Klebung Stahl auf Beton

Hallo,

für mein neues CNC Projekt werden Stahlplatten auf Beton geklebt.
Zum Ausrichten brauche ich eine möglichst lange Topfzeit, d.h. Injektionsmörtel scheidet alleine deswegen schon aus.

Von den Festigkeitswerten scheint L385 aufgrund der Dimensionen der Klebeflächen ausreichend. Ausserdem ist das L385 für Bau von F3B eh im Hause.

Es werden im gleichen Arbeitsgang Messingspreizdübel in vorbereitete Bohrungen verklebt.
Die Bohrungen im Beton haben einen Durchmesser von 10,0mm, die Spreizdübel einen Aussendurchmeser von 8,0mm.
Ich brauche die Differenz Dübel - Bohrloch zum Ausrichten im Bereich weniger Zehntelmillimeter.

Forderung bei der Verklebung der Dübel in den Bohrungen ist eine hohe Druckfestigkeit der Klebemasse bei gleichzeitiger Elastizität da die Schrauben in den Dübeln erst nach vollständiger Aushärtung aller Klebungen auf Drehmoment angezogen werden.

Die Frage ist konkret ob eindicken des L385 mit Aluminiumpulver die richtige Wahl ist?
Oder gibt es andere Kleber / Füllstoffe die o.a. Anforderungen entsprechen?

Eine mir bekannte Alternative wäre Araldit, aber das muß auch eingedickt werden.

Gruß
Mike

Ich würde ehre ein Klebharz verwenden, als ein wasserdünnes Laminierharz. Füllen / zusätzlich thixotropieren wirst Du immer noch müssen, aber die Grundeigenschaften sind eher schon in dem Bereich, wo du sie haben willst.

Da kommt mir zunächst Araldit / Endfest 300 in den sinn, aber andere Mütter haben sicher auch schöne Töchter.

Zum Ausrichten der Dübel: Wärs nicht evtl. einfacher / präziser, das auf die Dübel aufgesetzte Bauteil mit etwas Spiel in den Bohrungen auszurichten? Ganz allgemein verwendet man ungern Schrauben als präzise Positionierung. Dann kannst du die Bohrung auf Mass machen und musst Da nicht einen dafür nicht unbedingt gemachten Werkstoff unter Druck setzen.

Elastisch ist so ein Laminierharz nicht wirklich. Lange Topfzeit bringt ja sowieso nur Härter 386, der bei Raumtemperatur darüberhinaus noch recht spröde bleibt. 90 Minuten-Epoxy (aka Epoxydkleber E) dürfte dafür recht gut funktionieren. 100 : 50 gemischt hast Du ungefähr 2 Stunden Topfzeit.

Hallo,
Fermacel Estrichkleber , den in der orangen Flasche.
Gruss Martin

Dafür gibts doch dedizierte Bauharze, mit denen zB Dübelsysteme in Hochlochziegel eingeklebt werden, für franz. Balkons und Isolierkörbe. Bei uns hat der Schlosser damit die Metallfüsse des Terassendaches in Betonfüsse/anker im Rasen eingeklebt. Das Zeugs war grau und recht zäh und hält bis heute wie ne eins.

Dezidierte Bauharze sind in diesem Fall nichts anderes als flexibilisierte EP-Systeme, um rissüberbrückend zu funktionieren. Der genannte Klebstoff weist genau diese Eigenschaft auf.

MarkusN schrieb:

Zum Ausrichten der Dübel: Wärs nicht evtl. einfacher / präziser, das auf die Dübel aufgesetzte Bauteil mit etwas Spiel in den Bohrungen auszurichten? Ganz allgemein verwendet man ungern Schrauben als präzise Positionierung. Dann kannst du die Bohrung auf Mass machen und musst Da nicht einen dafür nicht unbedingt gemachten Werkstoff unter Druck setzen.

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So ähnlich habe ich das vorgesehen. Dübel handwarm mit den Stahlleisten verschrauben und die benetzten Leisten und Dübel auf dem Betonformteil ausrichten. Verfahrensbedingt braucht man dann das Spiel in den Bohrungen im Beton.
Nach Aushärten dann alle Schrauben in den verklebten Dübeln anziehen.
Spiel in den Bohrungen der Stahlleisten ist schwierig da Senkbohrungen für Inbusschrauben.

@Gideon
Danke für den Tipp, Epoxidkleber E war mir nicht geläufig. Interessante Zugscherfestigkeitswerte, diese sind mit ca. 15MPa im Bereich der hochpreisigen Araldite Produkte. Und in jedem Fall höher wie beim Laminierharz L385.

Kann man den Epoxidkleber eindicken zur Spaltfüllung oder ist die Grundkonsistenz schon so hochviskos daß die Masse zäh genug ist?
Und welche Behandlung der Klebefläche auf Beton ist sinnvoll?

Gruß
Mike

Rein Interessehalber darf ich mir die Frage erlauben .. warum 8mm Dübel in ein 10mm Loch stecken, dass dann ausgefüllt werden muss damit der Dübel hält?

