¿Por qué es importante la nanotecnología en la ingeniería civil? De hecho la nanotecnología es importante en todos los campos de la ciencia, porque se ha descubierto que los materiales a un tamaño nanométrico cambian sus propiedades, el ejemplo más importante en desarrollo, pero que ya utilizas es la plata, que aun nivel nanométrico tiene capacidades bactericidas; bactericidas; utilizándolo actualmente en los desodorantes nivea, supongo que ya lo habrás visto. En ingeniería civil, que no es tanto que se acerque a esa rama, sino que es de la l a ingeniería en materiales, se ha llegado a obtener materiales con fases nanométricas que hasta incluso pueden conducir electricidad, o tener propiedades piezoeléctricas, o por ejemplo aumentar la resistencia de un material, para disminuir su espesor y utilizar menos material. m aterial.
Revitalizando la Industria de la Construcción
La palabra “nanotecnología” “nanotecnología” es usada extensivam ente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente extremadamente pequeñas “nanos” que permiten trabajar y
manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinario, multidisciplinario, y cohesionado exclusivamente exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman. Aunque su uso se conoce más en el área de la tecnología (procesadores), los rápidos avances que está experimentando la nanotecnología nanotecnología en todas sus dimensiones también son de aplicación en los procesos constructivos de la ingeniería civil. Los más destacados serían «los materiales inteligentes», que puedan comportarse como sistemas vivos, de forma que sean capaces de llevar a cabo una función de actuación. Y aunque pareciera algo todavía muy distante, ya se cuentan con materiales de construcción de alto rendimiento, como una muy alta resistencia, durabilidad, durabilidad, comportamiento térmico térmico y acústico. Una de las áreas en la que más se ha avanzado, es sin lugar a duda, en materiales para recubrir diversos tipos de superficies mejorando el comportamiento comportamiento de las mismas, incrementando drásticamente su vida útil y reduciendo de forma considerables lo gastos de mantenimiento. Utilizar productos de Nanotecnología para recubrir las superficies de su hogar u oficina, es una inversión que le redituara en el incremento de la vida útil y en la reducción de los costos de mantenimiento. Otra área importante es la protección protección de equipos electrónicos e instalaciones instalaciones eléctricas contra la humedad (agua) que ocasionan daños en ocasiones irreparables o accidentes (corrosión, cortos circuitos) Es un hecho que existen diversa entidades y empresas privadas trabajando trabajando sobre la aplicación de la nanotecnología en la ingeniería civil y en especifico, dedicado a la investigación y transferencia de tecnología relativa a la nanotecnología del cemento y sus aplicaciones en la construcción. Algunas iniciativas son: 1. Aditivos que mejores el desempeño y las propiedades del concreto. 2. Cementos nanoestructurados, más fáciles de aplicar y con la capacidad de reaccionar y autorrepararse ante las agresiones químicas de agentes externos, así como cementos que absorban la radiación solar, con aplicación, por ejemplo, en entornos espaciales. Esto se logra mediante el control de la porosidad del material 3. Nanopartículas funcionales para el control ambiental y de la corrosión. Se trabaja en la obtención de nanopartículas para introducir en el cemento, que absorban el CO2, contribuyendo así a reducir emisiones contaminantes a la atmósfera. Con la nanotecnología se podrían desarrollar polímeros, adhesivos, elastómeros, fibras y materiales compuestos para su aplicación en ingeniería civil, materiales inteligentes con funciones de reparación y de autodiagnóstico (de la microestructura, fatiga, etcétera.). etcétera.). Hay un camino todavía por recorrer y sin duda, a medida que evolucione la nanotecnología se podrá ir usando paulatinamente en otras áreas de la ingeniería civil.
APLICACION DE LA #NANOTECNOLOGIA EN LA #CONSTRUCCION
La nanotecnología cuenta con varios usos, las cuales hace años atrás han revolucionado ciertas áreas de una forma espectacular, pero ahora se encuentra revolucionando el área de la construcción con la aparición de nuevos materiales que cuentan con súper características, además en el presente documento examinaremos sus diversas aplicaciones en la industria de construcción y unas proyecciones que se espera teniendo grandes expectativas de la nanotecnología en el futuro. El estudio de esta nueva tecnología nos ayudará a reducir los impactos ambientales que genera la industria de la Construcción, pero siempre teniendo en cuenta que esta tecnología no siempre presentará la reducción de toda la contaminación del ambiente, pero si será de gran ayuda. Además la nanotecnología ya se viene empleando en la construcción, en la implementación de sensores en los edificios o puentes para detectar cualquier anomalía o deterioro, por lo que esta creada para desarrollar acero y hormigón más fuertes que los que conocemos.
Introducción
La tecnología se sigue renovando en varios aspectos, ahora la gran revolución de la nanotecnología llega al sector de la construcción, generando grandes cambios a lo que antes era la metodología de construcción la tradicional, llevándola así a un nuevo nivel y proyectando el área de la construcción a un futuro tecnológico. La nanotecnología después de un gran progreso en otros sectores comienza a ingresar en el sector de la construcción especialmente en caminos y materiales de construcción. Hoy en día en la construcción tradicional desde tiempos atrás hasta nuestros días se han empleado fundamentalmente elementos constructivos de piedra, madera, hormigón armado y acero, materiales que cumplen adecuadamente su función pero que, bajo ciertas condiciones, presentan algunos inconvenientes. Tal es el caso de la madera que requiere grandesinversiones en mantenimiento, el hormigón armado que tienen una alta densidad y demandan grandes capacidades para su manejo e instalación, el acero que presenta problemas de corrosión, entre otros, por ese motivo la nanotecnología involucra su tecnología para el mejoramiento de los materiales de construcción así como la técnica de construcción. Uno de las expectativas de la nanotecnología en el área de la construcción es que se hará posible el cuidado de la calzada de las vías, volviéndose a componerse después de haberse generado una grieta u otro inconveniente en ésta, además pudiendo llegar a limpiarse cuando llegue a un cierto grado de suciedad limite.
