Mortar and device for fixing anchor member in bored hole

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無機および有機の硬化性化合物および硬化剤、ならびに所要に応じて充填剤、
溶媒、促進剤および／または他のモルタル成分を含有する、碇着部材を穿孔内に固定するのに使用する二成分モルタルに関するものである。 また、本発明は、前記二成分モルタルにより碇着部材を穿孔内に固定するのに使用され、反応を阻止する隔壁によって前記硬化性モルタル成分が前記硬化剤から分離されている多室型装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アンカーボルト等のような碇着部材を穿孔内に固定するには、硬化性モルタル材料、すなわち既知のいわゆる二成分モルタルが重要な意味を有する。 ここに、二成分モルタルとは、一方では１種の硬化剤成分または隔離あるいは混合されている２種以上の硬化性成分を含有し、他方では硬化剤を含有する材料を意味するものとする。 二成分モルタルはまた「二室」系と呼ばれ、硬化性成分が多数存在する場合には、硬化性成分は多数の隔壁によって互いにまた硬化剤から隔離されている。 また、このような「多室」系も上述の概念に入る。
そこで、以下の説明では「多室」という表現も使用されている。 硬化性成分と硬化剤とは、例えば混合および／
または反応を阻止する隔壁の破壊によって接触し、モルタルは硬化する。

【０００３】従来一般に使用される無機材料ベースの二成分モルタル材料のほかに、有機材料ベースの二成分モルタル材料が重要なマーケットシェアを占めている。 無機材料または有機材料をベースとするモルタル系には、
固有の利点および欠点、例えば作業技術および使用技術についての利点および欠点がある。 これには混合の問題、可使時間、硬化特性、温度依存性、耐食性、化学安定性および老化安定性がある。

【０００４】種々のモルタル系の利点を兼ねそなえるようにするために、無機材料モルタルによって碇着部材を固定した後に、その硬化中または硬化後に、このモルタルに有機材料単量体または他の低分子量硬化性化合物を含浸させる方法が既に提案されている。 この方法は、多段であるという欠点を別にしても、例えば多孔度および／または粘度によって侵入深さに差異が生じるために、
再現性のある結果が得られない欠点がある。

【０００５】碇着部材を穿孔内に固定するために、ポルトランドセメントと硬化性不飽和ポリエステルとの混合物をベースとする硬化性モルタルを使用することが既に試みられている。 混合の誤りを避けるため予め工場で生産されたポルトランドセメント／硬化性不飽和ポリエステル混合物は、固定強度の老化安定性が極めて小さく、
これに対応して碇着価値が低下することが判明している点を別にしても、なお重大な欠点、例えば貯蔵安定性が全く満足できないものであることが分った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、碇着部材を穿孔内に固定するのに使用する硬化性モルタルであって、従来の種々のモルタル系の利点を有し、かつその欠点が有していないものを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、無機および有機の硬化性化合物および硬化剤、ならびに所要に応じて充填剤、溶媒、硬化促進剤および凝結促進剤のような促進剤、粘度調節剤、安定剤および他の通常のモルタル成分を含有するアンカーボルトのような碇着部材を穿孔内に固定するのに使用する二成分または多成分モルタルにおいて、前記無機硬化性化合物として水硬性および／または重縮性化合物を含有し、前記有機硬化性化合物として硬化性ビニルエステルを含有することを特徴とする碇着部材を穿孔内に固定するのに使用するモルタルによって、上述の目的を達成する。

【０００８】本発明のモルタルは、種類の全く異なる硬化性化合物を混合された状態で含有しているにもかかわらず、種類の異なる化合物を含有している既知のモルタルより明らかに優れた非常に好ましい貯蔵安定性を有することが分った。

【０００９】硬化性不飽和ポリエステルおよびポルトランドセメントをベースとする既知の二成分モルタルの場合には、貯蔵安定性が低いために、混合物の製造は使用直前にしかも使用場所で行うことができるにすぎなかった。 さらに、硬化剤を混入する必要もある。 混合が繰り返される過程において混合の誤りが起こる危険があるこのようなモルタルを使用する場合の煩わしさが、このようなモルタルを最終目的に使用できないものにしている。

