geopolymeereillä

Geopolymeereillä tarkoitetaan epäorgaanisia polymeerejä, joiden rakenne muodostuu aluminosilikaattiverkon toistuvista tetraedreista (SiO4- ja AlO4-). Verkon muodostuminen tapahtuu polycondensaatioprosessissa alkalisen aktivoinnin avulla. Lähdeaineet ovat usein teollisuuden sivuvirtamateriaaleja, kuten lentotuhka (fly ash), slagi sekä metakaoliini, ja aktivaatio suoritetaan natrium- tai kaliumhydroksidin sekä silikaatin tai alkali-silikaatin liuosten avulla.

Geopolymeerit voivat kovettua huoneenlämpötilassa tai lämpökäsittelyllä riippuen koostumuksesta. Reaktiomekanismi alkaa alkalisen dissoluution kautta, jonka jälkeen polycondensaatiolla muodostuu kolmiulotteinen Si-O-Al-O-verkko. Prosessi mahdollistaa erilaisten raaka-aineiden ja sekoitusten käyttämisen ilman perinteistä Portland-sementin vaativaa kastetta.

Ominaisuudet ja sovellukset vaihtelevat koostumuksesta riippuen, mutta yleisiä ominaisuuksia ovat korkea puristuslujuus, hyvä kemikaali- ja palonkestävyys sekä usein pienemmät hiilidioksidipäästöt verrattuna Portland-sementtiin. Käyttökohteita ovat geopolymeeriset sideaineet sementti- ja morttirakenteisiin, palonsuojaus-, eristys- ja kosteudenkestävyysratkaisut sekä jätteen stabilointi- ja stabilointi-prosessit.

Rajoitteet liittyvät raaka-aineiden laatuun, aktivointiprosessin tarkkaan hallintaan sekä standardoinnin kehittymiseen. Tutkimus ja käytännön sovellukset jatkuvat, ja geopolimerian edut sekä rajoitteet vaihtelevat käyttökohteen mukaan.

Historiaa: geopolimerian käsite ja tutkimus kytkeytyvät 1970-luvulle, jolloin Joseph Davidovits esitti keskeisiä ideoita aluminosilikaattiverkkojen polymeereistä, minkä jälkeen ala on laajentunut.