콘크리트는 수세기 동안 건설에 광범위하게 사용되었지만 21세기가 지나면서 우리가 결코 예측할 수 없었던 방식으로 변화하고 있습니다. 이 전통적인 자료를 현대적인 화장을하는 혁신적인 발전 인 Nanoconcrete 발표. 과학자와 엔지니어는 나노 기술을 활용하여 콘크리트의 미세한 품질을 향상시키고 있으며, 이로 인해 더 강력하고 오래 지속되는 구조가 발생할 것입니다.
Nanoconcrete의 핵심은 정확도입니다. 나노 스케일 재료 조작을 통해 연구원들은 콘크리트의 설정과 반응의 특성을 수정할 수 있습니다. 이것은 더 탄력적이고 적응력이있는 새로운 종류의 콘크리트를 만들 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 이러한 개선 된 콘크리트는 균열에 더 탄력적이거나 심한 날씨를 견딜 수 있거나 심지어는 스스로 작은 손상을 일으킬 수 있습니다.
건축 방법을 혁명 할 수있는 Nanoconcrete의 잠재력은 실제로 우리를 흥분시키는 것입니다. 더 지속 가능하고 안전한 구조를 상상해보십시오. 나노콘크리트는 자재 사용량을 줄이고 건축물의 수명을 연장시켜 환경과 경제에 큰 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
이 글에서는 나노콘크리트의 생산 공정을 살펴보고, 다양한 용도를 살펴보고, 향후 건설 산업에 미치는 영향에 대해 추측해 보겠습니다. 나노콘크리트가 이러한 작은 혁신이 어떻게 상당한 영향을 미칠 수 있는지에 대해 더 많이 알게 되면서 건설 기술의 새로운 시대로의 문을 열고 있다는 것은 분명합니다.
| 특징 | 설명 |
| 나노콘크리트란? | 나노콘크리트는 나노입자로 만든 콘크리트의 한 종류로, 특성을 강화합니다. |
| 주요 이점 | 강도, 내구성, 마모 저항성이 향상됩니다. |
| 응용 분야 | 고도의 내구성이 필요한 첨단 건설 프로젝트, 교량, 건물에 사용됩니다. |
| 작동 원리 | 나노입자는 콘크리트의 틈새를 채워 콘크리트를 더 컴팩트하게 만들고 균열이 생기기 어렵게 만듭니다. |
| 생산 비용 | 일반적으로 고급 소재와 기술로 인해 일반 콘크리트보다 비쌉니다. |
| 환경적 영향 | 더 오래 지속되는 구조로 이어질 수 있고 수리 및 교체의 필요성이 줄어들 수 있으므로 잠재적으로 더 지속 가능합니다. |
콘크리트에서 나노입자의 작동 원리
20세기 말에 건축 자재에 나노첨가제를 첨가하는 실험이 수행되었습니다. 탄소 나노튜브를 바인더 소비량의 0.001~0.0001% 비율로 조성물에 혼합하면 최종 재료의 강도 및 기타 특성이 최대 40%까지 증가하고 일부 매개변수에서는 2~3배까지 증가하는 것으로 관찰되었습니다.
이는 미네랄 물질의 결정이 나노첨가제에 의해 성장하도록 자극을 받고 결과적으로 재료가 이러한 결정의 확장되고 겹치는 광선으로 인해 강도를 얻기 때문입니다. 이 과정을 분산형 자체 보강이라고 합니다.
이 경우 콘크리트의 강도는 10%만 증가했지만 시멘트 스톤의 강도는 최대 40% 증가했습니다. 이는 마이크로, 특히 나노 수준의 강화보다 매크로 강화의 이점이 더 많기 때문입니다.
시멘트 스톤은 필러나 첨가제 없이 단순히 굳어진 시멘트 페이스트라는 점을 명심하세요. 결과적으로 콘크리트에는 물과 시멘트 외에도 여러 가지 추가 성분이 포함됩니다.
두 번째 문제는 개방형 생산에서는 나노튜브가 포함된 수성 현탁액을 직접 도입할 수 없다는 것입니다. 이 제조 공정에는 특정 환경에서 나노물질의 일관된 미량 비율을 보장하는 실험실 설정이 필요하기 때문에. 그렇지 않으면 이 모든 것이 무의미한 침전물이 될 수 있습니다.
