftvermittler, wie z.B. Silane, Rheologieadditive-, wie Thixotropiermittel, z.B. gefällte oder pyrogene Kieselsäure, Pigmente, Farbstoffe, Hilfsstoffe, wie Dispergierhilfsmittel, Lösemittel, Phthalsäureester oder Paraffine, Stabilisatoren (z.B. gegen Säuren oder Basen, Oxidation, UV-Licht und/oder Licht), Antistatikmittel, Verdickungsmittel, Weichmacher, oder dergleichen Additive oder Zusätze sein, oder Gemische von zwei oder mehr davon.
• Diese weiteren Zusätze können beispielsweise in einer Menge von 0,01 bis 50 Gew.- %, oder beispielsweise zwischen 0,01 und 15 Gew.-% vorgesehen sein, wobei im Falle von Mehrkomponentensystemen die Komponenten voneinander unterschiedliche Zusätze und/oder voneinander unterschiedliche Mengen von Zusätzen enthalten können oder auch Zusätze nur in einer oder einem Teil der Komponenten vorhanden sein können.
• Bei den polymerbildenden (insbesondere polymerisierenden) Systemen können als Zusätze auch Inhibitoren, Beschleuniger und/oder andere katalytisch aktive Stoffe vorgesehen sein.
• Als Beschleuniger kommen beispielsweise aminische Beschleuniger mit hinreichend hoher Aktivität in Frage. Beispiele für bevorzugte aminische Beschleuniger sind Dimethylanilin oder Diethylanilin, N,N-bis(hydroxyC1-C7-alkyl)-aniline, -toluidine oder - xylidine, wie insbesondere N,N-bis(hydroxyethyl)-toluidine oder -xylidine oder ganz besonders entsprechende ethoxylierte oder propoxylierte technische Produkte, die im wesentlichen N-unsubstituierte, N-mono- oder N,N-bis-substituierte Aniline, p-Toluidine oder Xylidine mit unterschiedlichem Ethoxylierungs- oder Propoxylierungsgrad und in statistischer Verteilung enthalten, wie technisches „ethoxyliertes p-Toluidin“. Ein oder mehrere derartige Beschleuniger sind möglich. Die Beschleuniger haben vorzugsweise einen Anteil von 0,001 bis 10, insbesondere von 0,01 bis 5 Gew.-%.
• Als Inhibitoren kommen beispielsweise phenolische oder nichtphenolische Inhibitoren in Frage. Als phenolische Inhibitoren (die oft als bereits zugemischter Bestandteil von käuflichen polymerbildenden Klebeprodukten vorgesehen sind, aber ferner auch fehlen können) kommen Hydrochinone, wie Hydrochinon, Trimethylhydrochinon oder Di- oder Tri (C₁-C₇-alkyl)-hydrochinone wie 2,5-Di-tert.-butylhydrochinon, Phenole, wie 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, Butylbrenzcatechine, wie 4-tert.-Butylbrenzcatechin oder insbesondere 4-Methoxyphenol, oder Gemische von zwei oder mehr davon, in Frage. Als nicht-phenolische oder anaerobe (d.h. im Gegensatz zu den phenolischen Inhibitoren auch ohne Sauerstoff wirksame) Inhibitoren kommen vorzugsweise Phenothiazine, wie Phenothiazin, oder organische Nitroxylradikale in Betracht. Als organische Nitroxylradikale können beispielsweise solche zugesetzt sein, wie sie in der DE 199 56 509 , die hier insbesondere bezüglich der darin genannten Verbindungen durch Bezugnahme inkorporiert wird, beschrieben sind, insbesondere 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-ol („4-OH-TEMPO“). Der Gewichtsanteil der phenolischen und/oder der nicht-phenolischen Inhibitoren liegt vorzugsweise im Bereich von 1 ppm bis 2 %, vorzugsweise im Bereich von 5 Gewichts-ppm bis 1 Gew.-%.
• Unter Befestigung ist insbesondere eine Befestigung mit Hilfe von Verankerungselementen aus Metall (z.B. Hinterschneidanker, Gewindestangen oder Bohranker) in Bohrlöchern in festen Substraten zu verstehen.
• Unter „Baubereich“ ist insbesondere das Bauwesen im engeren Sinne zu verstehen, beispielsweise die Verankerung von Bauelementen, wie Platten für Fassaden oder dergleichen, mit Hilfe von Verankerungselementen an bzw. in Substraten (d.h. im Rahmen der vorliegenden Erfindung Aufnahmewerkstoffen, insbesondere, soweit sie Bestandteile von durch Menschenhand errichteten Bauwerken sind, vor allem Mauerwerk (z.B. aus Naturstein, Vollsteinen, Lochsteinen, Ziegeln, Blähbetonsteinen oder dergleichen), Beton, ferner Kunststoff oder Holz).
• Die Befestigung der Verankerungselemente erfolgt bei allen Ausführungsformen der Erfindung durch deren Einbringen vor, gleichzeitig mit oder nach dem Einbringen der Verankerungsmasse.
• Unter einem sehr harten Zuschlag (Füllstoff) ist ein solcher zu verstehen, der eine Härte auf der Ordinalskala nach Mohs von 8 oder höher, vorzugsweise von 9 oder höher, aufweist, wie in einer möglichen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Korund, granulierte Metallschlacken, keramische oder hartmetallische Granulate geeigneter Härte, Carbide und Nitride (insbesondere von Si und B) und Zirkonoxid. Die Korngröße kann je nach Produkt von 1 bis 6000 µm betragen. Für die besonders bevorzugten Patronensysteme sind je nach Patronengröße Korngrößen von 200-6000 µm, insbesondere von 500-3500 µm geeignet. Beispielsweise sind für Patronensysteme bis M12 Korngrößen von 200 bis 2500 µm, insbesondere von 700-2000 µm besonders geeignet.
• Der Gewichtsanteil des oder der harten Zuschläge liegt bei 40 bis 65 oder 50 bis 65 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten inclusive „Verpackung“ im Falle von Patronen.
• Unter Erhöhung der Belastbarkeit der Bindung zwischen Substrat und Verankerungselement im Vergleich zur bei Zugabe weniger harter Füllstoffen ist insbesondere zu verstehen, dass die Adhäsionsversagenslast höher ist als bei eines ansonsten identischen bei Verwendung polymerbildenden chemischen Klebeproduktes, bei der lediglich das Füllstoffmaterial durch eines mit einer geringeren als der erfindungsgemäß verwendeten Mohs-Härte, insbesondere Quarz (Mohs-Härte 7), in gleichem Gewichtsanteil ersetzt ist.