Fragenden Gruß, Rudi

Wenn es keine Bohrschablone (das Metallteil, dass aufgeschraubt werden soll) gibt, dann braucht man die 2 mm Differenz schon als Toleranz.

Umgekehrte Frage: Kann das Metallteil nicht erst aufgeklebt werden und die Bohrungen danach erfolgen?
Zum kleben würde ich ein System der Befestigungsspezialisten wie Hilti, Würth,BTI, Fischer etc. verwenden

@Rudi
Es werden u.a. zwei Stahlplatten als Träger für Linearschienen aufgeklebt.
Ziel ist diese Platten in der Ebene und gegeneinander mit einer Toleranz von <50µm zu verkleben.
Maßgenaue Bohrungen in Beton herzustellen ist eine schwierige Aufgabe.

@hänschen
Einen Betonbrocken mit Außenmaßen ca. 900x1100mm und ca. 300kg auf einer Maschine zu bearbeiten ist auch ein Herausforderung.

Injektions / Baumörtelsystem haben alle eine zu kurze Topfzeit da grundsätzlich andere Anwendung.


Epoxidharz E ist wohl der Favorit.

Gruß
Mike

Danke schön für die Info, wieder etwas gelernt

speedy573 schrieb:

@hänschen
Einen Betonbrocken mit Außenmaßen ca. 900x1100mm und ca. 300kg auf einer Maschine zu bearbeiten ist auch ein Herausforderung. Gruß Mike

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An eine Bearbeitung auf einer Maschine habe ich nicht gedacht...die Grösse und das Gewicht schliessen es allerdings nicht aus: das ist etwa Palettenmass...
Stationäre Schlagbohrmaschinen sind allerdings recht selten, da würde man dann eine Maschine mit Stativ auf den Klotz stellen. So machen das die Fachleute für Betonbohren.

Ich hatte z.B. an eine Sperrholzschablone gedacht, auf der die Metallteile montiert werden, dann kannst du damit bohren und die Teile positionieren. Damit sollte es auch mit einem Kleber mit kurzer offener Zeit gehen.

speedy573 schrieb:

Spiel in den Bohrungen der Stahlleisten ist schwierig da Senkbohrungen für Inbusschrauben.

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Zylinderkopf? Geht grundsätzlich auch, in entsprechend grösseren Senkungen mit Unterleibsschabe. Lässt dann natürlich ein grösseres Loch in der Schiene, das nicht für die Führungsaufgabe (?) zur Verfügung steht.

Was mir bei Deinen Anforderungen etwas Bauchweh macht: Was macht die Schiene bzgl. elastischer Verformung, wenn Du die Schraube anziehst? Und wie gefällt das der Verklebung?

speedy573 schrieb:

Kann man den Epoxidkleber eindicken zur Spaltfüllung oder ist die Grundkonsistenz schon so hochviskos daß die Masse zäh genug ist?
Und welche Behandlung der Klebefläche auf Beton ist sinnvoll?

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Das System ist bereits sehr hochviskos, fließt aber immer noch. Thixotropiermittel funktioniert auch hier sehr gut zum Eindicken. Die Betonoberfläche sollte frei von Staub sein.

@hänschen
Die Metallleisten werden flächig mit dem Beton verklebt, die Schrauben in den verklebten Dübeln geben zusätzliche Sicherheit gegen Abscheren der Leisten.
Von daher ist eine lange Topfzeit unabdingbar zum Ausrichten der beiden Leisten zueinander.
Das Ganze sollte auch mit normalem Werkstattequipment machbar sein, eine Betonbohrmaschine auf Lafette gehört nicht zu meiner Ausstattung.
Die Dübellöcher sind fertig gegossen. In der Form waren Paßbolzen welche nach dem Entformen aus dem Gußkörper gezogen wurden.

@Markus
"Unterleibsschabe" der war gut
Die Metallleisten haben eine Dicke von 12mm, da wirds bei Schrauben DIN912 M6 schon eng mit U-Scheiben.

Elastische Verformung sehe ich als unkritisch wegen Steifigkeit des Flachprofiles St37k 100x12 und wegen der Klebefläche. Die Leiste wird auf 900x60mm vollflächig mit dem Beton verklebt.

@Gideon
Normales TM100 (Aerosilgemisch) als Thixotropiermittel?
Staubfrei ist klar. Muß der Betonleim entfernt werden?



Damit man sich das vorstellen kann worum es geht:



Fahrweg X850 Y800 Z200mm
X-Achse Resteverwertung aus anderem Projekt Rexroth Linearmodul 110 KUS 32x32, ca. 70kg
3x Lichuan CL 4,5Nm, auf Z Nanotec PD6-N89
Maschinenbett aus UHPC

Gruß
Mike

hi Mike, diese Infos gleich in #1, dann machen wir uns weniger Gedanken...

Muß der Betonleim entfernt werden?

