Umweltschonende Werkstoffe in der Kanalsanierung

Von Dipl.-Ing. Jörg Brunecker
Geschäftsführer der Swietelsky-Faber GmbH Kanalsanierung

Nachhaltiges Bewusstsein spielt heute und auch in Zukunft für die Bauprodukte der Kanalsanierung ebenfalls eine maßgebende Rolle. So werden die klassischen Zementprodukte aufgrund ihrer energieaufwendigen Herstellung und der enormen CO2-Freisetzung in Fachkreisen mittlerweile sogar schon als Klimakiller eingestuft.
Denn abhängig vom Einsatz des verbauten Zementes kann die enorme Menge an freigesetzte CO2 nur anteilig wieder aufgenommen werden.
Die Baubranche benötigt also dringend Lösungen. Wer sich damit befasst, kommt an dem Begriff Geopolymer nicht vorbei. Aber was ist ein Geopolymer und findet es auch im Abwassernetz seinen Einsatz?

Die Swietelsky-Faber GmbH Kanalsanierung ist in seiner Recherche nach Geopolymeren für den Abwasserkanal in Amerika fündig geworden und führt nun aktuell das GeoKrete-System für die grabenlose Auskleidung von Abwasserrohren und Bauwerken exklusiv im deutschsprachigen Markt ein.

Geopolymere sind anorganische, nicht-hydraulische Bindemittel. Mit ihrer Hilfe lässt sich im Gegensatz zu Polymerbeton Geopolymer herstellen, mit einem drastisch reduzierten Anteil an Zement. Das Wortspiel „Geo“ verweist hierbei sinnbildlich auf die dreidimensionale polymere Vernetzungsstruktur des Baustoffs, welche die hervorragenden Materialfestigkeiten und die hohe Temperatur- und Chemikalienresistenz bewirken.

Grundsätzlich sprach man bei Geopolymeren von Zweikomponentensystemen, die einen reaktiven Silizium- und Aluminiumoxidanteil sowie eine basische Aktivierungslösung aus Alkalihydroxiden enthält. Wie beim klassischen Zement besteht der Feststoffanteil aus natürlichen Mineralen. Die betonartige Festigkeit des anorganischen Polymers entsteht dann durch das Mischen des gemahlenen Feststoffgemisches mit der sogenannten Aktivierungslösung.

Eine Innovation aus dem Hause Vortex

Geopolymere sind schon in den 70er-Jahren auf dem Markt erschienen. Jedoch ist der Durchbruch im klassischen Bausektor aufgrund des Preisnachteils gegenüber Zementen und der zwei Komponenten Verarbeitung noch nicht erreicht worden. Die Innovation der Vortex besteht unter anderem darin, dass sie die Zweikomponentenvariante zu einem auf der Baustelle wasserlöslichen Einzelkomponentenprodukt über die Zugabe von pulverisiertem Alumosilikat umgehen konnten.

Somit kann das GeoKrete-Geopolymer nun schlichtweg mit Wasser gemischt und verarbeitet werden. Anders als herkömmliche Zemente, die Zusatzstoffe durch Hydratisierung binden, nutzt GeoKrete schlichtweg Wasser als Katalysator, um eine chemische Reaktion auszulösen. Diese Reaktion bedingt eine sehr hohe Früh- und Langzeitfestigkeit, außergewöhnliche Bindungseigenschaften und ideale Bedingungen für präzises Mischen, Pumpen und Sprühen auf der Baustelle.

Die Funktionsweise der Geopolymerisation

Entgegen dem Polymerbeton, wo dem Zementprodukten lediglich Kunstharze als Bindemittel zugesetzt werden, ist die Funktionsweise der Geopolymere sehr abweichend gelagert.

Die Bezeichnung der Geopolymerisation bezieht sich auf die chemische Reaktion geopolymerer Materialien, und der Reaktionsmechanismus umfasst zunächst den nukleophilen Angriff der Hydroxidionen an die partiell positiv geladenen Aluminium-verbindungen und Silizium-Kristalle des Werkstoffs. Dies führt zum Bruch der Kieselsäure- und Aluminiumoxidketten.

Es bilden sich zeitgleich Oligomer-Strukturen, welche zu einem dreidimensionalem Kettengerüst polymerisieren. Dabei erfahren die Hydroxidionen eine mehrfache Kettenspaltung.

Bedingt durch ihre Struktur lösen sich Kaolinit und Metakaolin schichtweise auf und setzen dabei adsorbiertes Wasser frei, welches die Viskosität des noch nicht erhärteten Geopolymers merklich herabsetzt.

Noch gilt Zement als weltweit am häufigsten verwendeter Baustoff, doch Geopolymere können ihm diesen Rang für Spezialanwendungen schnell ablaufen. Denn sie haben auch technisch Vorteile: Sie sind hitzestabiler als Beton – dessen gebundenes Wasser baut im Brandfall einen Dampfdruck auf, der zu Rissen oder Abplatzungen führt. Und sie sind resistenter gegenüber Chemikalien, da sie keinen Kalk enthalten, der sich bei Kontakt mit Säuren und aggressiven Substanzen auflöst. Bereits nach einem Tag entwickeln Geopolymere ähnliche Druckfestigkeiten wie hochfester Beton. Sie lassen sich schnell ausschalen und eignen sich für die Massenproduktion von Fertigteilen.

Zurzeit experimentieren diverse Hersteller mit chemikalienbeständigen Abwasserrohren aus Geopolymeren. Aktuell sind sie zwar noch teurer als Zement- oder Betonrohre… jedoch ist die Nachhaltigkeit und Beständigkeit ein sehr gutes Argument für die Verwendung von Geopolymerrohren.

Für die grabenlose Kanalsanierung sind die Mitarbeiter der Swietelsky-Faber GmbH Kanalsanierung überzeugt, dass Geopolymere im Einsatzgebiet von der Schachtsanierung, der Auskleidung von begehbaren und nichtbegehbaren Kanälen, Sonderbauwerken jeglicher Art bestens geeignet ist.Aus diesem Grund bietet die Swietelsky-Faber GmbH Kanalsanierung der GeoKrete der Firma Vortex zunächst exklusiv im deutschsprachigen Raum an. Erste Projekte sind bereits in der Planung und wir werden gern berichten.