Die CO2-Emissionen in der Zementherstellung müssen reduziert werden. AAC (Alkali-aktivierter-Zement) verwertet industrielle Nebenprodukten und Abfälle. Dieses Bindemittel kann den herkömmlichen Klinker auf der Basis von Kalkstein durch Aluminosilikat-Phasen ersetzen. In dieser Arbeit wurde eine Vielfalt an Ausgangsstoffen und Alkali-Aktivatoren genutzt, um die AAC Mörtel zu synthetisieren. Im ersten Teil der Arbeit wurde AAFA (Alkali-aktivierte Flugasche und die AAFA/Si (AAFA mit hohem Siliziumanteil), welche SF (Silicastaub), QS (Quarzsand) und RHA (Reishülsenasche) beinhaltet, mit Natriumsilikatlösung unter verschieden hohen Temperaturen und unterschiedlichen Nachbehandlungsbedingungen synthetisiert. Es wurden die Effekte des Verhältnisses der alkali-aktivierten Lösung zu den festen Materialen, der Konzentration der Alkaliaktivatoren, der Art der Ausgangsstoffe und der Nachbehandlungsbedingungen auf die mechanischen Eigenschaften und Mikrostrukturen untersucht. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die AAFA und die AAS (Alkali-aktivierte Schlacke) zu Bindemitteln, die jeweils 0, 10, 30, 50 und 100 Masse-% MK (Metakaolin) enthalten, mit Kaliumsilikatlösung bei Raumtemperatur synthetisiert. Die mechanischen Eigenschaften der alkali-aktivierten Mörtel wurden geprüft. Die Charakteristika der Mikrostruktur der Zementpaste und des Mörtels wurden mit SEM (Rasterelektronenmikroskopie) und MIP (Quecksilberdruckporosimetrie) untersucht. Die Bildung der Aktivierungsprodukte wurden mit FTIR (Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, XRD (Röntgenbeugung) und TG (Thermogravimetrie) beobachtet. Weiter wurde die Beständigkeit der AAC Pasten und der AAC Mörtel untersucht. Es wurden die Prüfungen zur Karbonatisierung und Schwefelsäurekorrosion durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die klinkerfreien AAC Mörtel sehr gute mechanische Eigenschaften aufweisen und Potenzial für die Anwendungen in der Zement- und Betonindustrie besitzen. Die mechanischen Festigkeiten von AAFA und AAFA/Si können durch eine erhöhte Erhärtungstemperatur wesentlich verbessert werden. Die Ergebnisse der Mikrostruktur-Untersuchungen bestätigen auch die mechanischen Festigkeiten von Mörteln. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass CaO in den Ausgangsstoffen die Festigkeitsentwicklung beeinflusst, allerdings beeinflusst CaO die Säurebeständigkeit negativ.

The cement industry must reduce CO2 emissions. AAC is an ecologically sustainable material. This binder material can add or substitute for limestone-based clinker with alumionsilicate phases. In this work, a wide variety of starting materials and alkaline activators were used to synthesise the AAC mortars. In the first part of the study, AAFA (Alkali-Activated Fly Ash) and AAFA/Si (Alkali-Activated Fly Ash, incorporating high-silica-content materials) including SF (Silica Fume), QS (Quartz Flour), and RHA (Rice Husk Ash), were synthesised with sodium silicate solution under various elevated temperatures and curing conditions. The effect of L/S (Liquid-to-Solidmaterial ratio), concentration of alkaline activators, type of starting materials, and curing conditions, on mechanical properties and microstructural characteristics were investigated. The second part of the study, AAFA and AAS (Alkali-Activated slag) binders incorporating 0, 10, 30, 50, and 100 wt% MK (Metakaolin) were synthesised with potassium silicate solutions under room temperature condition. In this context, the mechanical properties of AAC mortars were investigated. Microstructural characteristics of cement pastes and mortars were studied by SEM (Scanning Electron Microscope), and, MIP (Mercury Intrusion Porosimetry). The activation product formation with respect to time was monitored by FTIR (Fourier Transform Infrared, spectrometer), XRD (X-ray powder Diffractometer), and TG (Thermogravimetry). Furthermore, this study was extended by an addition part to observe durability performance of AAC pastes and mortars, i.e., carbonation and sulfuric acid corrosion tests. The study results demonstrate that the clinker-free AAC mortars can achieve extraordinary engineering properties and provide potential for applications in the cement and concrete industry. The results of microstructure investigations also confirm mechanical strengths of mortars. The findings also suggest that CaO in starting materials influences potential of strenght development; however, this component reveals a negative effect on durability performance.