【００１０】本発明のモルタルの他の利点は、なかんずく、収縮性の減少、耐熱形状安定性の向上、耐火性の改善、気候条件に対する抵抗性の増大、結合強度の向上、
ならびに一層好ましい膨脹係数（コンクリート／鋼の場合より好ましい）、長期挙動、および温度変化に対する安定性である。 濡らすことのできる能力が大きいために濡れた穿孔および／またはほこりだらけの穿孔内に簡単に使用できるのは、特に好都合である。 また、極めて優れた引き抜き強度値が達成される。

【００１１】穿孔壁に対して特に好ましい強度および接着性が常に達成されるので、引き抜き強度値を測定した場合に、穿孔壁の間の既知の二成分結合固定剤系、例えばコンクリートおよびモルタルとは異なり、モルタルとアンカーボルトとの間の剥離が起こらない。

【００１２】長期挙動においても、例えば不飽和ポリステル樹脂−ポルトランドセメント−モルタルにおいて知られているような有害な劣化が起こらないのは、耐化学薬品性が大きいので自明のことである。 可塑剤を使用しないで作業可能であるので、高度の結合および接着が保証される。

【００１３】硬化性の水硬性化合物としてはセメント、
特にアルミナセメントを使用するのが好ましい。 このようなアルミナセメントは主として、反応性化合物としてアルミン酸カルシウム化合物、例えばアルミン酸一カルシウムおよび／またはアルミン酸二カルシウムを含有し、また他の成分、例えば酸化アルミニウム、アルミン酸ケイ酸カルシウムおよびフェライトが存在していることもある。 Ａｌ ₂ Ｏ ₃分析値は３５％より大きいことが多いが、これは必須要件ではない。

【００１４】全く一般的に、酸化鉄を含有していないか酸化鉄含有量の小さいセメント、すなわち酸化鉄含有量が約１０重量％未満、特に５重量％未満、特に好ましくは２重量％未満または１重量％未満のセメントが適当であることが分った。 例えば、アルミナセメントのほかに、あるいはアルミナセメントの代わりに、酸化鉄含有量の小さい高炉セメントが適当であることが分った。 石膏は本発明において使用することができる硬化性の水硬性化合物の他の例である。 石膏／セメント混合物は高い耐硫酸塩性を有するセメントを使用する場合に限り可能である。

【００１５】水、または水溶液の存在下に重縮合する無機材料としては、シリカ質材料、特に可溶性および／または微細な無定形ＳｉＯ ₂をベースとするシリカ質材料が好ましく、このシリカ質材料においてＳｉＯ ₂を部分的に、例えば５０重量％までＡｌ ₂ Ｏ ₃によって置き換えることができる。 このシリカ質材料はアルカリ水酸化物、特にＮａＯＨおよび／またはＫＯＨ、ケイ酸アルカリすなわち水ガラス型のものおよび／またはメタ・カオリナイトを含有することができ、この際水酸化物および／またはケイ酸塩を水溶液として硬化のために使用することができる。 本発明において使用できるものとして列挙したこのような物質は、例えば欧州特許（ＥＰ）第01
48280 号（Ｂ１）に説明されている。

【００１６】ビニルエステルとしては、特にウレタンアクリレートおよび／またはエポキシアクリレート、特にこれらのメチルメタクリレートの形のものが適当であるたとが分った。 例えばドイツ連邦共和国特許出願公開（ＯＳ）第3940309 号公報に記載されているようなウレタンアクリレート、例えばビスフェノールＡ、ノボラックまたはジイソシアネートジフェニルメタン、ヘキサンジイソシアネート等のイソシアネートをベースとするビニルエステルウレタンを使用するのが好ましい。