나노입자 간의 매우 강한 결합이 변형된 스톤에 강도와 부식 저항성을 부여한다는 점은 흥미롭습니다. 강렬하고 장기간의 외부 초음파 노출로만 파괴될 수 있습니다. 게다가 형성된 결합은 화학적으로 안정적이며 산이나 알칼리와 반응하지 않습니다.
다음으로 그들은 물 현탁액을 포기하고 고체 충전제에 자체 강화 나노 개시제를 직접 추가하려고 시도했습니다
- 처음에는 모래 위에서 실험을 했습니다. 결과는 더 좋았습니다. 콘크리트의 구조가 거시 수준에서 부분적으로 바뀌기 시작했지만 재료는 여전히 비용에 비해 충분히 강하지 않았습니다.
- 그러다가 모래 대신 현무암 극세사를 테스트했습니다. 결과적인 돌의 기술적 특성은 모든 기대를 뛰어넘었습니다. 또한 이 방법에 더 저렴한 나노입자(아스트랄렌)를 사용할 수 있다는 사실도 밝혀졌습니다.
- 그 결과, 고품질의 내구성이 뛰어난 콘크리트가 개발되었습니다, 건설 업계에서 사용하기에 적당한 비용으로.
참고: 나노기술의 뉘앙스를 더 철저히 이해하려면 이 기사에 포함된 비디오를 시청하세요.
나노콘크리트는 기존 콘크리트의 한계를 뛰어넘어 건설 기술에 혁명적인 발전을 가져왔습니다. 이 21세기 혁신은 콘크리트에 나노재료를 첨가하여 콘크리트의 강도, 내구성 및 지속 가능성을 개선함으로써 건설 산업이 직면한 가장 시급한 문제 중 일부를 해결합니다. Nanoconcrete.
수정 된 현무암 마이크로 화이버
콘크리트의 섬유 강화는 강도, 가혹한 조건 및 온도 변동에 대한 탄력성 및 기타 특성을 향상시킵니다. 현무암은 이러한 용도에 가장 적합한 섬유입니다.
훨씬 저렴하고 강철보다 가벼우 며 부식에 내성이 있습니다. 여러 측면에서 유리와 폴리 프로필렌 마이크로 파이버보다 성능이 우수합니다.
잘 수행합니다
나노 모듈화의 출현은 현무암 섬유에 대한 추가 이점을 부여했으며, 현재 거의 모든 측면에서 지배적이다
- 재료에서의 작업의 역학이 개선되었습니다
- 적용의 기후 조건의 범위가 확장되었습니다.
- 변형은 나노입자(탄소 아스트랄렌)가 섬유에 적용된다는 사실로 구성됩니다.
주변 재료에서 화학 반응을 시작하여 미세섬유의 상호 작용을 증가시키고 전체 재료를 하나의 전체로 단단히 "결합"합니다.
일반 현무암 섬유(1)와 개질된(2) 섬유가 추가된 콘크리트 샘플의 실험 데이터를 표에서 비교합니다.
먼저 건조한 시멘트 혼합물과 혼합하는 것이 가장 좋지만, 물을 추가한 후 소량으로 혼합할 수 있습니다.
- 이 연구는 새로운 재료를 사용하는 이점을 이해하기 위해 광업을 위해 수행되었습니다. 주요 평가 기준은 수축 지표였습니다.
- 이 테스트에서 나노 개질 섬유가 있는 샘플의 상대적 수축 변형이 50% 적다는 것을 발견했습니다. 이것은 이 개질이 사용되는 구조가 콘크리트 혼합물의 경화 및 건조 중에 모양이 변경될 가능성이 적다는 것을 의미합니다.
- 또한, 실험 중 개질된 섬유를 혼합한 후 10~15분 동안 혼합물 내에서 엉김과 덩어리가 여전히 관찰되는 것으로 기록되었다. 즉, 이 절차의 지속 시간을 늘리는 것이 좋습니다. 즉, 볼륨에서 섬유의 가장 균일한 분포를 보장하기 위해서입니다.
사실, 이것이 유일한 단점입니다. 일반 현무암 섬유와 비교했을 때 시간 절약이 없습니다.
특성
TU 5761-014-13800624-2004에 따라 생산된 변형된 현무암 미세섬유는 폴리머 및 미네랄 바인더에 분산된 재료 보강에 사용됩니다.
- 주변 온도(MBM의 작동 범위는 -260°C~+750°C)에 관계없이 압축, 인장, 굽힘, 신장 강도, 뿐만 아니라 피로 및 충격 증가.
- 수축 중 변형 최소화.
- 내수성 및 내동성 특성 개선, 공격적인 환경 및 기계적 충격에 대한 저항성 향상.
