của polymer vô cơ, liên kết thành phân tử lớn bằng liên kết cộng hóa trị và có mạch là –Si-O-M-O-, ở đây M được hiểu chủ yếu là nhôm (Al) và thứ yếu là sắt (Fe). Sự khác nhau giữa geopolymer và các polymer vô cơ khác là do các dạng của tiền chất silic và nhôm dùng để tổng hợp nên chúng. Polymer vô cơ thông thường được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel, sử dụng silic và alkoxide nhôm trong dung dịch rượu và nước như là tiền chất. Geopolymer thì lại được tổng hợp bằng hoạt chất kiềm của nguyên liệu aluminosilicat rắn trong dung dịch kiềm mạnh của natri hydroxit hoặc kali silicat và natri hydroxit hoặc kali hyroxit. Tiền chất Si là natri silicat, kali silicat và nguyên liệu aluminoslicat bị hòa tan. Trong khi đó, trường hợp này tiền chất Al là chỉ do nguyên liệu aluminosilicat hòa tan, mặc dù trong một số trường hợp dung dịch hoạt tính có lẫn tạp chất là cation Al. Hệ geopolymer đã thu hút rất nhiều nhà khoa học tham gia nghiên cứu trong suốt hai thập niên qua. Có rất nhiều loại aluminosilicat khác nhau có thể dùng để tổng hợp geopolymer. Bao gồm các nguyên liệu aluminosilicat rắn, khoáng công nghiệp, như là cao lanh, tràng thạch, bentonit, peclit,…; chất thải rắn công nghiệp như tro bay, bùn đỏ, quặng từ việc khai thác bentonit và peclit , xỉ luyện kim, xà gồ,…. Hiện nay nhóm nguyên liệu được coi là tiềm năng chủ yếu là dựa vào lý do môi trường. Thật vậy, liên minh châu Âu đã xác định các tác động có hại mà nguyên nhân là do chất thải công nghiệp và yêu cầu các thành viên thiết lập khung luật pháp để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Liên minh châu Âu còn khuyến khích phục hồi và tái sử dụng chất thải công nghiệp nhằm bảo tồn tài nguyên thiên nhiên. Kỹ thuật tổng hợp geopolymer sử dụng chất thải công nghiệp rắn có chứa aluminosilicat như là một nguyên liệu dùng để sản xuất vật liệu có thể thay thế cho vật liệu xây dựng truyền thống với những tính chất cơ lý và tính chất nhiệt tương thích.
1.5.2. Cơ chế phản ứng tổng hợp và cấu trúc của vật liệugeopolymer geopolymer
Cơ chế của hoạt hóa kiềm bao gồm các phản ứng kế tiếp nhau như phá hủy hóa đặc trong đó bao gồm sự phá hủy của các vật liệu chính thành các đơn vị cấu
trúc ít bền, sự tương tác của chúng với cấu trúc khác nhau tạo nên sự hóa đặc cấu trúc. Bước đầu tiên bao gồm sự bẽ gãy các liên kết cộng hóa trị Si-O-Si và Al-O-Si khi pH của dung dịch kiềm tăng vì vậy các nhóm sẽ chuyển thành pha keo. Sau đó là một sự tích lũy các sản phẩm bị phá hủy và tương tác giữa chúng sẽ tạo thành một cấu trúc đông tụ sinh ra pha thứ ba và tạo thành cấu trúc đông đặc.
Cơ chế tổng hợp geopolymer được đề xuất nhiều nhất gồm có 4 giai đoạn, các quá trình này diễn ra song song và do đó không thể phân biệt được :