【００１７】エポキシアクリレートとしては、アクリレートの形、特にメタクリレートなかんずくジメタクリレートの形のビスフェノールグリシジル化合物が好ましい。 このうち、ビスフェノールＡ例えば分子量約５００
〜８００のものをベースとするエポキシメタクリレート、ビスフェノールＦ例えば分子量約４５０〜４７０のものをベースとするエポキシメタクリレート、およびノボラック例えば３〜８個のフェノール核数に対応する分子量約７５０〜２０００のものが特に好ましい。 さらに、例えば、トリメチロールプロパントリメタクリレートおよび１，４−ブタンジオールジメタクリレートを使用することができ、またビスフェノールグリシジル化合物および他のビスフェノールエポキシドのジメタクリレートのほかにあるいはその代りにエチレンオキシド変性ビスフェノール、すなわちビスフェノールＡ、Ｆおよびノボラックの対応するアクリレートまたはメタクリレートを使用することができる。

【００１８】無機硬化性化合物（すなわち硬化性の水硬性および重縮合性化合物）および有機硬化性化合物（すなわちビニルエステル）との合計を、硬化剤を除く全モルタル材料に対して３０〜９９重量％、特に４０〜８５
重量％とするのが好ましい。 一層好ましい実施形態によれば、無機硬化性化合物と有機硬化性化合物との比は１：４〜３：１、特に１：３〜２：１である。

【００１９】本発明のモルタルは、硬化性の水硬性および／または重縮合性化合物および硬化性ビニルエステルのほかに、単独重合性または共重合性化合物、例えば不飽和ポリエステル、エポキシド、ウレタンを生成することができるイソシアネートを普通少量含有することができる。 特に、同時にある程度の溶媒作用を有する反応性稀釈剤を、硬化剤を除く全モルタル材料に対して１〜６
０重量％、好ましくは１０〜４０重量％含有することができる。

【００２０】反応稀釈剤としては、例えば、スチレン、
α−メチルスチレン、アルキル化スチレン、ジビニルベンゼン、低分子量マレインイミド、アリール化合物、アクリル化合物およびメタクリル化合物のような化合物；
（メタ）アクリルアミド、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリレート、エチレグリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリン（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、アルコキシル化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレートおよびグリシジルメタクリレートがある。 ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−ＯＳ）
第3940138 号公報に記載されているような単独重合性または共重合性脂環式化合物を使用するのが極めて好ましい。 反応性稀釈剤は反応性稀釈剤とビルニエステルとの合計量に対して５〜９０重量％、特に３０〜８０重量％
含有させるのが好ましい。

【００２１】硬化剤としてはラジカル重合性化合物にとって知られている硬化剤、すなちペルオキシ化合物を使用する。 このペルオキシ化合物としては、特にジベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、
tert−ブチルペルベンゾエート、シクロヘキサノンペルオキシド、ラウリルペルオキシド、およびクメンヒドロペルオキシドが好ましい。 これらのペルオキシドは、可塑剤を使用せずに、例えば水溶液の形態で使用することができる。 水または水溶液は硬化剤として作用すると同時に、硬化性の水硬性化合物を水和させるための物質として、あるいは重縮合性化合物に対する反応媒質として作用する。

【００２２】硬化剤がペルオキシドである場合にはこれをビニルエステルに対して２〜２０重量％、好ましくは７〜１３重量％の量で使用し、水硬性化合物を硬化すなわち水和させるための物質である水は前記水硬性化合物に対して１０〜８０重量％、好ましくは３０〜５０重量％の量で使用する。 モルタル粘度は水量によって影響される。 水溶液としては、有機物質の水溶液、例えばアルコール水溶液、ＮａＯＨおよびＫＯＨのような水酸化アルカリの水溶液、所望に応じてＳｉＯ ₂を分散させた水酸化アルカリ水溶液、またはケイ酸アルカリ水溶液を、
特に重縮合性材料を硬化させるために使用する。 このような溶液の代りに分散液も適当である。

【００２３】これとは無関係に、増粘剤、流動化剤、およびチキソトロピー剤、例えば、沈降シリカすなわち熱分解法シリカ、ベントナイト、セルロース、カオリン等を、既知の添加量で含有させることができ、これらの物質を含有させる場合には、この既知の添加量は大部分の場合に 0.1〜８重量％である。