La nanotecnología en la construcción
La nanotecnología se entiende el estudio, diseño, creación y aplicación de materiales a nano escala a través del control de la materia, reordenando los átomos y la estructura molecular. Las nanotecnologías ofrecen un alto potencial para promover innovaciones radicales y de alto valor en la fabricación, propiedades y uso de los materiales de construcción. La nanotecnología facilitará materiales más ligeros, resistentes, con menor impacto ambiental e incluso autoadaptables e inteligentes. Es imprescindible que los materiales de construcción, y los sistemas constructivos derivados, cumplan con varias características como son: alta durabilidad y resistencia al deterioro, buen comportamiento mecánico, entre otras. Además la nanotecnología en la construcción se refiere en ciertos aspectos como la modificación de pinturas y barnices con nanopartículas, el uso de aditivos para la optimización del rendimiento cemento-hormigón, nano compuestos poliméricos de arcilla para el reciclaje de PET, Pegamentos rápidos y activados a distancia basados en nanopartículas de ferrita,vidrios orgánicos como alternativa al vidrio común, entre otras. Algunas de las líneas de investigación en este campo son:
Nanoaditivación de cemento y otros aglomerantes para obtener compuestos que descomponen los compuestos orgánicos volátiles, auto limpiables, antimicrobianos o para incorporar nano sensores que controlen el estado de las estructuras o la calidad del aire en el interior de los edificios. Materiales aislantes avanzados basados en aerogeles, vidrios nano porosos o paneles aislados al vacío. Vidrios especiales con propiedades de protección anti incendios, recubrimientos funcionales (por ejemplo filtradores de radiaciones) Materiales autorreparables. Materiales inteligentes que respondan a estímulos como la temperatura, la humedad, la tensión, etc.
Nanociencia y nanotecnología
En general, los conocimientos científicos relacionados con la Nanociencia son más extensos que los materiales, objetos o dispositivos, construidos mediante aplicación de la Nanotecnología. Sin embargo, es el término Nanotecnología el que ha ganado más adeptos, abarcando por lo general tanto el conjunto de conocimientos básicos, como el amplio abanico de aplicaciones reales o venideras; englobando por tanto las distintas ramas de las nanociencias y de las nanotecnologías.
De forma genérica, a las nanopartículas se les denomina igualmente nanomateriales. El interés de los nanomateriales se debe a que sus propiedades físicas y químicas pueden ser moduladas sistemáticamente por la variación del tamaño conforme a las leyes del escalamiento.
Los nanomateriales aplicados a la construcción
A través de la nanotecnología se pueden desarrollar materiales mucho más resistente que los convencionales. Caracterizados principalmente por contar con nuevas propiedades físicas y químicas obtenidas a escala nanométrica. Así, la resistencia, elasticidad, conductividad térmica, entre otras propiedades, se comportan de diferente modo y manera a cuando son sometidos a escala macroscópica. De las características más importantes de los nanomateriales, sobresalen sus extraordinarias propiedades mecánicas. En la actualidad ya existen nanomateriales o nanopartículas de TiO2 de especial relevancia para la industria de la Construcción. Su aplicación a los vidrios, ventanas y azulejos, permite limpiar, disolver y eliminar los gases tóxicos que contaminan el aire, al ser expuestos a rayos solares y a la lluvia. Cuando los rayos UV entran en contacto con el dióxido de titanio se produce una reacción catalítica que destruye las moléculas contaminantes . APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGIA EN LA CONSTRUCCION LA NANOTECNOLOGIA EN EL HORMIGON. El 25% de los propietarios de estructuras de hormigón reparadas están insatisfechos con el resultado de dicha reparación y del resultado de los materiales de protección utilizados en los 5 años posteriores a la reparación; un 75% lo están durante los 10 años siguientes. El propio hormigón -material de construcción tradicional, pero de micro estructura compleja- debe sus propiedades, en gran parte, al gel C-S-H de la matriz cementicia, que no deja de ser un material nano estructurado con propiedades modificadas por una red de poros y micro fisuras, cuyos tamaño pueden variar desde unos nanómetros hasta milímetros. El conocimiento de su nano estructura y las fases del gel permitirán abrir el abanico de productos derivados del cemento con propiedades multifuncionales. La adición de nanopartículas al hormigón puede permitir controlar su porosidad.
Reforzando al hormigón con nanotubos de carbono puede incrementarse su resistencia y evitar la propagación de grietas.
Imagen1 . Cemento reforzado con nanotubos de carbono que impiden la propagación de una grieta (micrografía adquirida con un microscopio electrónico de barrido).
Nanotecnología: Mejorando la pasta de cemento
Existen muchos manera para explicar porqué el cemento tiene una resistencia a tracción baja.
Los puntos débiles en la capa de contacto entre el cemento y las cargas se conocen como efectos de transición. Mejorando la calidad de las nanoestructuras de la pasta de cemento en las zonas de transición se mejora la resistencia a tracción y por consiguiente se reduce la fisuración.
Los aditivos de hormigones basados en policarboxilatos y sintetizados a partir de criterios nanotecnologicos han permitido desarrollar una nueva generación de aditivos superfluidificantes, sobre los que se pueden modificar adaptándose a cada tipo de cemento, en función de su composición y prestaciones esperadas del hormigón. Los aditivos basados en policarboxilatos cuentan con la propiedad de configuración de las distintas partes funcionales de la molécula a cada una de las funciones que se desean en el hormigón. Los policarboxilatos disponen de una estructura molecular soportada en una cadena principal, permitiendo estructurar sobre ella todo el resto de funcionalidades, grupos funcionales libres que permiten la interacción con el cemento, cadenas laterales, no necesariamente hidrocarbonadas, responsable de funcionalidades dispersantes, pudiendo adaptarse mediante nanotecnologia, adaptar estas cadenas a las funcionalidades específicas deseadas. La terminación de la cadena lateral determinara el mecanismo de acercamiento de la molécula de agua al cemento, por lo que permite regular el proceso de hidratación y por tanto aportara las funcionalidades deseadas en cada momento.
Imagen 2. Aditivos de hormigón. El empleo de este tipo de aditivos permite la introducción de cementos de mayor contenido de adición y menor finura sin afectar a las propiedades finales del producto y sin alterar su ritmo de producción. MODIFICACION DE PINTURAS Y BARNICES CON NANOPARTICULAS. La utilización de nanopartículas como aditivos tiene un gran potencial en el desarrollo tecnológico ya que estos aditivos aplicados en pequeñas porciones ayudan a mejorar de una manera significativa las propiedades finales de las pinturas y barnices. La adición de partículas de ZnO mejora significativamente el comportamiento frente a la radiación ultravioleta del recubrimiento, mientras que la adición de alumina (Al2O3) y silice (SiO2) mejora el comportamiento frente a los rayados.
