나노기술은 시멘트 및 콘크리트 시스템의 현대적 역량을 넘어 건설 자재 성능을 한 단계 끌어올립니다.
NANOARC의 건설 자재 보강 부문은 Quantum Concrete(QuantCreteTM)의 설계 및 제조를 전문으로 합니다. 이는 초고 블레인, 고성능 나노소재로 만들어진 지속 가능하게 개발된 친환경 나노첨가제이며, Quantum Materials로 알려져 있습니다.
핵심 문제
다공성은 재료의 강도를 결정하는 데 매우 중요합니다. 뼈의 경우 다공성이 증가하면 뼈가 취약해집니다(골다공증). 세라믹, 금속 등에도 동일한 개념이 적용됩니다.
콘크리트의 기공은 열, 전단력 또는 화학적 분해로 인한 기계적 변형을 견딜 수 있는 건축 자재의 강도와 전반적인 능력을 결정합니다. 크기가 2.5~20나노미터(nm)(또는 0.0025~0.02마이크론)인 기공은 무해한 기공으로 간주됩니다. 크기가 20~50nm(0.02~0.05마이크론)인 기공은 덜 해로운 기공입니다. 크기가 50nm(0.05마이크론)를 초과하는 기공은 해롭고 콘크리트와 같은 건축 자재의 장기적 안정성을 손상시킵니다.
말할 것도 없이, 분해 작용제에 대한 콘크리트의 회복력을 개선하기 위해서는 실제로 20nm(0.02마이크론) 미만의 크기 범위를 가진 나노물질이 필수적입니다. 이 20nm 미만의 입자 크기 범위는 나노기술이 양자 물질로 분류하는 것과 일치합니다. 따라서 양자 콘크리트 또는 QuantCrete라는 용어가 생겼습니다.
QUANTCRETETM이란 무엇인가요?
QuantCrete는 시멘트 대체 작업과 시멘트 및 콘크리트 시스템의 속성 향상에 사용할 수 있는 고성능 나노첨가제입니다.
QuantCrete 시스템은 건설 부문에서 이미 알려진 재료로 화학적으로 구성되지만, 입자 크기가 20nm 미만인 초고성능 원자 구조 양자 재료라는 점에서 다릅니다.
QuantCrete 제품은 일반적으로 건설 자재 시스템 내에서 매우 소량으로 첨가하면 시멘트를 덜 사용하면서도 구조적 무결성과 뛰어난 기능성을 모두 제공합니다. QuantCrete 시스템은 최종 구조물이 전단력, 부식, 화학적 공격 온도 변동 및 이온화 방사선과 같은 분해 요인을 견딜 수 있도록 합니다.
건설 산업은 현재 콘크리트 성능 개선을 위해 실리카 퓸에 의존하고 있습니다. 실리카 퓸은 일반적으로 15,000~30,000cm2/g의 블레인 값을 갖습니다. QuantCrete 블레인 값은 359,300~1,486,400cm2/g 범위로 시멘트 및 콘크리트 시스템을 상당히 강화합니다. 이처럼 높은 블레인 값에서 나노첨가제는 가속 경화, 시멘트성, 다공성 최소화, 부식 억제에 매우 반응성이 뛰어나며 시멘트와 콘크리트 모두의 탄소 발자국을 원활하게 줄일 수 있습니다.
QuantCrete 제품을 일반적으로 0.00007~0.0002중량% 범위 내에서 첨가하면 기존 콘크리트, 시멘트성 및 기타 관련 건설 자재 시스템을 우수/고성능 시스템으로 전환합니다.
QuantCrete와 함께 우리는 시멘트, 콘크리트, 아스팔트 및 충전토 제품의 성능을 개선하는 가장 필수적인 나노첨가제를 공급합니다. 자연이 탄소를 취하고 흑연을 다이아몬드로 전환하는 것처럼, 우리는 여러분이 익숙한 간단한 재료를 사용하여 성능을 크게 업그레이드합니다.
탄소 발자국 감소의 필요성
포틀랜드 시멘트 생산은 상당히 높은 CO2 배출 공정입니다. 생산된 포틀랜드 시멘트 1,000kg당 약 900kg의 CO2가 대기 중으로 배출됩니다. 따라서 건설 자재의 성능에 부정적인 영향을 미치거나 프로젝트에서 경쟁 우위를 잃지 않으면서 시멘트 함량을 낮추는 것이 중요합니다. QuantCrete는 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 됩니다.