• Die Komponenten eines erfindungsgemäß verwendeten oder eines zum Vergleich herangezogenen Klebeproduktes werden zur Ermittlung der Adhäsionsversagenslast mit einer handelsüblichen Patrone (z.B. Mörtelpatrone RM wie oben erwähnt) analog den oben für unter Verwendung der Leitlinie von der „European Organisation for Technical Approvals" (EOTA) (2001): ETAG N° 001 Ausgabe November 2006, Leitlinie für die europäische technische Zulassung für Metalldübel zur Verankerung im Beton, Teil 5: Verbunddübel, Februar 2008, unter 5.1.2.1 (b) beschriebenen Bedingungen, wie in den nachfolgenden Beispielen näher beschrieben.
• Lediglich zu Offenbarungszwecken ist hinsichtlich der Verwendung zur Erhöhung der Belastbarkeit auch unter Bedingungen von Nässe und/oder Restverschmutzung im Bohrloch folgendes anzumerken:
• Dass im Bohrloch trotz mindestens Restverschmutzung desselben durch Ausbohrmaterial, insbesondere ohne Vorreinigung des Bohrloches, vor allem ohne dessen Ausbürsten, Ausblasen und/oder Ausspülen, die Einbringung eines erfindungsgemäß verwendeten (oder zu Vergleichszwecken eines ein weniger hartes Füllmaterial beinhaltenden) erfolgt, und dennoch der erfindungsgemäße Zweck (Erhöhung der Belastbarkeit der Bindung zwischen Substrat und Verankerungselement im Vergleich zur bei Zugabe weniger harter Füllstoffen erzielbaren Belastbarkeit der bei Verwendung polymerisierenden chemischen Verankerungsmasse) erzielt wird, dient auch der Lösung folgender Aufgabe:
  • Insbesondere neue Vorschriften erhöhen die Anforderungen auch unter Bedingungen relativ großer Nässe (hier auch als feucht bezeichnet) und Restverschmutzung, wie beispielsweise analog in der Leitlinie von der European Organisation for Technical Approvals (EOTA) (2001): ETAG N° 001 Ausgabe November 2006, Leitlinie für die europäische technische Zulassung für Metalldübel zur Verankerung im Beton, Teil 5: Verbunddübel, Februar 2008, unter 5.1.2.1 (b) beschriebenen Bedingungen. Vorzugsweise wird die Verbesserung der Belastbarkeit, insbesondere der Adhäsionsversagenslast, wie in den Beispielen beschrieben durchgeführt.
• Für alle bisherigen chemischen Befestigungssysteme am Markt ist eine Bohrlochreinigung zwingend vorgeschrieben, um eine gleichmäßige und ausreichende Belastbarkeit bei geringer Streuung sowie ohne das Risiko von Funktionsversagen im Anwendungsfall erreichen zu können. Überraschend wurde nun gefunden, dass mit der beschriebenen Lösung ausreichend sichere und leistungsstarke chemische Befestigungssysteme bereitgestellt werden können, die ganz ohne Reinigung des Bohrlochs (z.B. durch Bürsten oder Ausblasen) eingesetzt werden können. Ein großer Vorteil ist hier nicht nur die Einsparung der zeitaufwändigen Reinigung, sondern auch die volle Funktionstüchtigkeit und Sicherheit des Produktes im Falle eines vergessenen Reinigungsvorganges.
• Die Risstauglichkeit eines chemischen Dübels ist gegeben, wenn die Last im ungerissenen Beton nicht signifikant zum gerissenen Beton abnimmt. Dazu sind die Bedingungen z.B. nach den Leitlinien der ETAG 001 Teil 5 sowie des ICC AC308 zu erfüllen.
• Die durch die beschriebenen harten Füllstoffe herstellbaren Befestigungssysteme eignen sich zudem nicht nur für Verankerungen unter vorwiegend ruhender Belastung, sondern es lassen sich auch besonders gut die Vorgaben für die Anwendung unter vorwiegend nicht ruhender Belastung (auch dynamische Belastung genannt) erfüllen. Des Weiteren kann durch Einsatz der beschriebenen harten Füllstoffe in Befestigungssystemen bewirkt werden, dass sie sich speziell auch für Befestigungen in Erdbebengebieten eignen, weil die Anforderungen an die Erdbebentauglichkeit z.B. nach ICC AC308 (seismic tension, seimic shear loads) erfüllt werden können.
• Die Verbesserung der Adhäsionsversagenslast in einem um ein Bohrloch Rissbildung aufweisenden Substrat bedeutet insbesondere, dass eine gegenüber entsprechenden Verankerungsmassen ohne erfindungsgemäßen Füllstoff (und ggf. Silan)-Zusatz erhöhte Leistungsfähigkeit im gerissenen Beton gefunden wird nach den Verfahren gemäß den Leitlinien von der European Organisation for Technical Approvals (EOTA) (2001): ETAG N° 001 Ausgabe November 2006, Leitlinie für die europäische technische Zulassung für Metalldübel zur Verankerung im Beton, Teil 5: Verbunddübel, Februar 2008.
• Überraschenderweise zeigen sich auch besonders gute Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Verankerungsmassen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit in der Zugzone, also im gerissenen Beton.
• Die Ermittlung der Adhäsionsversagenslast bei Verwendung im feuchten Bohrloch erfolgt vorzugsweise wie in den Beispielen beschreiben.
• Besonders gute Verbesserungen der Belastbarkeit werden erzielt, wenn als weiterer Zuschlagstoff mindestens ein (vorzugsweise polymerfreies) Silan zugesetzt wird.
• Bei dem oder den Silanen handelt es sich vorzugsweise um ein oder mehrere, keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto-, Isocyanato-, Alkenyl-, Epoxy-, Anhydrido- und/oder insbesondere (Meth)acryloyl-Gruppe tragende und mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltende Silane. Bei diesen Silanen handelt es sich in besonderen Ausführungsformen der Erfindung um solche der Formel I, $${\left[{\text{R}}_1-\text{X}-{\left({\text{CH}}_2\right)}_{\text{n}}-\right]}_{\text{p}}-\text{Si}{\left({\text{R}}^{\text{B}}\right)}_{\text{q}}{\left(\text{L}\right)}_{\text{t}}$$
