Geopolymer-Verbundwerkstoffe auf Flugaschebasis

Geopolymere erregen derzeit große Aufmerksamkeit aufgrund ihrer potenziellen Verwendung als hochleistungsfähige, umweltfreundliche und nachhaltige Alternative zu Portlandzement. Die vorliegende Forschung berichtet über den Herstellungsprozess und die technischen Eigenschaften von kalziumarmen, auf Flugasche basierenden Geopolymer-Verbundwerkstoffen. Zunächst wurde der Einfluss von Geopolymer-Syntheseparametern wie Alkaligehalt, Silikatgehalt, Wassergehalt, Sandgehalt, Aushärtungstemperatur und Dauer der thermischen Aushärtung auf die Druckfestigkeit dargestellt, um ein gewisses Verständnis des Herstellungsprozesses von Geopolymeren zu ermöglichen. Weitere Untersuchungen zu den technischen Eigenschaften von Geopolymer-Verbundwerkstoffen zeigten, dass das %Na2O- und SiO2/Na2O-Verhältnis der Geopolymer-Mischung die Verarbeitbarkeit und Abbindezeit der frischen Geopolymer-Mischung sowie die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der gehärteten Geopolymer-Proben erheblich beeinflussen. Die Röntgendiffraktonanalyse des Geopolymers zeigt die Bildung neuer kristalliner Phasen wie Hydroxysodalit und Herschelit bei höherem Alkali- und Siliciumdioxidgehalt, die die Mikrostruktur und die technischen Eigenschaften beeinflussen. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen wurden Richtlinien für die Mischungsgestaltung vorgeschlagen.