Imagen 3. Ensayo de abrasión en seco (Byk-Chemie GmbH). Pinturas con propiedades de auto-limpieza y protección anti-grafiti ecológicas sin disolventes las cuales se secan en unos 3 segundos aproximadamente y que resultan ser mucho más económicas que las pinturas convencionales PEGAMENTOS BASADOS EN NANOPARTÍCULAS El uso de nanoparticulas de ferrita (oxido de hierro) en materiales adhesivos activados térmicamente permite iniciar a distancia el proceso de secado mediante la aplicación de un
campo electromagnetico en el rango de las microondas-radiofrecuencia (1-10GHz). Además, al culminar el proceso de secado del adhesivo en escalas de tiempo mas reducidas que losprocesos convencionales, se reduce el calentamiento indeseado de zonas adyacentes. Las aplicaciones de esta clase de tecnología podría ser en todas aquellas en las que se desee pegar dos piezas reduciendo los calentamientos indeseados de las zonas adyacentes, calentando localmente el pegamento, además cuando se desea disminuir el tiempo de secado de un adhesivo, con lo que se reducen valiosamente los procesos necesarios para completar la soldadura de piezas. Además las nano partículas absorben la radiación, calientan la matriz secando el pegamento.
(Imagen 4: SusTech GmbH & Co. KG Darmstadt). NANOTUBOS DE CARBONO Los "nanotubos de carbono", uno de los múltiples materiales creados por la nanotecnología, son el material más fuerte conocido por el hombre: mientras un cable de acero de alta resistencia de 0.56 milímetros de espesor puede soportar un peso de unos 102 Kg., un cable de nanotubos del mismo grosor puede soportar un peso de hasta 15.3 Toneladas. Se consideran 100 veces más fuertes y resistentes que el acero, y su peso es 1/6 de su peso. Además, conducen la electricidad mejor que el cobre y son buenos conductores de calor. Actualmente, todos los estudios de nanotecnología se enfocan en estos nanotubos .
Imagen 5. Nanotubos OTRAS APLIACIONES
Otro campo es el del acero para armaduras, modificado nano estructuralmente, con una resistencia a la corrosión similar a la de los aceros inoxidables, de menor costo y con propiedades mecánicas superiores a los aceros de alta resistencia. En la domótica generará un gran desarrollo con los nuevos nano sensores embebidos en las estructuras, que permitirá una monitorización continua y diagnóstico de su estado, además de los beneficios por eficiencia energética. Otra aplicación es las nanoestructuras activas que permitirán desarrollar cerámicas bioactivas, los cuales son materiales capaces de auto-repararse, como en el caso del asfalto y el propio hormigón, y materiales con memoria de forma. Fachadas auto limpiantes como acabados invisibles para piezas de acero inoxidable que eliminan manchas o huellas en la superficie. Hay algunas fachadas que se limpian solas con la luz o la humedad reduciendo así costos notables en cuanto al mantenimiento. Recubrimientos de grosor nanométrico que protegen el acero de la corrosión Identificación y reparación automática de brechas o agujeros en el asfalto. Sensores de vigilancia por si se presenta alguna anomalía o riesgo en las edificaciones. Auto arreglos de las barreras protectoras en las carreteras.
Proyecciones de la nanotecnología
Conclusiones
El uso de la nanotecnología se ha extendido a diversas industrias incluyendo la de la construcción donde sus aplicaciones pueden ofrecer múltiples aplicaciones, variadas posibilidades de uso y una revolución en la construcción actual. La nanotecnología ofrece un gran potencial para crear i nnovaciones radicales y de alto valor en la fabricación, propiedades y uso de los materiales de construcción, y la técnica de construcción. La nanotecnología en el área de la construcción es una gran ayuda al medio ambiente ya que ayuda a la reducción del uso de recursos naturales y de residuos en la elaboración de nano materiales, sin embargo no quiere decir que esta tecnología sea completamente ecológica. La nanotecnología involucra la aparición de nuevos materiales más ligeros, resistentes, con menor impacto ambiental e incluso autoadaptables e inteligentes, estos materiales pueden ser vidrios, hormigón, asfalto, materiales aislantes, entre otros.
Acerca de la nanotecnología en la Ingeniería Civil. engineer image by Vasiliy Koval from Fotolia.com La nanotecnología es la manipulación de la materia a escala "micro", a 100 nanómetros y menos, para construir las estructuras moleculares y atómicas para servir a un propósito en la escala normal. En la actualidad se limitan a la creación de nano-partículas y estructuras móviles muy simples, la nanotecnología se aplica en la ingeniería, la medicina y la informática. Laingeniería civil aplica estas tecnologías para la construcción y el diseño, tratando de mejorar laseguridad y la utilidad de las estr ucturas públicas. Otraspersonaseá stney lendo
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Los ingenieros civiles trabajan con el diseño, construcción y mantenimiento de las diferentes estructuras que hacen funcionar la civilización. Los caminos, puentes, canales, túneles, sistemas de tráfico, transporte público y otras estructuras que operan a gran escala están sujetas a las consideraciones especiales que requieren que los ingenieros tomen en cuenta de los terremo tos, los vientos, el movimiento masivo del público e incluso huelgas militares. Estos requisitos especiales dan múltiples aplicaciones a la nanotecnología, desde materiales de construcción sismorresistentes a materiales resistentes a los graffitis en el metro. Hiso trai
Los seres humanos han estado utilizando la nanotecnología sin darse cuenta de ello durante mucho tiempo, con los procesos de la metalurgia y la química con estructuras de escala "nano" para lograr sus efectos. A principios de 1900, Richard Zsigmondy hizo la investigación sobre diversas estructuras a escala nano y más tarde, el físico Richard Feynman dio una conferencia famosa llamada "Suficiente espacio en el fondo" que señala las diversas posibilidades inherentes a la manipulación de la materia a escala atómica. En la década de 1980, la invención del microscopio de efecto túnel dio lugar al inicio real de la nanotecnología, pronto seguida por los d escubrimientos de fullerenos y nanotubos de carbono, dos nano-partículas que forman la base de las aplicaciones actuales. En 2000, la Iniciativa Nacional de Nanotecnología fue fundada por el gobierno de Estados Unidos para dirigir y coordinar la investigación en nanotecnología.
Usos
Las nano-partículas se utilizan para reforzar los materiales de construcción y hacerlos más flexibles, por lo tanto resistente a golpes e impactos. La investigación está tratando de desarrollar otras aplicaciones.
Tipos
Hay dos enfoques para la nanotecnología; operan desde los extremos opuestos del pr oblema. Los enfoques descendentes construyen estructuras a una escala de fácil acceso que luego construyen estructuras más pequeñas. Las técnicas ascendentes utilizan procesos para inducir la formación de estructuras útiles en la escala deseada, que puede a su vez, conducir a la formación de otras estructuras a escalas más grandes. En teoría, estos enfoques son escalables y repetibles, lo que significa que se pueden aplicar repetidamente a escalas pequeñas o más grandes. Sin embargo, existen limitaciones debido a los diferentes efectos de la física a escal as diferentes.