  worin
  X für S oder NR₁* oder O oder NCO oder nichts steht; wobei X nichts ist (= fehlt), wenn R₁ für Anhydrido steht;
  R₁ und R1*, alle unabhängig voneinander, für nichts, Wasserstoff, Cycloalkyl, Alkyl, Aminoalkyl, (Meth)acryloyl, Aryl, Aralkyl, Acyl, Heterocyclyl (insbesondere Anhydrido) oder für einen Rest der Formel -[(CH₂)_n*]_p*-Si(R^B*)_3-t*(L*)t* oder für Epoxyalkyl, stehen, worin, jeweils unabhängig vom anderen Rest, R^B* die nachfolgend für R^B genannten Bedeutungen, L* die nachfolgend für L genannten Bedeutungen und n*, p* und t* jeweils die nachfolgend genannten Bedeutungen haben; wobei wenn X für S steht R₁ von den für R₁ genannten Resten nur Wasserstoff sein kann; wobei X für O steht wenn R₁ Epoxyalkyl oder (Meth)acryloyl ist; wobei R₁ nichts ist, wenn X für NCO (= Isocyanato) steht;
  R^B unabhängig voneinander für eine Alkyl-, Alkenyl-, Arylalkyl- oder Arylgruppe steht, vorzugsweise für Alkyl und/oder (ferner) Alkenyl,
  L für einen hydrolysierbaren Rest, insbesondere Alkoxy, steht,
  n und, falls vorhanden, n* unabhängig voneinander für eine positive ganze Zahl, insbesondere 1 bis 10, stehen;
  p für 0 bis 3 steht und, falls vorhanden, p* unabhängig für 1 bis 3 steht;
  q für 0 bis 2 steht; und
  t für 1 bis 4 steht und, falls vorhanden, t* unabhängig für 1 bis 3 steht,
  mit der Maßgabe, dass gilt: p + q + t = 4 und, falls vorhanden, p* + (3-t*) + t* = 4.
• In einer Ausführungsform der Erfindung können (mindestens auch) solche Silane verwendet werden, die den alpha-Effekt zeigen, also z.B. worin n und gegebenenfalls n* in obiger Formel I gleich 1 ist (n = 1 und ggf. n* = 1 in Formel I), z.B. 3-(Meth)acryloyl-oxymethyltrialkoxy (wie -trimethoxy-) silan.
• Weitere Silane mit hydrolysierbaren Gruppen können beinhaltet sein, beispielsweise (bezogen auf das Gesamtgewicht aller Silane) bis 80 Gew.-%, bis 70 Gew.-%, bis 60 Gew.-%, bis 50 Gew.-%, bis 40 Gew.-%, bis 30 Gew.-%, bis 20 Gew.-% oder bis 10 Gew.% - dies impliziert beispielsweise Alkoxysilanverbindungen oder Silan-Vernetzer, wie Vinylalkoxysilane, z.B. Vinyltrimethoxysilan oder Vinyltriethoxysilan oder (ferner oder insbesondere) Ester der (Poly)-Kieselsäure (wie z.B. Dynasilan® 40 (ein Ethylpolysilikat) oder Dynasylan® A, Evonik GmbH, Frankfurt am Main, Deutschland), die ein Steuern des Vernetzungsgrades ermöglichen, oder Mischungen von zwei oder mehr davon.
• Weitere besondere Ausführungsformen der vorliegend offenbarten Erfindungsgegenstände beinhalten Silane der Formel III oder deren Verwendung, $$\text{Si}{\left({\text{R}}^{\text{B}}\right)}_{4-\text{t}}{\left(\text{L}\right)}_{\text{t}}$$
  worin R^B unabhängig voneinander für eine Alkyl-, Alkenyl-, Arylalkyl- oder Arylgruppe steht, vorzugsweise für Alkyl und/oder (ferner) Alkenyl,
  L für einen hydrolysierbaren Rest, insbesondere Alkoxy, steht,
  und
  t für 1 bis 4 steht. Diese fallen unter Silane, die zur Teilnahme an der Polymerisierung mit einem Kunstharz befähigte reaktive Gruppen nicht aufweisen.
• Auch Gemische mit zwei oder mehr der in vor- oder nachstehenden Absätzen genannten Silane der Formeln I, II und/oder III, oder jeweils deren Verwendungen, bilden besondere Varianten der erfindungsgemäßen Ausführungsformen.
• Aryl ist innerhalb dieser Offenbarung stets vorzugsweise ein unsubstituierter oder (z.B. durch Alkyl, Alkoxy (= Alkyloxy), Alkenyl, hydroxy, oder ferner Halogen, wie Fluor, Chlor oder Brom, oder Cyano) ein- oder unabhängig mehrfach, z.B. 1- bis 3-fach, substituierter aromatischer Rest mit 6 bis 18 Ringkohlenstoffatomen, beispielsweise Phenyl, Naphthyl oder Toluyl.
• Aralkyl ist innerhalb dieser Offenbarung stets Aryl wie zuvor definiert, welches an Alkyl wie vorstehend definiert gebunden ist, beispielsweise Benzyl, kann aber bei Aufzählungen innerhalb dieser Offenbarung vorzugsweise weggelassen werden.
• Cycloalkyl steht insbesondere für mono-, di- oder trizyklisches, vorzugsweise monozyklisches, Cycloalkyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, im Ring, insbesondere für Cyclopentyl oder Cyclohexyl.
• Epoxyalkyl steht vorzugsweise für Alkyl wie oben definiert, das durch eine Epoxygruppe unter Ringbildung substituiert ist. Epoxyalkyl ist insbesondere Epoxy-C₁-C₇-alkoxy, wie insbesondere( 2,3-Epoxy-propan-1-yl) der Formel (die gestrichelte Linie markiert das Ende der Bindung zum Rest des Moleküls).
• Epoxyalkoxy ist insbesondere Epoxy-C₁-C₇-alkoxy, wie insbesondere ein Rest der Formel (die gestrichelte Linie markiert das Ende der Bindung zum Rest des Moleküls).
• Acyl steht innerhalb dieser Offenbarung stets für einen Rest einer Carbonsäure oder einer Sulfonsäure, beispielsweise einen Aryl-, Alkyl- oder Aralkyl-carbonsäure- oder -sulfonsäure-Rest, wie C₁-C₇-Alkanoyl, z.B. Acetyl oder Propionyl, Aroyl (Aryl-C(=O)-), wie Benzoyl, oder dergleichen.
• Alkyl steht innerhalb dieser Offenbarung stets für insbesondere einen unverzweigten oder ein- oder mehrfach verzweigten Alkylrest mit beispielsweise 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, worin ein oder mehrere, z.B. 1 bis 3, vorzugsweise nicht direkt benachbarte, insbesondere durch 2 Kohlenstoffatome getrennte und nicht endständige, ein C-Atom beinhaltende Kettenabschnitte (wie -CH₂- oder -C(-)(H)- durch jeweils ein Heteroatom, wie -N(-)-, -NH-, -O- oder-S-, ersetzt sein können, , wie z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek.-Butyl, Isobutyl oder tert-Butyl.
