Beton ist der weltweit wichtigste Baustoff unserer Zeit und aus dem modernen Bauwesen nicht wegzudenken. Gleichzeitig ist seine Herstellung aufgrund des eingesetzten Zements mit erheblichen CO2-Emissionen verbunden, die mit ca. 8% einen erheblichen Anteil anden globalen Treibhausgasemissionen ausmachen. Vor diesem Hintergrund gewinnen alternative Bindemittelsysteme zunehmend an Bedeutung. Alkaliaktivierte Bindemittel auf Aluminosilikat-Basis stellen eine vielversprechende Möglichkeit dar, den Zement als Bindemittel im Beton zu ersetzen und die Umwelteinwirkung von Beton deutlich zu reduzieren. Während bisher vor allem industrielle Nebenprodukte wie Flugasche und Hüttensand als Ausgangsstoffe verwendet wurden, ist deren zukünftige Verfügbarkeit aufgrund energiepolitischer und industrieller Transformationsprozesse eingeschränkt. Daher rücken natürliche und regional verfügbare Rohstoffe verstärkt in den Fokus der Forschung. Außerdem werden Möglichkeiten gesucht das bereits emittierte CO2 als Sekundärrohstoff nutzbar zu machen und in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Die Dissertation untersucht systematisch die Eignung der in Deutschland verfügbaren Tongemische in Kombination mit Mineralisierungsprodukten aus der CO2-Abscheidung (Carbon Capture, Utilization and Storage) für die Herstellung alkaliaktivierter Bindemittel und darauf basierender Geopolymerbetone mit dem übergeordneten Ziel, ein CO2-negatives Bindemittelsystem zu entwickeln. Ziel der Arbeit ist es, materialwissenschaftliche, technologische und ökologische Grundlagen zu erarbeiten, die eine fundierte Bewertung des Bindemittels ermöglichen. Im Rahmen einer kumulativen Promotion werden verschiedene Tonarten aus repräsentativen deutschen Lagerstätten mineralogisch und chemisch charakterisiert, gezielt thermisch und/oder mechanisch aktiviert und hinsichtlich ihrer Reaktivität im alkalischen Milieu eines Aktivators untersucht. Ergänzend werden Mineralisierungsprodukte aus der CO2-Abscheidung (CCUS) auf ihre Eignung für den Einsatz in alkaliaktivierten Bindemitteln untersucht. Die Carbonatisierung natürlicher Mineralien oder industrieller Reststoffe bindet nicht nur dauerhaft CO2 im Feststoff, sondern macht auch die darin enthaltenen Silikate und Aluminate für die Nutzung in alkaliaktivierten Bindemitteln verfügbar. Darauf aufbauend werden alkaliaktivierte Bindemittel und Betone hergestellt und umfassend hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, Dauerhaftigkeit und mikrostrukturellen Merkmalen analysiert. Ein weiterer zentraler Bestandteil der Arbeit ist die ökologische Bewertung der entwickelten Bindemittel und Betone mittels einer Lebenszyklusanalyse (LCA). Die Ergebnisse ermöglichen eine ganzheitliche Betrachtung der Wechselwirkungen zwischen technischer Leistungsfähigkeit, Energieeinsatz und Emissionsverhalten. Sie liefern sowohl wissenschaftliche Grundlagen für die Weiterentwicklung des Forschungsfeldes als auch praxisrelevante Entscheidungshilfen für eine langfristig verfügbare und klimafreundliche Alternative zu zementbasierten Bindemitteln im Betonbau.