- 수명 증가.
적용 분야
변형된 현무암 미세섬유의 섬유 길이는 0 미만입니다.5mm는 응용 범위를 크게 결정합니다. 이로 인해 벽돌, 포장용 슬래브, 폼 및 기포 콘크리트, 숏크리트 재료(장식 플라스터 등) 제조에 사용하기에 적합합니다.) 및 공압 분무기를 사용하여 분무되는 코팅.
나노콘크리트가 응용되는 변형된 현무암 마이크로섬유의 생성이 건축 산업에서 나노기술의 주요 용도임이 밝혀졌습니다.
나노개질 콘크리트
시멘트 혼합물에는 변성 현무암 섬유를 직접 첨가하여 최종 제품의 품질 특성을 향상시킬 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 시멘트, 모래, 물의 기본 구성에 기성품 첨가물을 건조 혼합물로 만드는 이상적인 레시피가 2008년에 만들어지고 특허를 받았습니다(다리 재건의 성공적인 완료에 따라; 아래 사진 참조).
2007년 그라츠 루르강 교량이 재건축되면서 BLN이 최초로 산업용으로 적용된 사례가 됐다.
특성
경량 나노구조 콘크리트(BLN)는 경량 구조 건축 자재로, 이 첨가제로 처리된 콘크리트에 부여된 이름입니다. SSGD는 특별한 상황 없이 사용할 수 있습니다.
지침에 따라 SSGD를 자동 믹서에 추가하여 건설 현장에서 직접 손으로 하이테크의 오래 지속되는 나노콘크리트를 만들 수 있습니다.
이러한 방식으로 획득한 건축 자재의 주요 특성은 다음 범위에 속합니다
TU 5789-035-23380399-2008은 28일 동안 숙성된 경량 나노구조 콘크리트의 기계적 및 물리적 특성을 설명합니다.
- 지지 용량이 증가하고 구조의 무게가 비교적 낮기 때문에 보강 비용이 30% 이상 절감됩니다. 막대의 필요한 직경이 더 작아지고 보강 계획도 변경되기 때문입니다.
- 기초에 가해지는 하중이 감소하여 건물의 무게를 줄일 수 있습니다. 기초를 변경하지 않고 건물을 재건축할 수 있는 옵션이 늘어납니다.
- BLN으로 건축된 구조물은 추가 방수가 필요하지 않습니다. 화재 위험이 낮습니다. 미세 분산 보강재를 통해 얻은 구조로 인해 재료의 균열 저항성과 탄성, 건물의 전반적인 신뢰성이 크게 향상됩니다. 지진 위험 지역에서의 사용이 권장됩니다.
- BLN으로 인한 건설의 전반적인 절감은 대형 구조물의 건설 중 작업을 간소화하고 가속화하고 운송, 거푸집 비용을 줄임으로써 달성됩니다.
적용 분야
주로 건설 산업을 위해 개발된 경량 나노구조 콘크리트는 건축 자재에 대한 모든 SanPiN 표준을 충족합니다.
경제적으로 볼 때, BLN을 사용하는 것은 비용이 많이 들기 때문에 실행 가능합니다
- 고층 빌딩 건설 시;
- 교량 건설, 도로 공사 및 유압 구조물 건설 시;
- 기후 구역과 관계없이 지진 활동이 활발한 지역.
그러나 원하는 경우 일상 생활과 개인 건설에 적용할 수 있음. 예를 들어, 주조 및 기타 제품 생성 방법은 높은 작업성 지수로 가능함. 그 결과 이 소재는 조리대, 싱크대 및 기타 제품 외에도 독특한 실내 조각품 생산에 사용됨.
복합 코팅
가벼운 나노 개질 콘크리트는 2004년 MBM이 마스터된 후 2008년에 광범위하게 테스트되었으며, 2009년에는 코팅 생성에 대한 습득한 지식을 활용하기 시작함. "자체 압축 다층 복합 방범, 장식 및 부식 방지 방수 코팅 EpoxiPAN" TU 23 1253-053-91957749-2011에 따라 생산되었으며, 작업의 최종 제품이었습니다.
코팅이 음용수와 접촉하는 구조물에 안전하다는 점은 흥미롭습니다.
특성
에폭시 및 기타 성분 외에도 개별 탄소 나노입자와 변형 마이크로섬유가 포함되어 있습니다. 이러한 나노 첨가제는 코팅이 적용될 때 동일한 미세 분산 자체 강화 프로세스가 시작되도록 하여 기본 표면을 압축하고 나노 구조 재료에 고유한 새로운 특성을 부여합니다.
