علم نانو و مهندسی نانو که گاهی با عبارت نانو بتن يا نانو در بتن بیان می‌شوند، عناوینی هستند که برای توصیف مسیر تحقیقات نانو تکنولوژی در بتن استفاده می‌شوند.
بتن از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. این ماده مصنوعی بیشترین تولید سالیانه را دارد. همچنان می‌توان مصالح سیمانی و بتنی را از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی دانست؛ بنابراین بتن مانند موتور صنعت ساختمان می‌باشد. متخصصان پیوسته در حال انجام آزمایش بر روی کیفیت روزافزون این مصالح هستند. با شناخت ساختار نانو مقیاس می‌توان دریافت که دلیل خزش بتن در مقیاس‌های مختلف چیست و حتی دیگر ویژگی‌های بتن را می‌توان به کمک تفحص در مقیاس نانو درک کرد.
با اینکه فناوری نانو اندکی دیر به قلمرو بتن وارد شد این تأخیر را می‌توان به دو عامل نسبت داد. یکی نداشتن درک و دانش کامل از ترکیبات شیمیایی و فیزیکی بتن دیگری نحوه بهبود و ارتقای کیفی در ماده‌ای مانند بتن که ماده‌ای مایع و جامد است. با آمدن نگرشهایی که بر پایه نانو فناوری است، پتانسیلی برای مصالح شناسان فراهم شد تا بتوانند به تغییرات اساسی در ساختار این مواد به وجود آورند. می‌توان گفت همه ویژگی‌های بتن و دیگر مصالح پایه سیمانی، ناشی از فرایند هیدراسیون آن است درک بهتر رفتار و ساختار بتن در مقیاس نانو به ما کمک خواهد کرد تا ویژگی مطلوب بتن بهبود یابد. افزایش دوام، کاهش شکنندگی (تردی)، افزایش مقاومت کششی خاصیتهایی هستند که می‌توان با افزودنی‌های خاص آن‌ها رابرای بتن بدست آورد. افزودن مواد نانو به سیمان ویژگی‌های عملکردی آن را افزایش می‌دهد. مثلاً نانو سیلیس‌ها می‌تواند به نحو مطلوبی بر مقاومت فشاری بتن تأثیر بگذارد. علاوه بر این می‌توان با افزودن مقادیر ناچیزی از نانو لوله‌ای کربنی، سبب افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن شد. ترک خوردگی یکی از مهم‌ترین عواملی است که باعث نگرانی مهندسان در سازه بتنی می‌باشد. بااستفاده از پلیمرهای معالج بتن اثر ترک خوردگی را می‌توان کمتر کرد که شامل کپسول‌های ریز متشکل از عامل درمانی بتن و ماده محرک شیمیایی است در صورت ایجاد ترک این ماده آزاد شده و با ماده محرک تماس پیدا می‌کند.
یکی از عواملی که روش‌های سنتی ساختار خمیر سیمان را منسوخ می‌کند فقدان نظم بلوری در این ماده است. دانشمندان توانسته‌اند شفافیتی بیشتر از ساختار اتمی آب سیمان را به تصویر بکشند. روشن‌ترین مسیری که در استفاده از نانو مواد در کیفیت بتن وجود دارد در مراحل تولید بتن یعنی ایجاد روش‌های آسان در فرایند ساخت و هم چنین ویژگی نهایی بتن سخت شده است. اصولاً اصلاح سنتی از ضعف‌های بتن با تضعیف ویژگی مثبت دیگری توأم بوده واستفاده از افزودنی در بتن دارای اشکالاتی می‌باشد اما فناوری نانو مزیت‌های بیشتری را به بتن اضافه می‌کند و می‌توان بتن را هم چنین در سطح بهترین و بالاترین و با کیفیت‌ترین مصالح در نظر گرفت.
افزودن نانو ذرات سیلیس به مصالح پایه سیمانی از تضعیف واکنش اصلی در ان می‌کاهد و هم چنین از حجم حفره‌هایی که پس از سخت شدن می‌توانند در محلی تجمع کنند را کم می‌کند و به این ترتیب بر دوام بتن می‌افزاید. نانو سیلیکا که به عنوان مواد افزودنی به بتن اضافه می گردد، باعث جلوگیری از جداشدن سنگدانه‌ها در بتن خود متراکم شونده ودوام بتن سخت شده می‌شود. یکی دیگر از نانو ذرات که سبب ارتقای ویژگی بتن می‌شود، دی‌اکسید تیتانیوم است که این ماده به دلیل ویژگی‌های استریل‌کننده و واکنش‌پذیری کاتالیتیک قوی در سیمان، رنگ و شیشه‌های پنجره نیز استفاده می‌شود و به دلیل رنگ سفید آن به شکل بارزی نسبت به رنگ بتن مورد توجه قرار می‌گیرد. به‌طور کلی نانو ذرات به عنوان مراکز کریستال‌سازی عمل کرده که این ابعاد ریز نانو ذرات باعث می‌شود تا بتوان راحت‌تر حفره‌ها و فضاهای خالی را پر کند و به عنوان پرکننده تأثیر بیشتری بر خلل و فرج و چسبندگی بهتر بین خمیر سیمان و سنگدانه بر جای بگذارد و مقاومت فشاری آن را ارتقاء می‌دهد.
فاصله
فاصله
