O concreto é o material básico de construção e é amplamente utilizado em diversos edifícios e estruturas. Com a engenharia de concreto em grande escala, a complexidade do ambiente de engenharia e a expansão contínua dos campos de aplicação no século 21, as pessoas apresentaram requisitos mais elevados para materiais de concreto. A nanotecnologia pode melhorar as propriedades do concreto, expandindo enormemente os campos de aplicação do concreto.

Os nanomateriais melhoram as propriedades do concreto:

1. Nano sílica (SiO2)

Nano SiO2 é um pó ultrafino com grupos hidroxila na superfície produzido pela hidrólise em alta temperatura de cloretos contendo silício ou organossilício. No campo do concreto de cimento, o nano-SiO2 pode aumentar a resistência e durabilidade do concreto devido à sua forte atividade pozolânica, efeito de enchimento de microagregados e efeito de nucleação de cristais.

2. Nanotubos de Carbono (CNTs)

Os nanotubos de carbono são tubulares, leves e perfeitamente conectados em uma estrutura hexagonal, o que os torna um bom material de fibra de alta resistência. A incorporação de uma quantidade apropriada de nanotubos de carbono no cimento pode efetivamente melhorar a estrutura dos poros e as microfissuras do material e desempenhar um papel de ponte, melhorando assim as propriedades mecânicas do substrato de cimento.

3. Outros nanomateriais, como o nanocarbonato de cálcio e a fibra de carbono, contribuem para a melhoria da durabilidade do concreto.

A nanotecnologia amplia as áreas de aplicação do concreto:

1. Concreto que absorve ondas eletromagnéticas

Segundo relatos, a densidade de energia eletromagnética ambiental provocada pelo homem pode aumentar de 7% a 14% a cada ano, o que formou objetivamente a poluição por radiação eletromagnética e é reconhecido como o quinto dano no mundo.

Usando as propriedades especiais dos pós nanometálicos, pode-se fazer concreto com blindagem eletromagnética funcional. O método consiste em trazer o pó nanometálico e a mistura de concreto para o concreto após a mistura a seco de maneira uniforme e participar do processo de hidratação do cimento. O concreto preparado por este método pode não só reduzir o peso da estrutura de concreto, melhorar a capacidade de carga e a resistência ao impacto do concreto, mas também ter uma boa função de blindagem eletromagnética, podendo ser utilizado em edifícios militares.

2. Purificação do concreto com ar

A poluição do ar tem danos diretos à saúde humana. Anatase nano TiO2 é um excelente fotocatalisador, que possui funções especiais como purificação de ar, esterilização, desodorização e autolimpeza de superfícies. Adicionar componentes em escala nanométrica à argamassa ou ao concreto para produzir concreto fotocatalítico, que pode decompor e remover poluentes nocivos , como dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio do ar, e desempenhar um papel na purificação do ar.

3. Concreto antibacteriano

Nos últimos anos, surgiu o concreto antibacteriano e à prova de mofo. É misturado com componentes nano antibacterianos e à prova de mofo no concreto tradicional, para que o concreto tenha o efeito de inibir o crescimento de mofo e esterilização. Este concreto tem sido utilizado em construções de fazendas de gado.

4. Concreto com condicionamento automático de umidade

Ao adicionar o componente principal do concreto feito de pó de zeólita nano natural, a temperatura ambiente interna pode ser detectada e ajustada conforme necessário para atender aos requisitos de controle de umidade de edifícios, como residências ou galerias de arte. Comparado com o uso tradicional de controladores de sensores de temperatura e umidade e sistema de fiação complexo, baixo custo de uso e manutenção. Este tipo de material é mais adequado para ambientes arquitetônicos, como galerias de arte, que exigem controle de umidade relativamente alto.

5. Concreto ecológico

Nanomateriais com alta atividade são adicionados ao concreto poroso por meio de tratamento de purificação de água. Com a ajuda da porosidade e rugosidade do concreto, o concreto pode ter o efeito de purificação da água e formar o concreto ecológico. A superfície de concreto especialmente tratada pode produzir plantas verdes, purificar o ar e embelezar o meio ambiente. Pode ser usado no solo para reter e armazenar água, e pode ser usado para isolamento térmico e resfriamento de paredes e telhados.

6. Concreto inteligente

A pesquisa sobre "autodiagnóstico", "auto-regulação" e "auto-reparação" do concreto inteligente está se aprofundando gradativamente.

Em 1992, o Sr. Sugita da Shimizu Construction no Japão estudou concreto inteligente com função de "autodiagnóstico" feito de três fibras de carbono diferentes, incluindo fibra de carbono de alta resistência e fibra de carbono de alta elasticidade. De acordo com a condutividade da fibra de carbono, o concreto pode testar a mudança de resistência, estabelecer um modelo entre a resistência e o transportador e prever os danos da estrutura de concreto. Esta pesquisa é muito importante para garantir a segurança de importantes estruturas de concreto.

Projetar o concreto como um material de construção que atenda a diferentes requisitos ambientais e funcionais será cada vez mais popular. O concreto de alto desempenho e alta funcionalidade é o foco do desenvolvimento da ciência dos materiais concretos e da tecnologia de engenharia no século XXI. Entre eles, a nanotecnologia deverá desempenhar um papel cada vez mais importante.