Slim beton met nanodeeltjes

Nanobeton
Toevoeging van nanodeeltjes geeft significante verbetering aan beton dan conventioneel beton. Toevoeging van nanodeeltjes verbetert de bulkeigenschappen van materialen door controle of manipulatie op atomaire schaal als gevolg van aantasting op nanoschaal door alkalisilicaatreactie. Het is mogelijk om dunnere eindproducten en een snellere uithardingstijd te verkrijgen, naast lagere niveaus van milieuverontreiniging.
Nanobeton is een beton gemaakt met Portland-cementdeeltjes die kleiner zijn dan 500 nm als cementeermiddel, in tegenstelling tot normaal gebruikte cementdeeltjes die in grootte variëren van enkele nanometers tot maximaal ongeveer 100 micrometers. De voordelen zijn het stoppen van verontreiniging veroorzaakt door micro-silicium vaste deeltjes, lagere kosten per bouwplaats, hoge begin- en einddruk- en treksterkten, goede verwerkbaarheid, stoppen met superplastificerend gebruik en stoppen van silicoserisico van beton.
Gebruikte nanomaterialen zijn nanosilica (nano-SiO2), nanotitaniumoxide (nano-TiO2), nano-ijzer (nano-Fe2O3), nano-aluminiumoxide (nano-Al2O3), nanokleideeltjes en nanobuisjes/nanovezels (CNTs/CNFs) van nano-SiO2.
Nanosilica
Nanosilica is het eerste nanoproduct dat de micro-silica vervangt en is superieur aan silica dat in conventioneel beton wordt gebruikt. Het maakt beton met hoge druksterkte (15 MPa en 75 MPa op 1 dag; 40 MPa en 90 MPa op 28 dagen en 48 MPa en 120 MPa op 120 dagen). De voordelen zijn een hoge verwerkbaarheid met een verminderde water/cementverhouding zonder dat superweekmakende additieven nodig zijn. Het vult alle microporiën en microruimtes en bespaart cement tot 35-45%.
Titaniumoxide
Titaniumdioxide is een veelgebruikt wit pigment. Het kan zuurstof of organische materialen oxideren en kan zo worden toegevoegd aan verven, cement, ramen, tegels of andere producten voor sterilisatie, geurverdrijving en om aangroeiwerende eigenschappen te geven. Wanneer het wordt toegevoegd aan bouwmaterialen voor buiten, kan het de concentraties van verontreinigende stoffen in de lucht aanzienlijk verminderen. Wanneer het wordt blootgesteld aan UV-licht, wordt het steeds hydrofiel en kan het worden gebruikt voor anticondenscoatings of zelfreinigende ruiten.
Polycarboxylaten
Polycarboxylaten of op polymeer gebaseerde betonhulpstoffen zijn hoogwaardige waterreducerende hulpstoffen. Hogere dosering produceert zelfverdichtend beton en dit type hulpstof is zeer geschikt voor beton dat wordt gebruikt in constructies die onder water zijn gemaakt. Ze produceren een hoge weerstand, zelfs bij een lage toevoeging tot 1,5% van het cementgewicht en geven zelfverdichtende eigenschappen. De weerstand tegen compressie is van 40 tot 90 MPa in 1 dag en van 70 tot 100 MPa of meer in 28 dagen.
Koolstof nanobuisjes CNT is zeer flexibel, mechanisch sterker, heeft de stijfste en sterkste vezels van cilinders met een diameter van nanometer, enkele millimeters lang, 5 keer de Young's modulus en 8 keer (theoretisch 100 keer) de sterkte van staal, terwijl het 1/6e is de dichtheid en zeer hoge thermische geleidbaarheid langs de as.