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Geopolymere Bindemittel - Teil 1: Was sind Geopolymere?

Buchwald, Anja

Im Beitrag werden sowohl die Begrifflichkeiten von Geopolymeren als auch Anwendungsmöglichkeiten für die Baustoffbranche angesprochen. Entsprechend der aktuellen Definition sind Geopolymerbinder anorganische 2-Komponenten-Systeme, bestehend aus (1) einer reaktiven Feststoffkomponente, die SiO2 und AlO3 in ausreichender Menge und reaktiver Form enthält (z.B. Aschen, Aktivtone, Puzzolane, Schlacken) und (2) einer alkalischen Aktivierungslösung, die (neben Wasser) einzeln oder in Kombination Alkalihydroxide, -silikate, -aluminate, -carbonate und -sulfate beinhaltet. Durch Kontakt der beiden Komponenten Feststoff und Aktivator kommt es zur Erhärtung durch Bildung eines alumosilikalischen, amorphen bis teilkristallinen Netzwerkes (alumosikalisches Polymer), welches wasserbeständig ist. Das sich ausbildende Reaktionsprodukt besteht in den Grundbausteinen aus SiO4- und AlO3-Tetraedern (Si-Tetraeder bzw. Al-Tetraeder), die über jeweils vier Ecken mit anderen Tetraedern verknüpft sind. Somit gehören die vier Sauerstoffatome jeweils zwei benachbarten Tetraedern an. Die Verteilung der Si-Tetraeder und Al-Tetraeder ist insofern variabel, dass Si-O-Si- und Si-O-Al-Bindungen erlaubt, Al-O-Al-Bindungen dagegen nicht möglich (bzw. energetisch nicht favorisiert) sind. Geopolymerbinder können hinsichtlich der Herstellungstechnologie analog zu Zementbindern verwendet werden. Für die Beton- und Fertigteilindustrie interessante Anwendungen sind insbesondere die kleintechnische Herstellung von Betonrohren mit verschiedenen Verfahren wie bspw. dem Schleuderverfahren oder auch die Herstellung von Eisenbahnschwellen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten reichen von Betonbauteilen mit erhöhter chemischer Resistenz über Brandschutzelemente bis hin zur Anwendung als konstruktiver Baustoff für den Mehrgeschossbau.