Entwicklung eines alkalisch aktivierten Bindemittels für das Extrusionsverfahren

Ein Hauptfokus der derzeitigen Forschung im Bauwesen liegt in der Untersuchung und Entwicklung von nachhaltigen Herstellungsmethoden und Baumaterialen. Ein hohes Potential weisen neue Fertigungsmethoden wie die Extrusion von Textilbeton auf, da somit leichte und lastpfadgerechete Bauteile hergestellt werden können. Allerdings werden hierbei derzeit häufig Betone mit hohen Bindemittelanteilen und CO₂‐Fußabdruck verwendet. Eine nachhaltige Alternative zu dem konventionellen Betonen stellen alkalisch aktivierte Materialen (AAM) dar. Die chemische Zusammensetzung, Reaktivität und das rheologische Verhalten unterscheiden sich jedoch meist stark von zementbasierten Systemen, wodurch ein hoher Forschungsbedarf besteht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein innovatives AAM unter Verwendung von Basalt‐ und Hüttensandmehl synthetisiert. Für eine genauere Charakterisierung des AAM wurden der Erstarrungszeitpunkt und die Wärmeentwicklung mit einem isothermen Wärmeflusskalorimeter für unterschiedliche Bindemittelzusammensetzungen untersucht. Die Eignung als Bindemittel für die Extrusion wurde ebenfalls systematisch getestet. Um eine fehlerfreie Extrusion zu gewährleisten, muss der Frischbeton im Extruder förderbar sein und eine hohe Grünstandsfestigkeit aufweisen, so dass eine maßhaltige, fehlstellen‐ und schalungsfreie Herstellung der Bauteile gewährleistet ist. Für die rheologische Beschreibung der neu entwickelten AAM für den Extrusionsprozess wurde ein innovativer Kugelpenetrationstest eingesetzt, mit dem die Extrudierbarkeit vorhergesagt werden konnte.

Die Ergebnisse zeigen, dass die AAM zielsicher für den Extrusionsprozess entwickelt und die Eignung vor den eigentlichen Prozess vorhergesagt werden können. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass AAM aus industriellen Nebenprodukten für diesen Prozess geeignet sind und dadurch der CO₂‐Ausstoß minimiert werden kann.