Risse in Baustoffen oder anderen Materialien entstehen immer dort, wo die Zug- oder Scherfestigkeit des Werkstoffs überschritten wird. Die Entstehung von Rissen ist also immer mit einem Bruch im Werk- oder Baustoff verbunden. Darunter versteht man die Trennung eines Werkstoffes durch mechanische Beanspruchung. Dieser werkstofftechnische Vorgang des Bruchs lässt sich in die Teilschritte Rissbildung und Rissausbreitung unterteilen.
Unter Rissbildung versteht man allgemein die Entstehung einer bleibenden, örtlichen Trennung an einer Stelle eines Körpers, an der zuvor eine (atomare) Bindung bestanden hat und in deren Umgebung keine Risse vorhanden waren. Ursache für diese Trennung sind Spannungskonzentrationen.
Während der stabilen Rissausbreitung werden die Abmessungen des Risses nur langsam vergrößert. Die Veränderung der Rissabmessungen ist dabei proportional der zunehmenden Belastung. Die Rissausbreitung kann jederzeit durch Entlasten zum Stillstand gebracht werden. Die Rissauslösung ist der Moment des Übergangs von der stabilen zur instabilen Rissausbreitung. Dabei breitet sich der ausgelöste Riss im weiteren Belastungsverlauf mit zunehmender Geschwindigkeit aus und trennt das beanspruchte Bauteil teilweise oder vollständig. Es entstehen zunehmend auch größere, mit bloßem Auge sichtbare Risse (Makrorisse), die schließlich zum Versagen führen.
Vertikal, verzahnt oder gerade verlaufende Risse in Mauerwerkswänden werden in der Regel durch Schwinden und/oder Abkühlung der Mauerwerkwand in horizontaler Richtung verursacht. Horizontal verlaufende Risse können durch Schwinden in vertikaler Richtung sowie durch Formänderungen von Nachbarbauteilen verursacht werden. Z.B. durch Setzungen des Baugrunds oder durch Längenänderungen von Stahlbetondecken.
Risse in Frischbeton entstehen z.B. durch rasche Volumenverminderung der oberflächennahen Betonschicht infolge Wasserentzugs. Dieses Austrocknen wird durch geringe Luftfeuchtigkeit, Wind, Sonneneinstrahlung und ungünstige Temperaturen begünstigt.
Risse im jungen und erhärteten Beton entstehen z.B., wenn die durch Eigenspannungen, Zwang und äußere Belastung hervorgerufenen Zugspannungen die bis zu diesem Zeitpunkt vorhandene Zugfestigkeit des Betons überschreiten. In der Praxis entstehen Risse in Beton häufig durch Schwinden - insbesondere Frühschwinden - oder Abfließen der Hydratationswärme.
Es können oberflächennahe Risse, längs der Bewehrung, Netzrisse oder auch Verbundrisse auftreten; weiterhin werden Zug-, Biege-, Schub- oder Sammel- und Zwischenrisse beobachtet.
Die rissverursachenden Spannungen verlaufen in der Regel senkrecht zum Riss. Daher können am Rissverlauf bzw. an der Rissform in vielen Fällen die Ursachen der Rissbildung (Lage-, Form-, lastabhängige und lastunabhängige Volumenveränderungen) abgeschätzt werden.
Folgende Rissarten sind zu unterscheiden:
• Biegeriss (aus Verformung eines Bauteils),
• Schubriss (infolge Querkraftübertragung im Auflagerbereich von Bauteilen),
• Zugriss (z.B. bei auf Zug beanspruchten Betonbalken), auch als Trennriss bezeichnet,
• Querzugriss (insbesondere bei an Holzbalken angehängten Bauteilen oder bei ausgeklinkten Auflagern),
• Temperaturriss (treten z.B. dann auf, wenn sich infolge starker Sonneneinstrahlung auf metallene Bauteile diese ausdehnen und diese Längenänderungen nicht durch ausreichend dimensionierte Fugen aufgenommen werden können),
• Verbundrisse, die vor allem im Verankerungsbereich der Bewehrung auftreten,
• Rissbildung infolge von Schwind- und Kriechverformungen (insbesondere bei Beton, Stahlbeton und anderen mineralischen Baustoffen),
• Setzungsrisse infolge ungleichmäßiger Bauwerksverformungen,
• Rissbildungen infolge abfließender Hydratationswärme (bei dickeren Betonbauteilen nach der Herstellung).
siehe auch:
- Haarrisse
- Krakeleen
- Makrorisse
- Netzrisse
- Rissbildung im Beton
- Rissbreitenschablone
- Rissinjektion
- Schwinden und Kriechen
- Setzungen
- Wärmedehnung