【００２４】所要に応じて使用される通常の他のモルタル成分として、砂、石英、ガラス球および中空ガラス球、鋼玉、チョーク、タルク、セラミックスのような充填剤を、硬化剤を除くモルタル全材料に対して０〜６０
重量％、好ましくは１０〜５０重量％の量で含有させることができる。 充填剤としては普通不活性充填剤を使用するが、反応性充填剤も使用することができる。

【００２５】充填剤または充填剤構成成分としては、繊維、例えばガラス繊維、セラミックス繊維、特に微小ガラス繊維のような若干可塑性を有する軟い繊維、なかんずく有機繊維、特に合成繊維が適当であることが分った。 合成繊維としては、例えば長さ５０〜１５０μm 、
好ましくは８０〜１２０μm 、特に約１００μm の、例えばポリエチレンおよび／またはポリプロピレン繊維を使用する。 細い繊維あるいは相当する薄いシートまたはより太い糸を裂くことによって作った繊維およびフィブリル構造物、例えば５〜１５m ² ／ｇの表面積を有するフィブリル構造物が特に適当である。

【００２６】充填剤としては、上述の繊維を例えば中空ガラス球、砂等と混合して使用することができる。 これらの繊維を、好ましくは上述のような他の充填剤と共に、水性成分中に含有させるのが特に好都合であり、水性成分中にはラジカル硬化剤を存在させることもできる。 これらの繊維は、大部分の場合に、硬化剤を除く全モルタル材料に対して 0.1〜5 重量％、好ましくは 0.5
〜３重量％の量で含有させる。

【００２７】硬化または凝結のプロセスは、硬化剤量のほかに凝結促進剤および硬化促進剤のような促進剤によって決定的に影響される。 水硬性成分に対しては、好ましくはセメントに対して 0.01 〜２重量％の通常の凝結促進剤または硬化促進剤、例えば炭酸アルカリ、水酸化アルカリ、アルミン酸塩のほかに、流動化剤、例えばコンクリート流動化剤、およびセメント混合物、例えばポルトランドセメントとの混合物、またはＮ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピリデン−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−
ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−キシリジンのようなアミンを使用することができ、さらにビニルエステルに対してはＣｏ−，Ｍｎ−，
Ｓｎ−またはＣｅ−塩、例えばナフテン酸コバルトまたはカプリル酸コバルトおよび／または重金属塩を好ましくは 0.02 〜 1.0重量％の量で使用することができる。

【００２８】さらに、本発明の目的は、硬化性モルタル成分および硬化剤、ならびに所要に応じて充填剤、溶媒、凝結促進剤、硬化促進剤のような促進剤および／または他の通常のモルタル成分を含有する本発明の二成分モルタルにより碇着部材を穿孔内に固定するのに使用され、反応を阻止する隔壁によって前記硬化性モルタル成分が前記硬化剤から分離されている二室型または多室型装置において、前記硬化性モルタル成分として水硬性化合物および重縮合性化合物の少なくとも一方およびビニルエステルが収容され、前記硬化剤としてペルオキシ化合物および水または水溶液が収容されていることを特徴とする碇着部材を穿孔内に固定するのに使用する装置を提供する。

【００２９】二室型または多室型装置は複数個の薄膜袋、いわゆるホイルパックから形成することができ、共通の固定底部分を有する。 この固定底部分は薄膜袋側で分離している各薄膜袋用の溝を有し、これらの溝は短い押出管によって共通の押出しノズルに連通され、押出管には所要に応じて管状混合素子を静的ミキサとして装着することができる。 モルタル成分を収容している互いに一体に連結された薄膜袋は、一緒に薄膜袋から押し出すことによって、排出されると同時に混合が起こって碇着部材を穿孔内に固定するができる。

【００３０】二室型装置は、一方の室に硬化性成分を収容し、他方の室に両硬化性成分用の硬化剤を収容しているのが好ましい。 しかし、二室型装置は、例えば、一方の室に硬化性の水硬性または重縮合性化合物と共にビルニエステル用硬化剤を収容し、他方の室にビルニエステルと共に硬化性の水硬性または重縮合性化合物用の硬化剤を収容することができる。 特に薄膜袋をベースとする多室型装置では、異なる硬化性モルタル材料を互いにかつ硬化剤から分離して収容することができる。

