- Home
- Fachwissen
- Montagelexikon
- Chemische Systeme
Chemische Injektions- und Patronensysteme bestehen aus den beiden Komponenten A und B:
Komponente A stellt den Binder dar, bestehend aus reaktivem Harz, einem Reaktivverdünner, Füllstoffen und Additiven. Komponente B ist der zum Binder zugehörige Härter mit Füllstoffen und Additiven.
Durch das Mischen der beiden Komponenten wird aus einem weichen, pastösen Material ein harter und fester Stoff. Bei dieser Reaktion entstehen aus Monomeren Polymere. Dies wird als Polyreaktion bezeichnet. Polymere sind sehr große Moleküle, sogenannte Makromoleküle. Sie bestehen aus sich wiederholenden gleichen oder unterschiedlichen Struktureinheiten. Darin enthaltene Elemente sind z.B. Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Stickstoff (N). Diese einzelnen Molekülketten können sich vernetzen, dies ergibt dann duroplastische Materialien, oder sie bleiben als thermoplastische Materialien unvernetzt.
Stufenreaktion z.B. bei PU (Polyurethane) und Epoxiden:
Bei der Polyaddition reagieren Monomere, die zwei oder mehr funktionelle Gruppen aufweisen, miteinander zu Makromolekülen, wobei es bei der Bindungsknüpfung zur Umlagerung eines Wasserstoffatoms kommt.
Kettenreaktion z.B. bei PE (Polyethylen) und Methacrylaten:
Die Polymerisation ist eine chemische Reaktion, bei der Monomere, meist ungesättigte organische Verbindungen, unter Einfluss von Katalysatoren und unter Auflösung der Mehrfachbindung zu Polymeren (Moleküle mit langen Ketten, bestehend aus miteinander verbundenen Monomeren) reagieren.
Diese Reaktion wird durch Zuführung von Aktivierungsenergie gestartet. Die Aktivierungsenergie ķann durch Hitze, Strahlung oder einen Initiator als Katalysator aufgebracht werden.
Die erste Generation chemischer Verbundmörtel waren ungesättigte Polyesterharze. Diese Harze neigen zur sogenannten Verseifung. Verseifung bedeutet, dass sich die Polymerketten aufspalten und so aus einer langen Kette zwei kürzere Ketten entstehen. Dies wird auch alkalische Hydrolyse genannt (Wasserstoff wird eingelagert)
Die nächste Generation waren sogenannte Vinylesterharze. Diese Harze enthalten reaktive Vinylestergruppen, die eine hohe Beständigkeit gegen alkalische Hydrolyse aufweisen und eine Stabilität über 50 Jahre garantieren. Hierzu gehören auch die Epoxycrylate, die aber ihre Bezeichnung auf Grund des Herstellungsprozesses erhalten und keine Epoxid-Harze sind. Allerdings verwandten diese Systeme noch Styrol, einen gesundheitsschädlichem Stoff, als Reaktivverdünner.
Als Ersatz für die Styrole wurden in der dritten Generation Methacrylate als Reaktivverdünner eingesetzt. Ihr Vorteil liegt in einem hohen Siedepunkt, einem geringen Dampfdruck, sowie einer niedrigeren Gefahrenklasse. Ihr Nachteil liegt in einer hohen Empfindlichkeit gegenüber mangelhafter Bohrlochreinigung. Die vierte Generation zeichnet sich dadurch aus, dass neben dem organischen Binder / Härter auch noch ein mineralischer Binder / Härter hinzukommt. Dieser besteht aus Zement und Wasser. Diese Systeme werden als Hybrid-Mörtel bezeichnet.
Der hochreaktive organische Anteil sorgt für geringe Aushärtezeiten, der mineralische Anteil verbessert die Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit. Zudem verringert sich hierdurch die Schrumpfneigung des Mörtels. Durch die Verwendung von Silanen können die mineralischen und die organischen Komponenten noch besser miteinander verbunden werden. Dies resultiert in einer noch höheren Festigkeit des Mörtels.
Als weitere Injektionssysteme sind noch Epoxidharz-Systeme zu nennen. Sie bestehen aus dem eigentlichen Epoxidharz, sowie einem zugehörigen Aminhärter. Durch das Abmischen verschiedener Epoxidharze können die positiven Eigenschaften der einzelnen Harze verstärkt, sowie die negativen Eigenschaften verringert werden. Durch Verbindung von Epoxidharz und Aminhärter beginnt die Aushärtung durch Netzwerkbildung. Diese Systeme sind empfindlich gegenüber Abweichungen, wie z.B. falsche Statikmischer, falsche Mischungsverhältnisse oder mangelhafte Durchmischung.
Als Vorteile sind der geringe Schwund, die außerordentliche Haftung auf fast allen Untergründen, die hohe mechanische Festigkeit, Härte und Abriebsfestigkeit zu nennen. Zudem haben die Systeme eine hohe chemische Beständigkeit und gute elektrische Eigenschaften.
Als Nachteil ist die hohe Viskosität (Fließfähigkeit) die eingeschränkte Verarbeitungstemperatur und die toxischen Eigenschaften des Aminhärters zu nennen. Für die Verarbeitung sind somit auch Anforderungen an den Gesundheitsschutz zu erfüllen.
Injektionssysteme werden in Kartuschen oder Folienbeuteln angeboten. Die beiden Komponenten befinden sich in getrennten Behältern in der Kartusche.
Side by Side oder auch Shuttlekartuschen bestehen aus 2 aneinander befestigten einzelnen Röhren in denen das Harz und der Härter enthalten sind. Mit speziell auf diese Kartuschen angepassten 2-kolbigen Auspresspistolen werden dann beide Behälter gleichzeitig ausgepresst. Die Mischung erfolgt in sogenannten Statikmischern die auf die Kartusche aufgedreht werden.
Hier befindet sich die Härterkomponente in einem flexiblen Beutel im Inneren der Hauptkartusche die das Harz enthält. Zum Auspressen können hier normale Auspresspistolen verwendet werden. Das Vermischen erfolgt gleich wie bei den Shuttlekartuschen.
Hier befindet sich der Härter in einem starren Rohr in der Hauptkartusche. Zum Auspressen wird ein spezieller Auspressstößel benötigt der an die Kartuschen-Geometrie angepasst ist. Diese Kartuschen sind in der Regel kürzer als Tube-Kartuschen und enthalten weniger Material.
Neben den normalen Größen zwischen 150 ml bis 410 ml die in „kleinen Kartuschen“ angeboten werden gibt es auch noch größere Kartuschen bis 1500 ml für Serienmontagen oder für Bewehrungsanschlüsse. Hierfür sind immer spezielle Auspressgeräte erforderlich.
Patronensysteme bestehen aus Glaspatronen, die beim Setzen zerstört werden. In diesen Patronen ist im Harz eingebettet eine weitere Patrone, die den Härter enthält. In der Regel steht für jede Verankerungstiefe eine Patronengröße fest. Es ist aber auch möglich durch Kombination von abgestuften Patronen-Systemen abgestufte Verankerungstiefen zu ermöglichen. Dies ist aber nur dann möglich, wenn dies in der Zulassung explizit so geregelt ist. Ansonsten gilt: maximal eine Patrone je Anker.
Die Patronensysteme werden mit dem Bohrhammer immer schlag-drehend eingetrieben. Hierfür sind spezielle Setzwerkzeuge erforderlich. Die verwendeten Ankerstangen müssen für diese Art der Montage eine spezielle Spitzengeometrie aufweisen, in der Regel eine ein- oder zweiseitige Dachschräge.