당사의 테스트 데이터는 이미 콘크리트 혼합물 1m3에 2.4g의 QuantCrete만 첨가하여 시멘트 함량을 15% 줄여도 고강도를 달성하고 유지할 수 있음을 보여줍니다. 이는 건설 시스템의 CO2 배출 수준을 15% 줄이는 것으로 직접 측정되며 적절한 제형을 사용하면 배출 수준을 더 낮출 수 있습니다. 글로벌 기후를 둘러싼 지속적인 우려 사항으로 인해 건설 공정에서 시멘트를 줄이고 QuantCrete와 같은 더 스마트한 자재 시스템과 성능을 균형 있게 조절하는 것이 필수적이라고 생각합니다.
이렇게 소량의 요구 사항이 있으므로 QuantCrete를 전 세계 어디든지 배송할 수 있습니다. 따라서 기본적으로 1000톤의 콘크리트 혼합물마다 지정된 용도 또는 사용 분야에 따라 평균 1kg의 QuantCrete가 필요합니다.
QUANTCRETETM 을 사용하여 탄소 크레딧을 상쇄합니다
우리는 건설 산업 구성원이 제3자 조달이 아닌 건축 자재를 재설계하고 건설 프로젝트에서 사용하는 자재의 탄소 발자국을 상쇄하여 직접 탄소 크레딧을 획득할 수 있는 기회를 제공합니다.
건설 산업은 현재 콘크리트 성능 개선을 위해 실리카 흄에 의존하고 있습니다. 응축 실리카 흄은 일반적으로 ~200,000 cm2/g의 블레인 값을 갖습니다. QuantCrete는 NANOARC의 독점적인 나노소재 설계 및 제조 공정을 사용하여 실리카 흄보다 훨씬 높은 블레인 값을 달성하여 분쇄 공정이 필요 없도록 개발되었습니다. 당사의 블레인 값은 시멘트 및 콘크리트 시스템의 상당한 향상을 위해 359,300~1,486,400 cm2/g 범위입니다.
실리카 흄, 슬래그 및 플라이 애시와 달리 NANOARC의 QuantCrete 나노 혼합물은 무독성이고 실리카가 없으며 에너지 집약적이고 CO2 배출이 많은 내화 공정의 부산물이 아닙니다. QuantCrete 제품의 높은 블레인 값은 가속 경화, 효율적인 시멘트 반응, 작업성 개선, 다공성 감소, 내식성 향상 및 시멘트와 콘크리트 제품의 탄소 발자국을 원활하게 줄이는 목적을 달성하기 위해 매우 반응성이 뛰어납니다.
콘크리트로 이산화탄소(CO2)를 흡수(탄산화)하면 재료 구조의 장기적인 무결성에 해로운 영향을 미칩니다. QuantCrete 나노첨가제는 탄산화의 산성 효과를 상쇄하도록 설계되어 콘크리트의 수명을 연장합니다.
콘크리트 1입방미터당 2.4g(입방야드당 0.07온스)의 평균 투여량으로 압축 및 굽힘 강도가 약 20% 증가할 수 있습니다.
이러한 콘크리트 성능 향상은 시멘트 함량을 줄여서 가능하며, QuantCrete 제품과 사용된 투여량에 따라 약 10~17%에서 공제됩니다. 시멘트 사용량을 이렇게 줄이면 콘크리트 1입방미터당 약 0.22~0.37의 탄소 크레딧을 상쇄할 수 있습니다(1탄소 크레딧 = 1톤의 CO2).
간단히 말해서, 이는 콘크리트 1입방미터당 약 220~370kg의 CO2를 평균적으로 줄이는 것과 같으며, 동시에 더욱 견고한 건설 자재 시스템을 개발할 수 있습니다.
현대 콘크리트의 CO2 배출 수준은 입방미터당 410kg으로 추산됩니다. 따라서 QuantCrete 나노첨가제는 사용된 용량과 제품에 따라 콘크리트의 CO2 배출을 약 54~90%까지 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 순 제로 배출 콘크리트 시스템을 달성하는 데 관심이 있다면 QuantCrete 나노첨가제 제형의 혼합물을 다양한 건설 요구 사항에 적용할 수 있습니다.
QuantCrete 나노첨가제는 내구성이 뛰어나고 성능이 뛰어나며 초저배출 건설을 향한 간단하고 원활한 길을 열어줍니다.
성과 이점
우리가 다루는 것
기본적으로 우리는 내구성을 다룹니다.
QuantCrete 제품이 건축 자재에 부여하는 내구성은 유지 관리 및 수리와 관련된 높은 비용을 완화하도록 설계되었습니다.
간단히 말해서 QuantCrete는 장기적인 비용 절감 대책으로 작용합니다. 보강 비용은 현재 몇 백 파운드, 유로 또는 달러가 추가되어 향후 수십만에서 수백만 달러의 유지 관리 비용을 절감할 수 있습니다.
건설 시스템에서 구조적 고장의 주요 원인은 다공성에서 비롯됩니다. 다공성은 균열, 구조적 고장을 일으키고 부식성 물질의 침투를 가능하게 합니다.