Teoa reís/peculacóin
La aplicación de una nanotecnología robusta a la ingeniería civil es uno de los objetivos a largo plazo de la ciencia. A través de la fabricación de los robots auto-replicantes nanotecnológicos que a su vez pueden manipular la materia a escala atómica, los edificios podrían ser "construidos" de una pila de materiales, las superficies pudieran limpiarse mediante el reciclaje de basura y el smog se podría convertir en oxígeno. Los puentes y otras grandes estructuras sujetas a los efectos de resonancia debido a los vientos o terremotos pudieran alterar su propia estructura de forma inteligente para adaptarse a los impactos. Los baches pudieran "curarse" a sí mismos.
Consd ierao cines
Utilizar la nanotecnología en la ingeniería civil expone a la población en general y a todo el entorno a las nano-partículas y, si el desarrollo futuro va como se espera, a las nano-máquinas. Las preocupaciones sobre los efectos de las nanopartículas de plata para matar la s bacterias necesarias para el ecosistema se han presentado para justificar la regulación.
LA NANOTECNOLOGIA EN LA INGENIERIA CIVIL La palabra “nanotecnología” es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas “nanos” que
permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. Nano es un prefijo griego que indica una medida (10 -9 = 0,000 000 001), no un objeto; de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinario, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman. Aunque su uso se conoce más en el área de la tecnología (procesadores), los rápidos avances que está experimentando la nanotecnología en todas sus dimensiones también son de aplicación en los procesos constructivos de la ingeniería civil Los más destacados serían «los materiales inteligentes», que puedan comportarse como sistemas vivos, de forma que sean capaces de llevar a cabo una función de actuación. Y aunque pareciera algo todavía muy distante, ya se cuentan con materiales de construcción de alto rendimiento, como una muy alta resistencia, durabilidad, comportamiento térmico y acústico Una de las áreas en la que mas se ha avanzado, es sin lugar a duda, en materiales para recubrir diversos tipos de superficies mejorando el comportamiento de las mismas, incrementando drásticamente su vida útil y reduciendo de forma considerables lo gastos de mantenimiento. En este sentido tenemos diversos materiales disponibles para este tipo de aplicaciones, por ejemplo:
HORMIGÓN ELABORADO Y LA NANOTECNOLOGIA OPORTUNIDADES DE INVESTIGACIÓN
Este artículo revisa el estado del campo de la nanotecnología en el hormigón . Las definiciones de la nanotecnología , incluyendo la nanociencia y la nano-ingeniería en concreto , se proporcionan. El impacto de los recientes avances en la instrumentación y la ciencia computacional de materiales y su uso en concreto la investigación se discute. Los recientes avances en nano-ingeniería y nanomodification de cemento a base de materiales se presenta.
¿Qué es la nanotecnología? Hay numerosas introducciones a la nanotecnología está disponible en Internet, pero todavía es difícil de entender exactamente lo que es. Por definición, la nanotecnología es la ciencia de la microingeniería. Microtécnica es la ciencia de la ingeniería que se ocupa de la manipulación de partículas si estas partículas son menores de 100 nanómetros. Manipulación atómica y molecular, es el núcleo esencial de la nanotecnología. Esta ciencia se utiliza para crear partículas aplicables. La nanotecnología es una de las áreas de investigación más activos que comprenden un número de disciplinas como la ingeniería civil y materiales de construcción. Los campos más activos son: electrónica, la biomecánica y revestimientos. El interés en el concepto de nanotecnología para cemento portland compuestos está creciendo constantemente. En la actualidad, los más activos campos de investigación. Tratar con el cemento y el concreto son: la comprensión de la hidratación de las partículas de cemento y el uso de ingredientes de tamaño nano-tales como alúmina y partículas de sílice. Hay también un número limitado de las investigaciones relacionadas con la fabricación de nano-cemento. Si el cemento, con el tamaño de nano-partículas pueden ser fabricados y procesados, se abrirá un gran número de oportunidades en los ámbitos de la cerámica, compuestos de alta resistencia y electrónicos, aplicaciones. Esto elevará el estatus de cemento portland a un material de alta tecnología . Además de su estado actual del material de construcción más ampliamente utilizado. Muy pocos materiales inorgánicos de cementación puede igualar las capacidades de cemento portland en términos de costo y disponibilidad. El objetivo principal de este trabajo es describir la investigación prometedora áreas. Información básica sobre la investigación en nanotecnología, estado del arte sobre el uso de de esta tecnología en concreto, oportunidades y desafíos que se discuten.
Palabras clave: nano cemento portland, de carbono, nano-tubos, materiales compuestos ext. Cualquier introducción a la nanotecnología, es probable que sea un poco difícil de entender en un nivel racional para aquellos que gustan de hacer frente en el hormigón. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que se puede visualizar el hormigón de los resultados de la manipulación de partículas. A menudo son los fundamentos de nuestros materiales de uso cotidiano.
La nanotecnología es un campo de investigación muy activa y tiene aplicaciones en diversas áreas. Actualmente esta tecnología está siendo utilizada para la creación de nuevos materiales, dispositivos y sistemas a nivel molecular, nano-y micro-nivel [1-8]. Varias agencias del gobierno en el Estados Unidos de América apoyan la nanotecnología superior a mil millones de dólares por años. National Science Foundation (NSF) es uno de los participantes activos con un importante porcentaje de financiación de la investigación . A partir de 2007, hay más de 700 proyectos de investigación activos apoyados por la NSF. La objetivo principal de este trabajo es presentar las posibilidades de utilizar la nanotecnología para cemento portland basado en materiales compuestos, incluyendo nano y micro-hormigón. El cemento Portland es el material de construcción más común y ampliamente utilizado y su la producción actual se estima en 6 mil millones de metros cúbicos por año [18]. La mayor ventajas de este material son: disponibilidad de materias primas para la producción de todo el mundo, bajo costo, el ajuste de temperatura ambiente, la facilidad de construcción, fácilmente disponible propiedades y datos de rendimiento para el diseño y la construcción. Además de hoy en día el hormigón tiene un registro muy buen desempeño durante un período de más de 175 años. El cemento Portland se utiliza típicamente como materiales de cementación con agregados finos y gruesos para crear productos que sean unos pocos milímetros a varios metros de espesor. El tamaño medio del cemento Porland: una partícula de cemento es de aproximadamente 50 micras El tamaño de una partícula nano con un tamaño máximo de partícula de aproximadamente 5 se utilizan [10],el 90 % Por lo tanto el tamaño de partícula tiene que ser reducido por un orden de magnitud a obtención de nano-cemento portland. Si estas partículas de nano-cemento puede ser procesada con los nanotubos y los reactivos de tamaño nano-partículas de sílice; conductor, fuerte, resistente y sala de temperatura de cerámica elaborados se pueden desarrollar, tanto para aplicaciones electrónicas y recubrimientos. Como el carbón se oxida a temperatura ambiente temperaturas superiores a 400 ° C, procesamiento será de gran ayuda para conservar las propiedades mecánicas de los nanotubos de carbono. la mayoría de la cerámicas se procesan a temperaturas mucho más altas que 400 ° C, las fibras de carbono., No puede utilizar con estos procesos. En el nivel micro, también hay una analogía muy buena relación entre hormigón armado y compuestos de fibra. Las lecciones aprendidas en el hormigón reforzado con fibra también puede ser eficaz compuestos utilizados para hacer uso en obras de hormigón armado que contiene 0,5% de fibras de acero están siendo utilizados en la construcción real. La mejora de las propiedades proporcionadas por esta 0,5% de fibras de acero a la matriz de concreto no son muy diferentes de la mejora proporcionada por el 0,5% de nano-tubos de carbono en materiales compuestos de alto rendimiento [9-10]. Nótese que fibras de carbono para proporcionar una mejora tanto mecánica y propiedades eléctricas.