• Alkenyl steht innerhalb dieser Offenbarung stets für einen unverzweigten oder ein- oder mehrfach verzweigten einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 10, z.B. 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Vinyl, Allyl oder Buten-1- oder -2-yl.
• Aminoalkyl steht für mit ein oder ferner mehreren Aminogruppen substituiertes Alkyl, wie gerade definiert.
• Heterocyclyl bedeutet insbesondere einen, gegebenenfalls auch substituierten, z.B. wie für Aryl oben definiert, mono- di- oder trizyklischen, insbesondere monozyklischen Rest 3 bis 20, vorzugsweise 3 bis 8 Ringatomen, von denen ein oder mehrere, insbesondere 2, als Heteroatome unabhängig voneinander ausgewählt aus N, O und S vorliegen, und kann durch ein oder mehrere Oxogruppen substituiert sein, insbesondere solche, die an Ringkohlenstoffatome gebunden sind, die über ein O-Heteroatom gebunden sind (was zu Anhydrido führt). Unter Heterocyclyl fällt somit insbesondere auch Anhydrido, bei dem es sich um einen cyclischen Rest handelt, der folgendes ringschließendes Brückenelement enthält: - C(=O)-O-C(=O)-. Der Ring beinhaltet also eine Carbonsäureanhydridgruppe. Ein mögliches bevorzugtes Beispiel ist 2,5-Dioxo-oxolan-3-yl, ein anderes die entsprechende ungesättigte Variante 2,5-Dioxo-oxol- -3-yl mit Doppelbindung zwischen den C-Atomen in Stellung 3 und 4 des Rings, ein weiteres ein in 3,4-Stellung benzoannelierter 2,5-Dioxolan-3-ylrest. Aromatisch bedeutet, dass die entsprechenden Reste wie Aryl oben definiert sind.
• Aromatisch-aliphatisch (z.B. Arylalkyl) bedeutet, dass die entsprechenden Reste Kombinationen aus aliphatischen Resten und aromatischen Resten, wie vorstehend genannt, beinhalten.
• Dass „X für nichts“ steht oder X nichts ist oder dergleichen, bedeutet, dass der Rest „-X-“ in der jeweiligen Formel für eine einfache Bindung steht. Dass R₁ „nichts“ ist, bedeutet, dass der Rest R₁ fehlt.
• „Falls vorhanden“ bezieht sich darauf, dass ein Rest oder ein Symbol abhängig von anderen Definitionen vorhanden sein kann oder fehlen kann, beispielsweise darauf, dass im Falle, dass nur, wenn p in Formel I 1 bis 3 ist, und R₁ einen Rest der Formel -[(CH₂)_n*]_p*-Si(R^B*)_3t*(L*)_t* bedeutet, n*, p*, R^B*, L* und t* überhaupt vorhanden sein können.
• Silane, die zur Teilnahme an der Polymerisierung befähigte reaktive Gruppen aufweisen oder nicht, enthalten diese reaktiven Gruppen anders ausgedrückt optional, das heißt, sie können sie enthalten.
• Wo von „Silanen“ oder anderen Bestandteilen im Plural die Rede ist, bedeutet dies stets „ein oder mehrere“.
• (Meth)acryl steht für Acryl, Methacryl oder Acryl und Methacryl (als Gemisch).
• Unter Si-gebundenen hydrolysierbaren Gruppen (in dieser Offenbarung auch mit L symbolisiert) sind beispielsweise Halogenatome (Halogen, wie Chloro), Ketoximate, Amino, Aminoxy, Mercapto, Acyloxy, Aryloxy, Aralkyloxy (= Arylalkoxy) oder insbesondere Alkyloxy (Alkoxy) zu verstehen.
• Unter Si-gebundenen hydrolysierbaren Gruppen sind insbesondere solche Gruppen L zu verstehen, die Bestandteil einer Gruppe der Formel Z sind, $$\text{Si}{\left({\text{R}}^{\text{B}}\right)}_{3-\text{t}}{\left(\text{L}\right)}_{\text{t}}$$
  worin R^B unabhängig voneinander für eine Alkyl-, Alkenyl, Arylalkyl- oder Arylgruppe stehen kann, vorzugsweise für Alkyl und/oder (ferner) Alkenyl,
  t für eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht und
  L für eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe, insbesondere Alkoxy, steht.
• Das oder die erfindungsgemäß zugesetzten ein oder mehrere keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto-, Isocyanato-, Alkenyl-, Epoxy-, Anhydrido- und/oder insbesondere (Meth)acryloyl-Gruppe, beinhaltende(n), und zugleich mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltende Silan(e) haben vorzugsweise mittlere oder absolute Molekulargewichte von 2000 oder kleiner, 1000 oder kleiner, 900 oder kleiner, 800 oder kleiner, 700 oder kleiner, 600 oder kleiner oder insbesondere 500 oder kleiner oder insbesondere 400 oder kleiner. Vorzugsweise handelt es sich bei den Silanen und niedermolekulare, niederviskose Substanzen, insbesondere andere als höhermolekulare Verbindungen (worunter z.B. insbesondere Präpolymeren fallen).
• Besonders bevorzugt sind ein oder mehrere Silane ausgewählt aus (Meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilan, (Meth)acryloyloxypropyltriethoxysilan, (Meth)acryloyloxymethyltrimethoxysilan und (Meth)acryloyloxymethyltriethoxysilan
• Vorzugsweise liegt in allen Ausführungsformen der Erfindung die Viskosität der Silane bei bei 10 Pa_*s oder niedriger, wie bei 1 Pa_*s oder niedriger. Ganz besonders bevorzugt sind extrem niedrigviskose und niedermolekulare Silane mit Viskositäten kleiner als 100 mPa·s, insbesondere kleiner als 10 mPa·s.
• Viskositäten werden, soweit nicht anders angegeben, nach DIN EN ISO 2555 mit einem Brookfield DV-III+-Viskosimeter mit Spindel 3 bei 10 Umdrehungen/Minute (U/min) bei 23 °C gemessen und in Pa·s (nachfolgend auch als Pa ∗ s oder Pas wiedergegeben) angegeben.
• Die keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto-, Isocyanato-, Alkenyl-, Epoxy-, Anhydrido- und/oder (insbesondere) (Meth)acryloyl-Gruppe tragenden und mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltenden Silane liegen in einer erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß zu verwendenden Verankerungsmasse beispielsweise in einem Gewichtanteil von 0,1 bis 50, insbesondere von 1 oder mehr Gew.-%, wie von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 2 oder mehr Gew.-%, wie von 2 bis 30 oder bis 15 Gew.%, von 3 oder mehr Gew.-%, wie von 3 bis 20 oder bis 10 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von 4 oder mehr Gew.-%, z.B. von 4 bis 20 oder bis 6 Gew.-%, vor.
