Geopolymere

abgekürzt: GP
Geopolymere gehören zur Gruppe der anorganischen Bindemittel, jedoch nicht zu den hydraulischen Bindemitteln. Sie bestehen aus einer Kombination eines hochalkalischen Anregers (meist ein Alkalihydroxid, aber auch ein Alkalisilicat, Alkalialuminat, Alkalicarbonat oder Alkalisulfat) mit einer reaktiven alumosilicatischen Komponente (vorzugsweise Metakaolin, aber auch alkalisch aktivierte Silicium reiche, Calcium arme Flugaschen).
Geopolymere werden im Allgemeinen als Calcium arme Systeme mit einem hohen Gehalt an Silicium (als SiO₂) und Aluminium (als Al₂O₃) definiert, bei deren Reaktion die Bildung alumo-silicatische Netzwerke überwiegt. Bei höheren Calcium-Gehalten (z.B. bei Hüttensanden) spricht man von Alkalisch-aktivierten Bindemitteln (AAB), bei deren Reaktion sich auch CSH-Phasen bilden.
Die Erstarrungsreaktion der Geopolymere gliedert sich in drei Hauptphasen. Durch die Zugabe einer alkalischen Lösung werden die Feststoffkomponenten aus dem Ausgangsstoff zunächst gelöst, was die Bildung von Silicium-Sauerstoff-Aluminaten (Sialaten) ermöglicht. Durch Umordnung und Kondensation erfolgt eine Polymerisation, sodass sich ein dreidimensionales alumosilikatisches Polymernetzwerk bildet, das zum Erhärten des Geopolymers führt.
„Geo“ in der Wortverbindung Geopolymer soll auf die Ähnlichkeit zu geologischen Gesteinen bzw. Mineralien hinweisen.
Ein Vorteil der Verwendung eines Geopolymers als Bindemittel ist die Beständigkeit des "Zementsteins" gegen die meisten anorganischen und organischen Säuren. Ein Nachteil gegenüber dem Zement als Bindemittel ist, dass einige Dauerhaftigkeitskriterien nicht erfüllt werden. Je nach verwendeter alkalischer Lösung ist der Einsatz auf Baustellen aus Umwelt- und Gesundheitsgründen nur eingeschränkt möglich. Die Verfügbarkeit der Ausgangsstoffe setzt einer Massenproduktion Grenzen.

Literatur

• Herrmann, Annemarie; König, Andreas; Dehn, Frank: Vorschlag zur Klassifizierung von alkalisch-aktivierten Bindemitteln und Geopolymer-Bindemitteln. In: beton 7+8/2015, S. 390f
• Dehn, Frank; Wiens, Udo: Beton; Kap. 14 Betone unter Verwendung von Geopolymeren und alkalische-aktivierten Bindemitteln. In: BetonKalender 2022. Verlag Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin 2022