2. DEFINICIÓN DE NANO-CONCRETO Para discusiones presentados en este documento, nano-hormigón se define como un hormigón hecho con partículas de cemento portland que son menos de 500 nanómetros como el agente de cementación. Actualmente los tamaños de partículas de cemento variar desde unos pocos nano-metros a un máximo de about100 micrómetros. En el caso de las micro-cemento el tamaño medio de partícula se reduce a 5 micro metros. Una orden de magnitud de la reducción es necesaria para producir nano-cemento.
3. ¿ES NECESARIA PARA NANO-CONCRETO? Los autores creen que la respuesta es sí. Ciertas propiedades únicas de cemento portland tales como: sala de procesamiento de la temperatura, baja contracción, resistencia a la temperatura de hasta 600 ° C, la compatibilidad con un número de tipos de fibras, incluyendo fibras de carbono, la capacidad de reacción disponibles en la actualidad con nano-materiales, tales como la nano-sílice y características no tóxicas pueden ser utilizados eficazmente para crear productos únicos. También se puede moldear a complejo formas, el calor curados y recubierto con otros nanomateriales. Si procesable nano-cemento se sintetiza, micro-metros de placas gruesas y otras formas tales como los cilindros pueden ser fabricados para diversas aplicaciones, incluidas la electrónica componentes y sensores de alta temperatura. Carbono de nano-tubos puede ser utilizado tanto para el fortalecimiento y la creación de circuitos eléctricos. Otra aplicación importante es en gran volumen el área de los recubrimientos. Actuales de cemento Portland a base de recubrimientos no son populares porque necesitan ser añadidos gruesos y el polímero se necesitan para mejorar la adhesión. Nano-cemento creará un nuevo paradigma en este campo de aplicación. Grietas cubiertas libres será una realidad en lugar de un sueño. 4. ESTADO DE LA TÉCNICA 4,1. Hormigón y Nanotecnología Se puede afirmar que el hormigón utiliza la nanotecnología, ya que contiene las nanopartículas como ingredientes, como las partículas de agua nano-nano y vacíos de aire. Sin embargo, para reclamar el uso de la nanotecnología, tenemos que ser capaces de controlar la cantidad y los lugares de estas nano-ingredientes dentro de los productos finales. Las escalas de los distintos materiales que constituyen hormigón se muestran en la figura. 1. Si somos capaces de crear herramientas de químicos o mecánicos para controlar escala nano-poros y la colocación de productos de hidratación silicato de calcio luego de concreto se convierte en un producto de la nanotecnología
Fig. 1: Escalas de los diferentes componentes de hormigón y una aplicación típica [7
Las actividades actuales de investigación de la nanotecnología en concreto son: la caracterización de hidratación del cemento, la influencia de la adición de sílice de nano-tamaño de hormigón, la síntesis de cemento con nano-partículas y recubrimientos (que contienen nano-partículas de tamaño) se aplica a proteger el concreto. Estas actividades se describen brevemente en las secciones siguientes. 4,2. Cemento Reactividad nanoestructura Una de las actividades de investigación en colaboración con el apoyo de Federal Highway Administration (FHWA) y la NSF está llevando a cabo en la Universidad de Connecticut para estudiar la hidratación del cemento en un nano-escala de nivel. En este estudio los científicos estadounidenses y alemanes están utilizando resonancia nuclear análisis de reacción (NRRA) para investigar lo que ocurre en la superficie del cemento partícula como hidrata. Un haz de átomos de nitrógeno se usa para sondar un grano de cemento reaccionar para localizar los átomos de hidrógeno, un componente necesario de agua, o subproductos de reacción. Localización de estos átomos de hidrógeno se utilizan para crear un perfil de profundidad de hidrógeno, que muestra la tasa de penetración del agua, así como la disposición de las capas superficiales diferentes formado durante la reacción. Los investigadores identificaron cuatro componentes que están activos durante la hidratación del cemento, la figura. 2. La siguiente sección se ofrece un breve resumen de sus observaciones. El 20 nanómetros de espesor semipermeable capa superficial permite que el agua entre los granos de cemento y se filtra hacia fuera los iones de calcio. Los iones más grandes de silicato en el cemento están atrapados detrás de esta capa. A medida que la reacción continúa, un gel de silicato se forma allí, causando hinchazón dentro del cementar grano. Esto conduce a la descomposición eventual de la capa más externa. La superficie desintegración libera entonces acumulado en la solución de silicato circundante. la silicato reacciona con iones de calcio para formar un gel de hidrato de silicato de calcio, que se une consolidar los granos y se establecen el hormigón.
La evolución del perfil de hidrógeno se muestra el momento de la ruptura de la capa superficial.
