7.6 : Mikrorisse in Beton

Mikrorisse in Beton sind winzige Risse, die sich im Material bilden können, noch bevor eine äußere Belastung einwirkt. Diese Mikrorisse treten typischerweise an der Schnittstelle zwischen dem groben Zuschlagstoff und dem hydratisierten Zementleim auf, oft als Folge unterschiedlicher Volumenänderungen, die durch Variationen im Spannungs-Dehnungs-Verhalten sowie durch Wärme- und Feuchtigkeitsbewegungen hervorgerufen werden. Anfangs bleiben diese Mikrorisse stabil und wachsen erst dann wesentlich, wenn der Beton auf etwa 30 Prozent seiner Bruchfestigkeit beansprucht wird.

Wenn der Beton 70 bis 90 Prozent seiner maximalen Tragfähigkeit erreicht, breiten sich Risse durch die Mörtelmatrix aus Zementleim und Feinzuschlagstoff aus, wodurch sich Verbundrisse bilden und ein kontinuierliches Rissmuster entsteht. Dieses Phänomen, das als schnelle Rissausbreitung bezeichnet wird, kann bei anhaltender Belastung mit der Zeit zum Versagen führen, ein Zustand, der als statische Ermüdung bezeichnet wird.

Wird die aufgebrachte Last weiter erhöht, kann es auf dem höchsten Festigkeitsniveau zu einem schnellen Versagen kommen. Die Bildung und Entwicklung von Mikrorissen kann auch durch zerstörungsfreie Prüfmethoden wie Ultraschall- und Schallemissionsprüfungen beobachtet werden. Wenn der Beton weiterer Belastung ausgesetzt ist, beschleunigt sich der Rissfortschritt, was zu einem strukturellen Versagen führt. Das Verständnis von Mikrorissen ist entscheidend, um das Verhalten von Beton unter Belastung und seinen eventuellen Reparatur- oder Verstärkungsbedarf vorherzusagen.