• Wo Gewichtsangaben in Prozent (Gew.-%) gemacht werden, beziehen sich diese, wenn nichts anderes gesagt ist, auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze der Verankerungsmasse (also die in der nach dem Mischen polymerisierenden Masse vorhandenen Bestandteile, die in ein Bohrloch gelangen und dort verbleiben, also auch als Füllstoffe dienende Verpackungsmaterialien, also Glas von Patronen/Ampullen).
• „Beinhalten“ oder „umfassen“ bedeutet, dass neben den genannten Komponenten oder Merkmalen noch andere vorhanden sein können, steht also für eine nicht abschließende Aufzählung, im Gegensatz zu „bestehen aus“, das eine abschließende Aufzählung der bei seiner Verwendung aufgezählten Komponenten oder Merkmale bedeutet.
• „Teilweise oder ausschließlich“ oder „mindestens teilweise“ bedeutet, dass die danach genannten Bestandteile neben anderen Bestandteilen der entsprechenden Komponente oder ausschließlich vorliegen können, beispielsweise (z.B. bei den Silanen oder Reaktivharzen oder Härtern als Komponenten) bezogen auf die jeweils definierte Komponente in Anteilen von bis zu maximal 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 oder 80 bis 90 oder 100 Gew.-%.
• Wo das Attribut „ferner“ erwähnt wird, bedeutet dies, dass Merkmale ohne dieses Attribut stärker bevorzugt sein können.
• „Und/oder“ bedeutet, dass die genannten Merkmale/Substanzen jeweils alleine oder in Kombination von zwei oder mehr der jeweils genannten Merkmale/Substanzen vorliegen können.
• Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung finden sich auch in den Ansprüchen, die hier in die Beschreibung durch Bezugnahme aufgenommen werden.
• Beispiele: Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken.
• Versuchsdurchführung der Ermittlung von Adhäsionsversagenslast:
• A) Grundparameter:
• Verankerungstiefe (hef) = 95 mm
• Bohrdurchmesser (d0) = 14 mm
• Anker: metrische Gewindestange M12 (Güte 12.9)
• Bohrverfahren = Hammerbohren 4-kg-Klasse (Bosch GBH 4-32)
• B) Vorbereitung der Bohrlöcher
• 1a Versuche im trockenen Bohrloch
• Bohrlochherstellung: In den horizontal liegenden Betonprüfkörper (niederfester Beton der Festigkeitsklasse C20/25) der Dimensionen 128x128x30cm wurden mit einer Hammerbohrmaschine und einem Hammerbohrer die Bohrlöcher erstellt.
• Bei einem Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „gereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung eine Reinigung vorgenommen, indem zweimal ausgeblasen wurde.
• Bei dem anderen Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „ungereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung keine Reinigung durchgeführt. Stattdessen wurde im Verlauf der Bohrlochherstellung bzw. nach Erreichen der gewünschten Bohrtiefe der Bohrer mehrmals herausgezogen und wieder ins Bohrloch eingeführt. Der Bohrer drehte sich währenddessen fortlaufend, um ein Herausfördern des Bohrmehls zu bewirken. Dieser Vorgang wurde mindestens viermal wiederholt.
• 1b Versuche im durchfeuchteten Bohrloch
• In den horizontal liegenden Betonprüfkörper (niederfester Beton C20/25), Maße 128x128x30cm) wurden mit einer Hammerbohrmaschine und einem Hammerbohrer die Pilotbohrlöcher erstellt. Diese müssen mindestens einen Bohrdurchmesser von 0,5 x d0 haben, was in dieser Versuchsdurchführung 7 mm waren. Auf das Pilotbohrloch wurde jeweils ein zylindrischer Becher mit einem Loch im Bereich des Bohrloches geklebt und mit Wasser befüllt. Das Wasser verbleibt für mindestens 8 Tage im Bohrloch, bis das Wasser bis in eine Entfernung von 1,5 d bis 2,5 d (d = Ankerstangendurchmesser) von der Bohrachse aus in den Beton eingedrungen ist. Damit ist gewährleistet, dass der Beton im Bereich der Verankerung wassergesättigt ist.
• Die Becher und das im Bohrloch befindliche Wasser werden entfernt durch Abziehen des Bechers und Wegschütten seines Inhalts sowie Absaugen des Wassers im Bohrloch und das endgültige Bohrloch mit d0 (hier 14 mm) gebohrt.
• Bei einem Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „gereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung gereinigt, indem mit einem Handausbläser (z.B. dem fischer Ausbläser ABG, fischerwerke Gmbh & Co. KG, Waldachtal, Deutschland) das Bohrloch zweimal ausgeblasen wurde.
• Bei dem anderen Teil der Versuche (gekennzeichnet mit „ungereinigt“) wurde im Anschluss an die Bohrlochherstellung keine Reinigung durchgeführt. Es wurde lediglich im Verlauf der Bohrlochherstellung bzw. nach Erreichen der gewünschten Bohrtiefe der Bohrer mehrmals herausgezogen und wieder ins Bohrloch eingeführt. Der Bohrer drehte sich währenddessen fortlaufend, um ein Herausfördern des Bohrmehls zu bewirken. Dieser Vorgang wurde mindestens vier mal wiederholt.
• B) Anker setzen und ziehen
• Nach der Bohrlochherstellung wurden die Reaktionsankerpatronen in das Bohrloch (eine je Loch) eingeführt und die Ankerstangen drehend schlagend mit einer Hammerbohrmaschine gesetzt. Der Mörtelüberschuss wurde mit einer Spachtel entfernt. Nach der Mindestaushärtezeit, hier nach 45 min, wurde die Auszugsrichtung adaptiert und der Anker mit enger Abstützung bis zum Versagen belastet
• Der Versuchsaufbau entspricht der ETAG Nr1 Teil 5.
• Verwendete Zusammensetzungen:

E2BADMA

technisches Ethoxyliertes Bisphenol-A-dimethacrylat (Vinylester)

UMA

Urethanmethacrylat basierend auf PMDI HPMA und BDDMA

BDDMA

Butandioldimethacrylat

HPMA

2-Hydroxypropylmethacrylat

PMDI

Polymeres Diphenylmethandiisocyanat

Silan

Methacryloxypropyltrimethoxysilan

Quarz

Quarzsandfraktion 60-200 µm

Korund

Normalkorund 1100-1700 µm

• Es werden Patronen M12 bestehend aus einem Härterinnenrohr und einem Außenrohr hergestellt. Die Innenrohre enthalten 0,32 g eines phlegmatisierten 50%igen Dibenzoylperoxids, bestehen aus 1,05 g Glas und sind thermisch verschlossen. In die Patronenaußenrohre mit einem Glasgewicht von 3,60 g werden die Härterinnenrohre, das Harz und der Festfüllstoff eingebracht und ebenfalls abgeschweißt. Die Harze erhalten eine Basisstabilisierung mit 500-700 ppm eines phenolischen Inhibitors und werden durch Zugabe von 1,2 bis 3 % eines Aminbeschleunigers (Toluidinderivat) auf eine Gelierzeit von 3-4 min bei 23 °C eingestellt.
• Bei den mit ** gekennzeichneten Beispielen handelt es sich um Vergleichsbeispiele. Folgende Zusammensetzungen werden eingesetzt:

  	E2BADM A	UMA	BDDMA	HPMA	Silan	Quarz	Korund
  V1	3,55		0,29	0,15		8,6
  V2	3,55		0,29	0,15			11,9
  V3	3,13				0,82		11,9
  V4**		3,44	0,30	0,30		8,6
  V5**		3,44	0,30	0,30			11,9
  V6		3,23			0,82		11,9

• Vergleichsbeispiel: Zusammensetzungen mit Quarzsand als Füllstoff
• Wo „Quarz“ erwähnt wird, bezieht sich dies auf Quarzsand als Zusatz.
• Verankerungsmasse: Vinylester-Verankerungsmasse V1 und Urethanmethacrylat-Verankerungsmasse V4, jeweils mit Quarz, wurden verwendet und damit folgende Adhäsionsversagenslasten ermittelt: II) Adhäsionsversagenslast bei Verankerung mit den Verankerungsmassen

  	gereinigt		ungereinigt
  Verankerungs-	Füllstoff/	Adhä-	Füllstoff/	Adhäsions-
  masse	Zusatz	sionsversagens-last (kN) ± SD	Zusatz	versagenslast (kN) ± SD
  Vinylester trocken (1a)	Quarz	84,2 ±4,8	Quarz	54,54 ±8,82
  Vinylester feucht (1b)	Quarz	52,08 ±1,87	Quarz	41,15 ± 5,57
  Urethanmethacrylat trocken (1a)	Quarz	77,24 ±4,31	Quarz	53,89 ±4,25
  Urethanmethacrylat feucht (1b)	Quarz	65,2 ±3,27	Quarz	37,45 ±3,21

• Beispiel 1: Erfindungsgemäße Verankerungsmassen mit Korund
• 1.I) Verankerungsmasse: Vinylester-Verankerungsmasse V2 und Urethanmethacrylat-Verankerungsmasse V5, jeweils mit Korund, wurden verwendet und damit folgende Adhäsionsversagenslaten ermittelt:
• 1.II) Adhäsionsversagenslast bei Verankerung mit den Verankerungsmassen mit Korund

	gereinigt		ungereinigt
Verankerungsmasse	Füllstoff/ Zusatz	Adhäsionsversagenslast (kN) ± SD	Füllstoff/ Zusatz	Adhäsionsversagenslast (kN) ± SD
Vinylester trocken (1a)	Korund	93,99 ±4,06	Korund	67,39 ±7,07
Vinylester feucht (1b)	Korund	69,49 ±3,15	Korund	46,56 ±5
Urethanmethacrylat trocken (1a)**	Korund	82,25 ±4,15	Korund	57,77 ±2,43
Urethanmethacrylat feucht (1b)**	Korund	64,14 ±5,78	Korund	43,16 ±3,41

• 1.III) Faktor der Erhöhung der Adhäsionsversagenslast gegenüber Quarz:

Verankerungsmasse	Faktor ungereinigt (Adhäsionsversagenslast Korund/Quarz)	Faktor gereinigt (Adhäsionsversagenslast Korund/Quarz)
Vinylester trocken (1a)	1,24	1,12
Vinylester feucht (1b)	1,13	1,33
Urethanmethacrylat trocken (1a)**	1,07	1,06
Urethanmethacrylat feucht (1b)**	1,15	0,98

• Demnach findet sich außer im Falle von Urethanmethacrylat feucht eine Verbesserung der Adhäsionsversagenslast mit Korund gegenüber Quarz.
• Beispiel 2: Erfindungsgemäße Verankerungsmassen mit Korund und Silan
• 2.I) Verankerungsmasse: Vinylester-Verankerungsmasse V3 und Urethanmethacrylat-Verankerungsmasse V6, jeweils mit Korund und Silan, wurden verwendet und damit folgende Adhäsionsversagenslasten ermittelt:
• 2.II) Adhäsionsversagenslast bei Verankerung mit erfindungsgemäßen Verankerungsmassen mit Korund und Silan

	gereinigt		ungereinigt
Verankerungsmasse	Füllstoff/ Zusatz	Adhäsionsversagenslast (kN) ± SD	Füllstoff/ Zusatz	Adhäsionsversagenslast (kN) ± SD
Vinylester trocken (1a)	Korund und Silan	99,37 ±1,87	Korund und Silan	73,39 ±5,97
Vinylester feucht (1b)	Korund und Silan	75,49 ±4,38	Korund und Silan	59,97 ±5
Urethanmethacrylat trocken (1a)	Korund und Silan	87,36 ±6,84	Korund und Silan	66,32 ±6,09
Urethanmethacrylat feucht (1b)	Korund und Silan	93,5 ±4,34	Korund und Silan	85,39 ±2,4

• C) Faktor der Erhöhung der Adhäsionsversagenslast gegenüber Quarz als Zusatz:

  Verankerungsmasse	Faktor ungereinigt (Adhäsionsversagenslast Korund+Silan/Quarz)	Faktor gereinigt (Adhäsionsversagenslast Korund+Silan/Quarz)
  Vinylester trocken (1a)	1,35	1,18
  Vinylester feucht (1b)	1,46	1,45
  Urethanmethacrylat trocken (1a)	1,23	1,13
  Urethanmethacrylat feucht (1b)	2,28	1,43

• Demzufolge findet sich in allen Fällen für Korund plus Silan anstelle von Quarz eine zum Teil beträchtliche Erhöhung der Adhäsionsversagenslast.
• Beispiel 3: Verhältnis Adhäsionsversagenslasten bei ungereinigtem gegenüber gereinigtem Bohrloch
• Aus den Tabellen aus Beispiel 1, Beispiel 2 und dem Vergleichsbeispiel lassen sich die Verhältnisse der Adhäsionsversagenslast gereinigt/ungereinigt bestimmen:

  VerankerungsMasse	Verhältnis (Faktor) Adhäsionsversagenslast gereinigt/ungereinigt trocken	Verhältnis (Faktor) Adhäsionsversagenslast gereinigt/ungereinigt Nass
  Vinylester + Quarz**	1,54	1,27
  Vinylester + Korund	1,39	1,49
  Vinylester + Korund + Silan	1,35	1,26
  Urethanmethacrylat + Quarz**	1,43	1,74
  Urethanmethacrylat + Korund**	1,42	1,49
  Urethanmethacrylat + Korund + Silan	1,32	1,09

• Dies zeigt, dass beim nassen Bohrloch gegenüber Quarz mit Korund oder mit einer Kombination von Korund und Silan als Zusatz immer eine Verbesserung der Adhäsionsversagenslast gefunden wird. Beim trockenen Bohrloch findet sich bei den gemessenen Zusammensetzungen ebenfalls stets eine Verbesserung der Adhäsionsversagenslast.
• Bemerkenswert ist, dass im trockenen Bohrloch die Adhäsionsversagenslast im Falle von Epoxyacrylat bei der Kombination von Korund und Silan sogar im ungereinigten Bohrloch höher ist als für das gereinigte Bohrloch. Bemerkenswert ist ferner, dass im nassen Bohrloch in allen Fällen die Adhäsionsversagenslast sogar im ungereinigten Bohrloch höher ist als für Quarz im gereinigten Bohrloch.
• Beispiel 4: Riss und Seismik
• Nach Richtlinie ICC AC308, Tabelle 4.2 Test No. 17 und 18 werden Seismikversuche unternommen. Ziel der Seismikversuche ist es, das ermittelte Lastniveau im 0,3mm-Riss und das sich damit ergebende Neq, Nm, Ni ohne ein Versagen während der periodischen Belastung zu bestehen. Falls der Anker frühzeitig versagt, wird eine reduzierte Last Neq,red ermittelt. Daraus ergibt sich dann ein Abminderungsfaktor α_seis z.B 0,7. Ohne Abminderung ist α_seis =1. Erfindungsgemäße Verankerungsmassen können diese Erfordernisse erfüllen.

Claims (11)

1. Verwendung einer Verankerungsmasse, die einen sehr harten Zuschlag mit einer Mohs-Härte von 8 oder größer beinhaltet, zur Befestigung eines Verankerungselements in einem Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse vor, gleichzeitig mit und/oder nach einem Verankerungselement und ohne Reinigung des Bohrloches insbesondere durch Ausblasen, Ausbürsten und/oder Ausspülen, in das Bohrloch eingebracht wird und dort verbleibt, wobei die Verankerungsmasse als Kit in einer Mehrkammerpatrone aus Glas ausgestaltet ist, die nach drehend schlagendem Einbringen des Verankerungselements auch als Füllstoff dient, wobei der Gewichtsanteil des harten Zuschlages, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten inklusive Patrone als Verpackung bei 40 bis 65 Gew.-% liegt und wobei die bei Verwendung polymerbildende Verankerungsmasse als reaktive Bestandteile ethoxylierte Bisphenol-A-di-(meth)acrylate; oder Urethan(meth)acrylate in Kombination mit Silanen; beinhaltet.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsmasse als Zweikammerpatrone aus Glas ausgestaltet ist.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem sehr harten Zuschlag um Korund handelt.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zugehörigen reaktiven Bestandteile der Verankerungsmasse in einem Anteil von 5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vorgesehen sind.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des sehr harten Zuschlages bei 50 bis 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze der Verankerungsmasse, einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, beträgt.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass 0,1 bis 60 Gew.-% Härter, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze der Verankerungsmasse einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vorgesehen sind, wobei optional ein oder mehrere weitere Zusätze in einer Menge von insgesamt 0,01 bis 50 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vorgesehen sind.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Erhöhung der Belastbarkeit der Bindung zwischen Substrat und zu befestigendem Gegenstand auch im Falle von ethoxylierten Bisphenol-A-di-(meth)acrylaten als reaktivem Bestandteil zusätzlich ein oder mehrere Silane zugesetzt werden.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Silan ein oder mehrere, keine oder mindestens eine Amino-, sek. Amino-, Mercapto-, Isocyanato-, Alkenyl-, (Meth)acryloyl-, Anhydrido- und/oder Epoxy-Gruppe tragende und mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe beinhaltende Silane vorgesehen sind.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Silane in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller reaktiven Bestandteile und Zusätze einschließlich des als Füllstoff dienenden Glases der Patrone, vorgesehen sind.
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch feucht ist.
11. Verwendung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch sich in einem gerissenen und/oder von Rissen bedrohten Substrat aus Beton befindet.