【００３１】多室型装置としては、モルタル成分、普通には硬化剤がマイクロカプセル封入されている装置がある。 充填剤、粘度調節剤、促進剤等のような他のモルタル成分は、よく知られているように、目的に合致するように、１個の室すなわち１個の袋内に収容させることができ、あるいは材料に応じてかつ／または分量をかえて２個以上の室（すなわち袋）に分配することができる。
また、粘度状態を制御することができ、この際に早すぎる硬化反応が起こらないように注意する必要が望みである。

【００３２】二室型または多室型装置に収容されているモルタル成分および材料の性質、その化学的組成、重量割合または百分率で示した割り当て分量は先に個々に説明した通りであって、本発明の二室型または多室型装置におけるモルタルに全面的に適用される。

【００３３】二室型または多室型装置として薄膜袋を束ねたものを使用する限り、薄膜材料およびモルタル成分が互に不活性であるように注意する必要がある。 従って、前記薄膜袋の束を構成する薄膜用可塑剤として作用するモルタル成分を除外するのが普通である。 この際、
ビニルエステルの分子量を考慮する必要もある。

【００３４】本発明の二成分モルタルおよび本発明の二室型装置に収容される二成分モルタルとしては、次の全組成を有するモルタル材料が適当であることが分った。 ビニルエステル ８〜３０重量％ 反応性稀釈剤 ４〜２５重量％ 有機ペルオキシド １〜6.5 重量％ 促進剤 0.01〜0.5 重量％ チキソトロピー剤 0.5 〜5.0 重量％ 水硬性または重縮合性物質 １０〜３５重量％ 鉱物質充填剤 ２０〜５５重量％ 水 ６〜２０重量％

【００３５】

【実施例】次に、本発明を実施例について説明する。 実施例において量を示す数値は重量％を意味するものとする。 実施例１

【００３６】実施例２

【００３７】実施例３

1.10 100.00 成分Ｂ ベンゾイルペルオキシド 25.00 水 32.40 ベントナイト 2.50 セルロース 0.10 石英粒子 0.5〜１mm

40.00 100.00 混合比：成分Ａと成分Ｂとの比＝ 3.7：１ 実施例５ 重量％から求めた混合比：成分Ａと成分Ｂとの比＝３：

１ 実施例６ 成分Ａ 1. ビニルエステル 27.00 2. 反応性稀釈剤 11.00 3. セメント 24.00 4. 石英粒子 0.05 〜0.35mm

38.00 100.00 成分Ｂ 1. 水 54.00 2. ジベンゾイルペルオシキド 13.50 3. 熱分解法シリカ 5.25 4. 中空ガラス球 26.00 5. 繊 維

1.25 100.00

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】実施例３

44.77 100.00 成分Ｂ ベンゾイルペルオキシド 25.00 水 32.40 ベントナイト 2.50 セルロース 0.10 石英粒子 0.5〜１mm

40.00 100.00 混合比：成分Ａと成分Ｂとの比＝ 3.7：１ 実施例５ 重量％から求めた混合比：成分Ａと成分Ｂとの比＝３：

１ 実施例６ 成分Ａ 1. ビニルエステル 27.00 2. 反応性稀釈剤 11.00 3. セメント 24.00 4. 石英粒子 0.05 〜0.35mm

38.00 100.00 成分Ｂ 1. 水 54.00 2. ジベンゾイルペルオシキド 13.50 3. 熱分解法シリカ 5.25 4. 中空ガラス球 26.00 5. 繊 維

1.25 100.00

フロントページの続き (51)Int.Cl. ⁵識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 28/14 Ｅ０４Ｂ 1/41 ５０３ Ｃ 8913−2Ｅ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 24:04 2102−4Ｇ 24:12 Ａ 2102−4Ｇ 24:00 2102−4Ｇ 14:06） Ｚ 2102−4Ｇ (72)発明者 モニカ メンヒ ドイツ連邦共和国 デー−86899 ランズ ベルク イグリンガー シュトラーセ 39