적합한 프라이머 함침 층을 미리 도포하여 코팅이 더 깊이 침투할 수 있도록 합니다. 또한 금속 제품을 준비하는 데 고유한 프라이머를 사용합니다. 결과적으로 코팅과 기본 사이에 인터페이스가 거의 없고 처리된 구조가 단일 단위로 기능하며 국소적 박리 및 박리 가능성이 제거됩니다.
처리된 구조물은 다음과 같은 많은 유익한 특성을 획득합니다
- 균열 저항성, 콘크리트 접착력 3MPa 이상, 금속 접착력 – 5MPa;
- 최소 F450의 내동성;
- W18의 내수성;
- 15년 이상의 공격적인 환경 및 부식 저항성;
- 최소 60MPa의 압축 강도 및 내충격성;
- 화재 안전이 향상됨;
- -80°C에서 +180°C의 정상 작동 온도;
- UV 저항성.
적어도 지정된 가격 범위 내에서는 현재 시장에서 비슷한 기술적 특징을 가진 다른 제조업체의 나노코팅을 찾는 것이 거의 불가능합니다.
적용 분야
이러한 유형의 처리 방식은 하수도와 같이 혹독한 환경에서 작동하는 구조물에 효과적입니다. 콘크리트가 무너지는 것을 막고 금속이 녹슬지 않습니다.
코팅은 착색되고 장식적으로 적용되어 구조물에 방수 및 부식 방지 품질을 제공하고 마모에 대한 저항성을 향상시킵니다.
참고하세요! 마모되기 쉬운 표면(예: 덮인 주차장, 쇼핑몰, 정부 건물 등)에 이상적입니다. 도시 기반 다공성 폼 또는 기포 콘크리트 구조물의 벽을 처리하면 기물 파손 및 일반적인 도시 환경 저하에 대한 저항성이 생깁니다. 다른 수많은 용도가 있으며 접착제 역할도 할 수 있습니다.
나노 개질 복합 보강재
철근 보강재는 점차 복합 보강재로 대체되고 있습니다. 이는 우수한 내식성, 내구성, 경량화 및 기타 품질을 포함한 여러 이점 때문입니다. 하지만 사용에는 많은 문제도 있습니다. 콘크리트와의 접착력이 낮은 것이 그 중 하나입니다.
표면을 주름잡거나 모래를 뿌리는 등 접착력을 높이는 데 많은 기술이 사용되지만 이는 작은 차이만 냅니다. 이 문제는 보강재에 탄소 나노 구성 요소를 추가하여 콘크리트와 결합할 때 접착력이 향상되면서 더욱 악화됩니다.
재료 과학 및 건설 분야에서 나노 콘크리트는 진정으로 혁신적입니다. 나노 기술을 적용하여 콘크리트는 이전에 들어보지 못했던 특성을 가진 재료로 진화하고 있습니다. 환경 악화에 더 강하고, 더 오래 지속되며, 더욱 에너지 효율적입니다. 이것은 우리가 인프라와 건설 프로젝트에서 콘크리트를 보는 방식과 활용하는 방식에 있어 상당한 진전을 나타냅니다. 사소한 조정이 아닙니다.
나노 콘크리트가 거의 모든 면에서 기존 콘크리트보다 성능이 뛰어나다는 사실이 나노 콘크리트를 차별화하는 것입니다. 나노 콘크리트는 기존 콘크리트가 직면한 많은 문제를 해결하여 더 강하고 내구성 있게 만드는 것부터 더 환경 친화적으로 만드는 것까지 해결합니다. 장기적으로는 수리와 교체가 덜 필요하기 때문에 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. 또한 환경에 대한 이점은 의심할 여지가 없습니다. 폐기물과 에너지 사용량이 줄어 더 녹색 건축 기술을 향한 큰 발걸음입니다.
미래에 나노콘크리트는 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 연구 개발이 진행되는 한 더욱 창의적인 응용 분야와 발전을 기대할 수 있습니다. 나노콘크리트는 더 튼튼한 초고층 빌딩, 더 내구성 있는 도로, 심지어 수중 건설과 같은 새로운 응용 분야의 건설에 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 21세기에는 나노콘크리트 시대가 도래하여 더욱 탄력적이고 지속 가능하며 효율적인 건축 환경을 제공할 것이라는 점이 점점 더 분명해지고 있습니다.
