콘크리트는 건축의 기본자재로 다양한 건축물과 구조물에 널리 사용됩니다. 21세기의 대규모 콘크리트 엔지니어링, 엔지니어링 환경의 복잡성 및 응용 분야의 지속적인 확장으로 인해 사람들은 콘크리트 재료에 대한 더 높은 요구 사항을 제시했습니다. 나노기술은 콘크리트의 특성을 향상시켜 콘크리트의 응용 분야를 크게 확대할 수 있습니다.

나노 소재는 콘크리트 특성을 향상시킵니다.

1. 나노실리카 (SiO2)

나노 SiO2 는 규소나 유기규소를 함유한 염화물을 고온 가수분해하여 생성된 표면에 수산기를 갖는 초미세 분말입니다. 시멘트 콘크리트 분야에서 나노-SiO2는 강력한 포졸란 활성과 미세골재 충전효과, 결정핵생성 효과 로 인해 콘크리트의 강도와 내구성을 높일 수 있다.

2. 탄소나노튜브 (CNT)

탄소나노튜브는 관형이고 무게가 가벼우며 육각형 구조로 완벽하게 연결되어 있어 우수한 고강도 섬유소재입니다. 시멘트에 탄소나노튜브를 적당량 첨가하면 재료 의 기공구조와 미세균열을 효과적으로 개선할 수 있고, 가교 역할을 하여 시멘트 기재의 기계적 성질을 향상시킬 수 있다.

3. 나노탄산칼슘, 탄소섬유 등 기타 나노소재는 콘크리트의 내구성 향상에 기여합니다.

나노기술은 콘크리트의 응용 분야를 확장합니다.

1. 전자파를 흡수하는 콘크리트

보고에 따르면, 인공 환경 전자기 에너지 밀도는 매년 7%에서 14%까지 증가할 수 있으며, 이는 객관적으로 전자기 방사선 오염을 형성했으며 세계에서 다섯 번째 피해로 인식됩니다.

나노 금속분말의 특수한 성질을 이용하여 기능성 전자파 차폐 콘크리트를 만들 수 있습니다. 그 방법은 나노금속 분말 과 콘크리트 혼합물을 균일하게 건식혼합한 후 콘크리트에 투입하여 시멘트의 수화과정에 참여시키는 것이다. 이 방법으로 제조된 콘크리트는 콘크리트 구조물의 경량화, 콘크리트의 지지력 및 내충격성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 전자파 차폐 기능도 좋아 군용 건물에 사용할 수 있다.

2. 공기 정화 콘크리트

대기 오염은 인간의 건강에 직접적인 해를 끼칩니다. 아나타제 나노 TiO2는 공기 정화, 살균, 탈취, 표면 자가 세척 등의 특수 기능을 갖는 우수한 광촉매입니다. 모르타르 나 콘크리트에 나노 스케일의 성분을 첨가하여 광촉매 콘크리트를 만드는데, 이는 공기 중의 이산화황, 질소산화물 등 유해 오염물질을 분해 제거할 수 있으며, 공기를 정화하는 역할을 합니다.

3. 항균 콘크리트

최근에는 항균 및 곰팡이 방지 콘크리트가 등장했습니다. 기존 콘크리트에 나노항균, 방곰팡이 성분을 혼합하여 콘크리트에 곰팡이 발생을 억제하고 살균하는 효과가 있습니다. 이 콘크리트는 축산업 건물에 사용되었습니다.

4. 자동습윤콘크리트

나노 천연 제올라이트 분말로 만든 콘크리트의 핵심 성분을 첨가함으로써 실내 주변 온도를 감지하고 필요에 따라 조정할 수 있어 주택이나 미술관과 같은 건물의 습도 제어 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 온도 및 습도 센서 컨트롤러 와 복잡한 배선 시스템을 사용하는 기존 방식에 비해 사용 및 유지 관리 비용이 저렴합니다. 이러한 유형의 재료는 상대적으로 높은 습도 제어가 필요한 미술관과 같은 건축 환경에 더 적합합니다.

5. 생태 콘크리트

수질 정화 처리를 통해 다공성 콘크리트에 활성이 높은 나노 소재를 첨가합니다. 콘크리트의 다공성과 거칠기 덕분에 콘크리트는 수질 정화 효과를 가지며 생태학적 콘크리트를 형성할 수 있습니다. 특수 처리된 콘크리트 표면은 녹색 식물을 키우고 공기를 정화하며 환경을 아름답게 합니다. 지상에서는 물을 유지하고 저장하는 데 사용할 수 있으며, 벽과 지붕의 단열 및 냉각용으로도 사용할 수 있습니다.

6. 스마트 콘크리트

스마트 콘크리트의 '자가진단', '자기조절', '자가수리'에 대한 연구가 점차 심화되고 있다.

1992년 일본 시미즈 건설의 스기타 씨는 고강도 탄소섬유와 고탄성 탄소섬유 등 3가지 탄소섬유로 만든 '자가진단' 기능을 갖춘 지능형 콘크리트를 연구했다. 탄소섬유의 전도도에 따라 콘크리트의 저항 변화를 테스트하고, 저항과 담체 사이의 모델을 구축하며, 콘크리트 구조물의 손상을 예측할 수 있습니다. 본 연구는 중요한 콘크리트 구조물의 안전성을 확보하는데 매우 중요합니다.

다양한 환경 및 기능적 요구 사항을 충족하는 건축 자재로 콘크리트를 설계하는 것이 점점 더 대중화될 것입니다. 고성능, 고기능성 콘크리트는 21세기 콘크리트 재료과학과 공학기술 발전의 화두입니다. 그 중에서 나노기술은 점점 더 중요한 역할을 담당하게 될 것입니다 .