Mikrorisse unter dem Lichtmikroskop
Rissentwicklung im Betongefüge
Lenkenhoff, Ralf
Die rechnerische und materialtechnologische Beherrschung von Rissen im Betongefüge ist von fundamentaler Bedeutung für die Anwendung des Baustoffs Beton in tragenden Konstruktionen. Ziel einer Forschungsarbeit an der Ruhr-Universität Bochum war es, die Rissentwicklung im Beton infolge einer definierten Beanspruchung bildhaft darzustellen. In einem Versuchsstand für präzise Zuguntersuchungen wurden Mörtelprismen bis zu 1,5 % zentrisch zugbelastet und nach Entlastung Dünnschliffe hergestellt und diese im Hinblick auf Risslänge und Rissbreite betrachtet. Bei Proben, die im linear-elastischen Spannungs-Dehnungs-Bereich vor dem Erreichen der Festigkeit entlastet wurden, lassen sich lichtmikroskopisch im Bereich bis 2 µm keine isolierten Risse erkennen. Erste Risse mit Rissbreiten ab 2 µm sind erst bei Proben feststellbar, die im Punkt der Festigkeit entlastet wurden. Im anschließenden schmalen Bereich, in dem bei gleich bleibender Kraft nur die Probendehnung zunimmt, wurde zwar einer Veränderung der Risslänge, nicht aber der Rissbreite beobachtet. An der Rissspitze zeigen sich deutliche Verzweigungen, die mit zunehmender Dehnung der Gesamtprobe sich zugunsten eines einzigen Risses zurückbilden. Dieser Riss bildet später den Trennriss. Zur Untersuchung von Mikrorissen erwies sich die reine Fluoreszenzmikroskopie als ungeeignet. Diese findet ihre Anwendung im schwachen Vergrößerungsbereich oder bei der Porenraumanalyse. – Microcracks under the light-optical microscope – Dealing with cracks in the concrete microstructure is of fundamental importance for the application of concrete as a building material in load-bearing structures, both from the material technology aspect and for calculations. The aim of some research work at the Ruhr University, Bochum, was to provide a pictorial representation of the development of cracks in concrete caused by a specific stress. Mortar prisms were subjected to central tensile stresses of up to 1.5 % in a test stand for precise tensile investigations. After the stress had been removed thin sections were produced and examined for crack lengths and widths. For samples where the stress was removed in the linearelastic stress-strain region before reaching the tensile strength no individual cracks could be detected in the range down to 2 μm under a light-optical microscope. Initial cracks with crack widths above 2 μm were only detected in samples where the stress was removed at the tensile strength point. In the subsequent narrow range in which only the sample expansion increased at constant force, a change in crack length was observed, but not in crack width. Significant branching appeared at the crack tip, and with increasing expansion of the entire sample this tended to reform into a single crack. Later, this crack then formed a separation crack. Plain fluorescence microscopy proved to be unsuitable for investigating microcracks, but it is useful in the low magnification range or for pore void analysis.
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beton 6/2010 ab Seite 236
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beton
bis beton 4/2022: Verlag Bau+Technik GmbH
ab beton 5/2022: Concrete Content UG
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