Esta información puede utilizarse para estudiar el proceso de fraguado del hormigón como una función del tiempo, temperatura, la química del cemento, y otros factores. Por ejemplo, los investigadores utilizaron NRRA para determinar que en el cemento hidratante a 30 ° C (86 ° F); la ruptura se produce en 1,5 horas [7]. 4,3. Nano-Scale Humo de sílice para mejorar el desempeño de hormigón Ultra-fino de sílice coloidal amorfo se encontró que era mucho más eficaz que micras sílice de tamaño para mejorar el rendimiento, tales como la permeabilidad y, posteriormente, duración [5]. Además, la cantidad reducida de aproximadamente 15 a 20 kg de nano-sílice se encontró para proporcionar una resistencia igual a 60 kg de sílice ordinario o micro. 4,4. Álcali-silicato de reacción (ASR) Estudios ASR resultados en la formación de gel de álcali / sílice, que se expande y causa significativa daños materiales. El gel se forma debido a la reacción entre los álcalis de cemento y una forma reactiva de sílice de los agregados o adiciones complementarias. FHWA investigadores está utilizando la dispersión de neutrones y espectroscopía de aniquilación de positrones para medir la escala nanométrica cambios en la microestructura de gel como una función de la química de gel, la temperatura y relativa humedad [7]. 4,5. Fly Ash Caracterización Reactividad FHWA también está financiando un estudio de investigación para examinar las interacciones entre las cenizas volantes y cemento portland gel de nano-estructura. Pequeña ángulo de dispersión de neutrones está siendo utilizado para cuantificar los cambios en un nano-escala como una función del tiempo y la composición de cenizas volantes. 4.6 Cinética de hidratación del cemento Los métodos analíticos convencionales no son capaces de ofrecer un modelo preciso de la tasa de reacción del cemento con el agua como una función de la relación de la temperatura, agua / cemento, y el grano tamaño debido a que las reacciones tienen lugar en los poros de nano-escala de la gel de cemento. Por lo tanto, científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), el Centro para el frío La Investigación de Neutrones y la FHWA están utilizando métodos de dispersión de neutrones para medir los movimientos y las reacciones de agua a una escala nanométrica. Este estudio se espera que para explicar los efectos de la varios factores sobre la tasa de desarrollo de fractal de cemento de la estructura a escala nanométrica. 4.7 Síntesis de cemento utilizando nano-partículas En un proyecto apoyado por la National Science Foundation, se ha sintetizado la componentes del cemento portland tipo I con nano-partículas y se comparó su
propiedades con el de cemento comercial. La microscopía de barrido el ectrónico (SEM) y difracción de Rayos X (DRX) equipos se utilizaron para evaluar la morfología y la estructura desintetizado silicato tricálcico (C3S) componentes. Conglomeradas con nano-partículas con estructuras cristalinas que contiene como las cantidades de tri -y di-silicato cálcico compuestos así como óxido de cobre se encuentra presente en el cemento sintetizada. Pruebas de hidratación indicó que el nano-cemento tenía una velocidad de hidratación más rápida que el cemento portland Tipos I y III. Resistencia a la compresión del cemento sintetizado utilizando nano -partículas fue encontrado que ser menor que la de cemento Portland ordinario. Los autores atribuyen este reducción a un número de factores que incluyen: la agregación de partículas, la hidratación rápida, una alta agua a cemento, y la falta de yeso [14]. 4,8. Nanotubos de carbono Como el carbón nano-tubos tienen un excelente potencial para su uso en compuestos de cemento, básico propiedades mecánicas de estos tubos se presentan en las siguientes secciones [4-6]. Más detalles se pueden encontrar en la referencia 4. 4.8.1. Descripción General Producen grandes cantidades de nano-tubos. Estos tubos fueron las estructuras de varias capas. Una sola capa de nano-tubo fue sintetizado en 1993 por la adición de metales tales como cobalto a grafito electrodos. En 1996, el grupo de Smalley en Texas, EE.UU. ha desarrollado un método que dio lugar a un alto rendimiento de solo tubos de paredes con diámetros inusualmente uniformes. Estos tubos uniformes tenía una tendencia a formar paquetes alineados en comparación con los preparados utilizando arcevaporation. El paquete de nano-tubos se refiere a veces como nano "cuerdas". Otras formas de nano-tubos de carbono son: nano-cuernos, tubos de ensayo de nano-y nanofibras-. Nano-cuernos son conos de carbono de pared única con notable y adsorción catalítica propiedades. Ellos tienen un excelente potencial para su uso en pilas de combustible. Tubos de ensayo tienen Nano potencial para su uso en un número de aplicaciones, incluyendo campos de la medicina. Estos tubos pueden ser llena de materiales que incluyen moléculas biológicas. Las nano-fibras podría convertirse en el fibras de carbono en última instancia, debido a su muy alta resistencia, rigidez, relación de aspecto y pureza. Una sola capa de nano-tubo puede ser considerado como el perfecto cilindro de pared delgada debido a la uniformidad en el espesor, la geometría precisa y el comportamiento lineal material elástico. La desafío es a prueba de ellos para obtener propiedades de resistencia, rigidez y estabilidad. Un número de técnicas están siendo desarrollados para utilizar dispositivos electromecánicos para inducir la fuerza y miden las respuestas. Las fuerzas se miden en Newtons nano y son los desplazamientos mide en fracciones de metros nano. Las propiedades estructurales de pared única (single
capas) de varios tubos, tubos de paredes y tubos de pared simple paquetes son necesarios para la efectiva la utilización de estos materiales en aplicaciones electrónicas y bio y el desarrollo de nano / micro compuestos. Las siguientes secciones proporcionan información básica sobre dimensiones geométricas y las propiedades mecánicas de los nanotubos de carbono. Dado que este es unárea de investigación muy activa, se advierte al lector para referirse a las últimas publicaciones hasta la fecha información. 4.8.2. Dimensiones de los nanotubos de carbono Los primeros nano-tubos descubiertos eran de varios tubos de pared [11]. Electrónica de transmisión estudios de microscopía indican que estos tubos parecen proyectiles anidados con una capa intermedia espaciamiento de aproximadamente 0,34 nm. El diámetro equivalente de los tubos está en el intervalo de 10 a 50 nm. La longitud típica varía de 100 a 1000 nm. Tubo de una sola capa tiene una mucho más pequeña diámetro (1 a 3 nm) y longitud (aproximadamente 300 nm). Los tubos de una sola capa a menudo son fabricado en "cuerda" o forma "paquete", donde muchos tubos individuales se closepacked en paralelo. 4.8.3. Propiedades mecánicas de los nanotubos La información básica necesaria para el análisis son el módulo de elasticidad, tensióndeformación del comportamiento, recargar la capacidad de compresión y tensión, módulo de corte y fortalezas en las diversas modos. Estos valores se pueden obtener utilizando cualquiera de las técnicas experimentales o teóricos formulaciones. Las pequeñas dimensiones de los tubos de imponer un enorme desafío para estudio experimental. Varios tipos de microscopios de alta resolución con la reciente desarrollos innovadores en el ámbito de la manipulación de nano han ayudado a obtener los resultados cuantitativos. Sin embargo, las cifras reportadas en los puntos fuertes y los valores de módulo varían ampliamente. Los valores del módulo informó rango 270 a 3600 GPa. Teórico predicciones indican que el módulo puede ser tan alta como 5000 GPa. Típica de tensióndeformación parcelas informaron dos investigadores se muestran en la figura. 3 [10]. Las tensiones se estimaron suponiendo un espesor uniforme de 0,34 nm para el único tubo. Las cepas son reportados cepas de ingeniería. En el modo de tensión, la cepa informó en el fracaso es tan alto como 12% y variar las f uerzas 10 a 63 GPa. Los puntos fuertes de cuerdas muy largas (aproximadamente 2 mm) se encontró que en el rango de 1,72 ± 0,64 GPa [12]. 4,9. Nano Composites Nano-tubos se puede utilizar para fabricar materiales compuestos de fibra que puede heredan algunos de los excelentes propiedades de los nanotubos. Por ejemplo, nano-tubos de carbono se pueden mezclar
con alumino-silicatos para producir obleas muy delgadas que son muy fuertes y altamente conductora. El compuesto también puede ser utilizado como un resistente, duradero temperatura, alta y recubrimiento de baja fricción. Actuales alumino-silicato formulaciones consisten en partículas de sílice en el intervalo de 50 a 100 nm [8]. Es posible perfeccionar el proceso para reducir al máximo tamaño de las partículas en la matriz de 5 o 10 nm. Estas matrices pueden ser reforzadas con tan bajo como 0,5% de nano-tubos y aún así producir una fuerza extraordinaria y la conductividad eléctrica mejoras.