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Würde ich tun, sonst hast du keine wirkliche Verbindung zum Beton. Bei Bodenbeschichtungen wird der Beton vorher kugelgestrahlt.

Das Ganze ist ja nett ausgedacht und als Vorlage galten sicher die Natursteinblöcke von Messmaschinen. Aber bei Beton brauch man mit einer Genauigkeit von oben angegebenen Werten erst gar nicht gerechnet werden.

Die ersten Jahre wird sich der Block durch "Kriechen und Schwinden" verziehen. Ansonsten kann man zum Kleben ganz normales Harz z. B. gemischt mit Quarzsand nehmen, aber bitte keine Spreizdübel sondern nur Gewindestanden oder Hülsen.

Eine sinnvollere Lösung wäre auf einen Betonblock eine Granitplatte mit elastischem Baukleber zu befestigen und darauf dann die Laufwagen.

speedy573 schrieb:

Normales TM100 (Aerosilgemisch) als Thixotropiermittel?

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TM100 geht, das normale Thixotropiermittel geht auch.

speedy573 schrieb:

Muß der Betonleim entfernt werden?

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Zementleim? Mit einer Stahldrahtbürste vielleicht.

hi Mike, wie stellst du sicher, dass Führung oben und Bett unten paralell sind, legst du eine Platte ein und fräst diese dann plan?

Hallo,

es stehen zwar keine Abmessungen dabei, aber wenn das u-förmige Bauteil aus Beton sein soll, dann wird es im Bereich der Laufschienen eine geschätzte Breite von 5 cm (?) vielleicht 8 cm (?) haben.

Bei so dünnwandigen Bauteilen aus (Zement-)Beton muss man mit der Korngröße runter gehen. Ein Größtkorn von 8 mm könnte noch gehen, 16 mm wird aber wohl zu groß sein. Das ist insgesamt kein Problem, aber es ergeben sich damit eine ganze Reihe an Kosequenzen. Die Gesteinsoberfläche wird im Verhältnis zum Volumen relativ groß und damit muss auch der Bindemittelanteil größer werden. Damit einher geht jedoch auch ein höheres Schwindmaß. Obwohl man bei so kleinen Mengen durchaus die Möglichkeit hätte, den Wasser/Zement-Wert möglichst niedrig zu halten, dürfte es ohne Rütteltisch schwierig werden, im Bereich von 0,5 zu landen. Auch damit geht das Schwindmaß nach oben. Das oben angesprochene Kriechen spielt in dem Fall keine Rolle, aber der Schwindprozess zieht sich über mehrere Jahre. Zwar ist betragsmäßig eigentlich immer das erste Halbjahr interessant, aber bei einer Fräsmaschine werden andere Anforderungen an Genauigkeit gestellt, als bei üblichen Betonbauten und damit muss man sich über die Verformungen der nächsten 5...6 Jahre Gedanken machen. Und - nur ums deutlich zu machen - wir reden hier nicht um 1/100 mm.

Unter diesen Vorzeichen würde ich auf Kunstharzbeton wechseln. Auch hier hat man Schwinden, aber es läuft deutlich schneller ab.

Spreizdübel in einem Epoxidmantel würde ich nicht machen. Wenn man die zur Aktivierung ihrer Tragfähigkeit entsprechend anzieht, werden ganz erhebliche Kräfte in das umgebende Material eingeleitet. Einerseits gehe ich davon aus, dass das Epoxidharz keine ausreichende Scher-/Zugfestigkeit hat um diese Kräfte im Bereich des Spreizkeils aufnehmen zu können und andererseits wird das der umgebende dünne Betonsteg nicht mitmachen. Wenn man den Spreizdübel aber nicht entsprechend anzieht, dann wäre es günstiger eine Ankerstange einzubetten, so wie es bei Verbundankern gemacht wird.

Es versteht sich von selbst, dass das Bohrloch vor dem Einbringen des Harzes gereinigt werden muss. Auch muss die Oberfläche vor dem Verkleben einer Platte von der Schlemppe befreit werden. Das kann man durch Abschleifen machen, besser ist aber Strahlen, da hier die Verbundoberfläche größer wird.

Insgesamt erscheint mir das Betonbauteil sehr filigran. Ich kann mich ja täuschen - bei einer Protalbreite von 3 m sind es dann durchaus vernünftige Abmessungen. Sollte sich der Steg und unten die Platte im Bereich von 10 cm Dicke bewegen, sollte man sich ggf. auch Gedanken machen, wie die (Biege-)Zugkräfte an den Ecken aufgenommen werden können. Hier gehts auch nicht um Einmal-Belastungen sondern um die Dauerfestigkeit. Ein Riss ist ja wohl nicht das, was man sich bei der Konstruktion wünscht.

Übrigens, die kommerziellen Fräsmaschinenhersteller, die ein Betonfundament als "Bett" verwenden, machen dieses Fundament immer möglichst einfach (quaderförmig) und sehr massiv.

Grüße
Klaus.