Béton intelligent utilisant des nanoparticules

Nano béton
L'ajout de nanoparticules améliore considérablement le béton par rapport au béton conventionnel. L'ajout de nanoparticules améliore les propriétés en vrac des matériaux en contrôlant ou en manipulant à l'échelle atomique en raison de l'attaque à l'échelle nanométrique par la réaction de silicate alcalin. Il est possible d'obtenir des produits finaux plus fins et un temps de prise plus rapide en plus des niveaux inférieurs de contamination de l'environnement.
Le nano béton est un béton fabriqué avec des particules de ciment Portland de moins de 500 nm comme agent de cimentation par rapport aux particules de ciment normalement utilisées dont la taille varie de quelques nanomètres à un maximum d'environ 100 micromètres. Les avantages sont l'arrêt de la contamination causée par les microparticules solides de silice, un coût inférieur par chantier, des résistances initiales et finales élevées à la compression et à la traction, une bonne maniabilité, l'arrêt de l'utilisation de superplastifiants et l'arrêt du risque de silicose du béton.
Nanomatériaux utilisés sont la nano-silice (nano-SiO2), l'oxyde de nano-titane (nano-TiO2), le nano-fer (nano-Fe2O3), la nano-alumine (nano-Al2O3), les particules de nanoargile et les nanotubes/nanofibres (CNT/CNF) de nano-SiO2.
Nanosilice
La nanosilice est le premier nano produit qui a remplacé la micro silice et est supérieur à la silice utilisée dans le béton conventionnel. Il réalise des bétons à hautes résistances à la compression (15 MPa et 75 MPa à 1 jour; 40 MPa et 90 MPa à 28 jours et 48 MPa et 120 MPa à 120 jours). Les avantages sont une maniabilité élevée avec un rapport eau/ciment réduit sans avoir besoin d'additifs super plastifiants. Il remplit tous les micropores et microespaces et économise du ciment jusqu'à 35-45%.
Oxyde de titane
Le dioxyde de titane est un pigment blanc largement utilisé. Il peut oxyder l'oxygène ou les matières organiques, et donc ajouté aux peintures, ciments, fenêtres, carrelages ou autres produits pour stériliser, désodoriser et donner des propriétés antisalissure. Lorsqu'il est ajouté aux matériaux de construction extérieurs, il peut réduire considérablement les concentrations de polluants atmosphériques. Lorsqu'il est exposé à la lumière UV, il devient de plus en plus hydrophile et peut être utilisé pour des revêtements anti-buée ou des vitres autonettoyantes.
Polycarboxylates
Les polycarboxylates ou les adjuvants pour béton à base de polymères sont des adjuvants réducteurs d'eau de haute gamme. Un dosage plus élevé produit du béton auto-compactant et ce type d'adjuvant est très approprié pour le béton utilisé dans les constructions réalisées sous l'eau. Ils produisent une résistance élevée même avec un faible ajout jusqu'à 1,5 % du poids du ciment et donnent des caractéristiques d'auto-compactage. La résistance à la compression est de 40 à 90 MPa en 1 jour et de 70 à 100 MPa ou plus en 28 jours.
Nanotubes de carbone
Les NTC sont très flexibles, mécaniquement plus résistants, ont des fibres de cylindres les plus rigides et les plus résistantes avec un diamètre nanométrique, plusieurs millimètres de longueur, 5 fois le module de Young et 8 fois (théoriquement 100 fois) la résistance de l'acier tout en étant 1/6ème la densité et la conductivité thermique très élevée le long de l'axe.