Tensión-deformación de las relaciones de los nano-tubos [11] Los investigadores del NIST y la Universidad de Pensilvania han sido la construcción de nanoarcilla llena polímeros que pueden mejorar la resistencia al fuego, así como propiedades mecánicas [15]. metal de óxido de las nano-partículas también se han utilizado en recubrimientos para la protección de la luz UV, selfdisinfecting superficies, células solares, productos de limpieza del aire interior, etc Otros nanocompuestos han desempeño estructural superior. 4.10. Nano sensores para estructuras de hormigón La viabilidad de Cyberliths o agregados inteligentes, como los sensores inalámbricos incrustados en concreta que se está evaluando [16]. En el futuro estos sensores micro podría ser reducido a polvo de tamaño de partícula, con la capacidad para revestir un puente completo con polvo inteligente para óptima la capacidad de vigilancia a través de una red de sensores inteligentes. Estos sensores se pueden utilizar de forma remota controlar el estado del hormigón y el refuerzo sin dañar las estructuras. 5. Conceptos fundamentales de hidratación del cemento Relacionados con la nanotecnología-CEMENTO Una gran base de conocimiento y en profundidad se ha desarrollado en relación con el comportamiento de los concreta en los últimos 150 años [8]. Posibles problemas relacionados con las partículas de cemento de tamaño nanose discuten en esta sección. La cuestión primera y principal es la síntesis de nano-cemento. como se mencionó anteriormente el tamaño de partícula t iene que ser reducido por un orden de magnitud. posibleavenidas son la síntesis química y la separación de las partículas de nanotamaño de cemento micro utilizando medios mecánicos. Se han hecho intentos en los dos f rentes pero publicada información no está disponible en la literatura abierta. La segunda cuestión importante es la estructura de cemento hidratado. El calor de hidratación y las técnicas de fabricación están relacionados con este área temática. Los siguientes hechos que hemos aprendido de cemento hidratación jugará un papel importante en la comprensión de la hidratación del nano-pasta de cemento:
• Un milímetro cúbico de cemento, ocupa alrededor de 2 mm cúbicos de espacio después de la
completa hidratación. • Tres componentes principales sólidas de cemento hidratado pasta son: silicato de calcio
Hidratado (CSH), los cristales de hidróxido de calcio (CH o portlandita) y calcio Sulfo-aluminatos (CS o etringita). CSH ocupa aproximadamente 50 a 60 por ciento del volumen donde como CH y CS ocupa el 20 al 25 por ciento y 15 a 20 por ciento respectivamente. • El tamaño de la hoja de CSH es menor que 2 nm y variar el espacio entre las hojas
de 0,5 a 2,5 nm. La agregación de las partículas de CSH cristalinas mal podría ocupar 1 a 100 nm. Inter-partícula espaciado dentro de una agregación variar de 0,5 a 3 nm. • CSH tiene una gran área superficial (100 a 700 metros
2 / G) y la fuerza de este material es atribuidos a fuerzas de van der Waals. • productos CH son típicamente grandes con una anchura de aproximadamente 1000 nm. • CS tiene la aguja y el tipo de estructura es inestable. • pasta de cemento hidratado puede contener agua adsorbida. Hasta seis capas moleculares de
agua, alrededor de 1,5 nm de espesor puede ser considerado por enlaces de hidrógeno. Mayor parte de este agua se puede eliminar por secado a 30 por ciento de humedad relativa. • Tamaño de huecos capilares variar de 10 a 1000 nm. Sin embargo, en pasta bien hidratado
con una baja relación agua-cemento el tamaño de poro es típicamente inferior a 100 nm. • Los cristales hexagonales CSH Pequeños, hidratos de aluminato de calcio y sulf o calcio
aluminatos poseer grandes áreas de superficie y capacidad adhesiva. También se adhieren a ONU-hidratados granos de cemento y las partículas de agregado. • Los resultados de la reacción puzolánica en la reducción de los vacíos capilares y la sustitución
de calcio hidróxido con CSH. • El calor de hidratación está fuertemente influenciada por el tamaño de las partículas de
cemento. Blaine de de cemento varía de 320 m 2 Por kg de cemento normal, a 900 m 2 Por kg de ultra alta temprana fuerza cemento. • C3A genera más calor y C2S genera la menor cantidad de calor. • El calor de hidratación tiene dos picos, uno se produce durante la etapa de disolución y el
segundos se produce durante la formación de compuestos. • Zona de hidratación activa es de unos 2000 nm de espesor, [fig. 2]. • De los dos mecanismos de hidratación a través de solución de hidrataci ón es más adecuado
de nano-cementos. En este mecanismo, la disolución completa de anhidro compuestos a sus constituyentes iónicos y la precipitación final de los hidratos son supone que tendrán lugar. Perumalsamy Balaguru y Chong Ken 25 • Aluminatos hidrato mucho más rápido que los silicatos. Los silicatos, que constituyen alrededor del 75
por ciento de cemento, desempeñan un papel preponderante en el desarrollo de la fuerza. 5,1. Rendimiento posible y las técnicas de fabricación Una revisión cuidadosa de los hechos antes mencionados y cifras sobre el cemento portland se puede utilizar prever la realización de nano-cemento: • Independientemente del modo de fabricación, el contenido de yeso ti ene que ser
diseñado para controlar el calor de hidratación y desarrollo de la fuerza. • Es posible mezclar de carbono de nano-haces de tubos en nano-lechada de cemento. Por cierto aplicaciones bigotes de carbono incluso regulares pueden ser utilizados. • Sólo de tamaño nano-puzolanas y cargas debe ser utilizado para materiales compuestos de nano-cemento. Nótese que el óxido de humo de sílice y titanio están fácilmente disponibles en nano -tamaños. • Las técnicas utilizadas para la fabricación de hojas de cemento de amianto puede ser utilizado
