Silikattechnologie

Die Silikattechnologie basiert auf Silizium als Element und erschließt sich durch die Umsetzung von anorganischen oder anorganisch-organisch modifizierten Silikaten. Die wichtigsten Vertreter auf der Rohstoffseite sind Wasserglas, Hüttensand (Geopolymere) und Flugasche. Die Beschichtungen und Werkstoffe der Silikattechnologie zeichen sich durch eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Säuren, UV-Bewitterung und Temperatur, zum Teil auch gegen Laugen, Abrasion und Lösemittel aus.

Historisch wurden wasserglasbasierte Produkte der Silikattechnologie bereits seit langem für Farben und Anstrichsysteme eingesetzt. Organisch modifizierte Systeme gibt es schon seit geraumer Zeit als Silikat- und Silikonharzfarben. Mineralische Systeme wurden durch die Verfügbarkeit von Hüttensand zugänglich und so gibt es jetzt diverse Systeme auf Basis von alkalisch aktiviertem Hüttensand (Geopolymere). Auch Alumo-Silikate, Basierend auf Aluminatzement haben sich etabliert.

Neue Entwicklungen von geopolymeren Silikatbindemitteln basieren auf einkomponentigen, hoch chemikalienbeständigen Silikatsystemen, die durch alkalische Aktivierung von Hüttensand realisiert werden. Die druckwasserdichten, schrumpffreien, umweltfreundlichen Systeme sind frei von Calziumhydroxid und haben somit eine ausgezeichnete Säure- und Laugenbeständigkeit (pH 0-14).

Anders als bei zementgebundenen Baustoffen bildet sich bei den Alkali-Silikat-Mörteln ein amorphes Silikatgel (SiO2 x nH2O) in der erhärteten Matrix des Bindemittels. Diese Alkali-Silikate, auch als Hydrogele bezeichnet, sind im Gegensatz zu zementgebundenen Baustoffen beständig gegen alle anorganischen und organischen Säuren (außer Flusssäure).

Aufgrund der dreidimensionalen Vernetzung der Silikatstrukturen lassen sich sehr stabile Systeme erzeugen, die bereits ohne Faserarmierung Druckfestigkeiten von bis zu 95,3 N/mm² (7 Tage), 131 N/mm² (28 Tage) und Biegezugfestigkeiten von bis zu 10,41 N/mm² (7 Tage) bzw. 11,67 N/mm² (28 Tage) erreichen können.

Man erkennt im Bild den ausgezeichneten Randschluss zum eingebetteten Füllstoffkorn und der druckwasserdichte Silikatmatrix.

Rem Aufnahme von Sinnodur UHPC

Bild 4: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Silikatoberfläche, Universität Kassel

Die Verarbeitung der geopolymeren Silikatbindemittel ist identisch zu den bisher eingesetzten polymeren- oder zementären Systemen. Alle existierenden Beschichtungsverfahren und Maschinen können eingesetzt werden. Im Gegensatz zu Zementmörteln lassen sie sich aber aufgrund ihrer dichten Packung und ausgezeichneten Haftung auf mineralischen und metallischen Untergründen auch als dünnschichte Beschichtung und Kratzspachtelung einsetzen. Aufgrund der guten Wasserdampfdiffussionsfähigkeit besteht hierbei keine Gefahr der Kondensation von Feuchtigkeit hinter der Beschichtung, wie es häufig bei polymeren Beschichtungssystemen auf feuchten mineralischen Untergründen zu beobachten ist.

Aufgrund der ausgezeichneten Chemikalienbeständigkeit sowie der anorganischen, quasi keramischen Verbundstruktur ist keine Korrosion der Oberfläche zu erwarten.

Die Haftung auf mineralischen Oberflächen ist ausgezeichnet. Auch auf Stahl läßt sich eine sehr gute Haftung erreichen. Lediglich für Polymere wird zur Haftvermittlung ein Polymer-Anorganischer-Hybridprimer zur Haftungsvermittlung benötigt.

Durch den Einsatz von Hüttensand als Basisrohstoff lassen sich so sehr umweltfreundliche Beschichtungen und Werkstoffe herstellen, die eine sehr günstige CO2 Bilanz aufweisen. Diese Produkte sind Lösemittelfrei und nutzen Wasser als umweltverträgliches Lösemittel. Aufgrund des niedrigen pH-Wertes (kein Ca(OH)2) ist es auch für die Verarbeiter ohne zusätzlichen Arbeitsschutz leicht und sicher verarbeitbar.

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