para fabricar micro-medidor de espesor de cemento de carbono-hojas. Técnica de f iltrado de amianto fabricación hoja tiene que ser combinada con la técnica de vacío utilizado ensacado para la fabricación de componentes estructurales de aeronaves. 5,2. Preguntas Fundamentales Algunas de las preguntas fundamentales que necesitan ser contestadas son: • ¿Es la influencia de la relación agua-cemento para la misma nano-cemento? • ¿La fuerza y la capacidad de deformación siguen siendo lo mismo? • ¿Es posible el uso de nano-fibras metálicas? • ¿Será posible que se seque proceso de la mezcla de cemento-relleno de fibra y la cura con vapor impregnación? 6. ALGUNAS OPORTUNIDADES Y DESAFÍOS 6,1. Compuestos de cemento Si el cemento portland se pueden formular con partículas de cemento de tamaño nano-, se abrirá un gran número de oportunidades. Por ejemplo, el cemento puede ser utilizado como un inorgánico adhesivo con fibras de carbono. En la actualidad las partículas de tamaño micrométrico de cemento no son conducentes para su uso con fibras de carbono 7 micras de diámetro. El cemento no sólo será más económico que los polímeros orgánicos, pero también será resistente al f uego. Además, no se emiten los compuestos orgánicos volátiles (COV) y los materiales compuestos se puede unir a los padres sustrato de hormigón utilizando un adhesivo compatible. También será muy competitivo con actuales compuestos inorgánicos debido a que tienen que ser procesados a alta temperatura. Una serie de investigaciones han llevado a cabo para el desarrollo de hormigón inteligente utilizando fibras de carbono [17]. Esto se convertirá en una realidad con nano-cemento, porque de nanocarbón tubos son mucho más eficaces que las fibras de carbono. El espesor del material compuesto puede ser reducirse a micras y flexible, por tanto y compuesto de cemento inteligente puede ser fabricado. El reto principal es la fabricación de nano-tamaño de las partículas de cemento. Química de vapor
deposición se muestra prometedor [14]. Otra vía es de alta tecnología de molienda. El segundo reto es el calor de hidratación. Especiales aditivos orgánicos e inorgánicos se deben desarrollar a controlar la configuración y el calor de hidratación. A pesar de que esto es una aventura arriesgada y difícil, los autores creen que el riesgo vale la pena tomar. 6,2. Recubrimientos para Concreto Los revestimientos se utilizan habitualmente como barreras de protección contra la abrasión, ataque químico, hidrotermales y variaciones para mejorar la estética. Actualmente, la mayoría de estos recubrimientos son en el rango micrométrico. Nuevos materiales y técnicas se están desarrollando para el desarrollo nano-metros revestimientos gruesos que son duraderos y generan menos calor debido a la fricción reducida. Recubrimientos podría ser de auto-limpieza y auto-curación. En la mayoría de los casos, el rendimiento de estos recubrimientos se evaluó utilizando técnicas experimentales. Los principales parámetros evaluados son: la durabilidad de los recubrimientos bajo condiciones de exposición diferentes resistencia a la abrasión, la fricción resistencia, resistencia a altas temperaturas y características eléctricas. El rendimiento del (Revestimiento) película y la interfaz entre la película y el material matriz jugar importante papel en la durabilidad general del sistema. Los autores creen que los modelos analíticos son necesaria para predecir el rendimiento de diversos tipos de recubrimientos, por lo que el diseño óptimo enfoques pueden ser desarrolladas. Los modelos podrían llegar a ser bastante complejo debido a la interacción de la capa de película con el material matriz a través de la interfaz. Para la mayoría casos, las propiedades mecánicas de las superficies de matrices y algunas del recubrimiento disponible materiales son conocidos. Pero se sabe muy poco sobre el rendimiento de la interfaz bajo fuerzas mecánicas, higrotérmico y magnéticos. Para el recubrimientos nano, el propiedades de los propios recubrimientos necesita investigación. Recubrimientos quebradizas por lo general fracasan por el agrietamiento, delaminación y desprendimiento en lugar de usar " a cabo ". Robustos modelos analíticos son necesarios para predecir la iniciación y crecimiento de grietas y su contribución a la degradación final. Creemos que la base de conocimientos desarrollado para analizar las estructuras de paredes delgadas pueden ser utilizados eficazmente para desarrollar el anteriores modelos analíticos. La mayoría de los revestimientos existentes tienden a acumular suciedad la reducción de la estética. Los materiales depositados también degradan la superficie padre con el tiempo. Revestimientos con un nano-escala de la rugosidad que repelen el agua y la suciedad, el modelo de la
recubrimiento de la hoja de loto se están creando. La hoja de loto tiene una capacidad extraordinaria para mantener se limpie y seque. Ahora la nanotecnología se utiliza para imitar la superficie de la hoja de loto y crear nuevos productos que superan a los actuales palo sin productos. Típicamente, en un superficie hidrófoba o repelente al agua, las partículas de suciedad se eliminan por el agua en movimiento. Pero en una superficie de Lotus simulado, las partículas de suciedad se recogen por las gotas de agua y se enjuagó apagado. Fig. La Figura 4 muestra las propiedades de auto-limpieza de un revestimiento hecho con nano-partículas. Puede ser visto que la superficie recubierta es totalmente libre de molde que está presente adyacente a la cubierta la superficie [13]. CONCLUSIONES Grandes cantidades de los fondos y un gran esfuerzo están siendo utilizados para desarrollar la nanotecnología. Incluso aunque el cemento y el hormigón puede constituir sólo una pequeña parte de este esfuerzo general, la investigación en esta área podría pagar dividendos enormes en las áreas de tecnología los avances y beneficios económicos. Los esfuerzos actuales se centran en la comprensión de las partículas de hidratación del cemento, de nano-tamaño de sílice y sensores. Oportunidad única para el desarrollo de nano-cemento que puede conducir las principales contribuciones de larga data.