건설 자재에서 다공성은 유해, 덜 유해, 무해로 평가됩니다. 이러한 다공성은 현재 시중에 사용되고 있는 과립형 ZnO, 시멘트 클링커 및 실리카 흄 제품보다 10~100배 작습니다.
현대 건축 자재는 여전히 다공성으로 인한 구조적 고장에 취약합니다. 형성되는 균열은 박테리아, 습기 및 염분과 같은 분해 인자의 침투 장소이며, 이는 다시 보기 흉함을 만들고 철근을 부식시킵니다. 기존 재료는 또한 강풍, 진동 또는 지진으로 인한 압력 하에서 구부러질 때 기계적 변형을 견딜 수 있는 굽힘 강도가 필요합니다.
QUANTCRETE가 이를 해결하는 방법
QuantCrete 나노소재 선택은 지정된 기능에 따라 높은 표면적, 원자 구조, 자연적으로 발생하는 미네랄 혼합 화합물로 구성됩니다. 기능적으로 QuantCrete 제품은 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.
1) QUANTCRETE 필러
2) QUANTCRETE 플렉스
QUANTCRETE 나노필러:
입자 크기가 20나노미터(0.02마이크론) 미만인 높은 비표면적(블레인) 나노파우더는 과립형 산화아연, 실리카 퓸 및 시멘트 클링커보다 1000배 작습니다. 시멘트/콘크리트 혼합물에 첨가하면 나노입자가 기공을 채우고 콘크리트를 치밀화하여 균열 형성 및 구조적 파손에 대한 저항성을 강화합니다. 화학 성분에 따라 이 재료는 다음을 비롯한 몇 가지를 제공합니다.
- 기공률을 크게 줄입니다.
- 매우 높은 내식성
- 알칼리 반응성을 낮춥니다.
- 황산염 공격을 완화합니다.
- 토양 안정화를 증가시킵니다.
- 핵 방사선 차폐
- 자외선(UV) 차단
- 압축 강도를 증가시킵니다.
- 습기 침투와 보기 흉한 물질(예: 박테리아, 곰팡이, 곰팡이)의 성장을 방지합니다.
QUANTCRETE FLEX:
이 독특한 제품은 나노소재 시장에서 독보적이며, 이런 종류의 제품 중 최초입니다. 원자적으로 얇은 2차원(2D) 나노시트 소재로 구성되어 있으며, 그래핀과 형태는 비슷하지만 화학적으로는 다릅니다. 원자적으로 얇음에도 불구하고, 이 소재는 크기가 수 마이크론에 이릅니다. 이 구조는 초고표면적을 제공하여 QuantCrete Filler 시스템보다 반응성과 성능을 크게 향상시킵니다.
QuantCrete Flex는 균열과 기공 사이로 미끄러져 들어가 작은 분자만 침투할 수 있고 필러 재료는 들어갈 수 없는 곳을 통해 QuantCrete Filler의 단점을 보완하고 더 우수한 성능을 제공하도록 설계되었습니다. 무게를 늘리지 않고 콘크리트 구조를 밀도 있게 만들고 공기 침투를 최소화합니다.
시멘트/콘크리트 혼합물에 첨가하면, 그 역할은 추가적인 요인인 굽힘 강도(비틀림/굴곡)를 가져오는 것입니다. 재료에 의해 생성된 "굴곡" 부위는 콘크리트가 다음과 같은 상황에서 인장 변형을 더 잘 견딜 수 있도록 지정됩니다.
지구 운동 - 지진
기상 요소 - 허리케인, 강한 해일/해류
시간의 파괴 - 기후 및 인간이 유발한 저하
QUANTCRETETM사용 방법
QuantCrete 나노파우더를 제품(예: 콘크리트, 시멘트, 마이크로시멘트, 모르타르, 그라우트, 점토 등)에 건조 단계에서 첨가하고, QuantCrete 나노입자가 분포되도록 철저히 섞은 다음, 수화시키고 평소와 같이 진행합니다. 나머지는 자연이 알아서 합니다.
복용량
평균적으로 콘크리트 1m3당 약 0.5티스푼의 QuantCrete, 즉 2.4g(또는 1m3당 약 0.07온스)이 필요합니다.
건설의 재정의
건설 산업의 나노기술은 관점에 변화를 줍니다. 익숙한 시나리오가 대량의 재료를 사용하는 분야에서 나노기술은 정반대입니다. 후자의 세계에서는 덜 사용하여 더 많은 것을 달성합니다. QuantCrete는 건설 산업에 완전히 새로운 흥미로운 경험을 제공하고 건축에서 이전에는 달성할 수 없었던 전망으로 가는 길을 열어줍니다.
현재 콘크리트 혼합물에 QuantCrete 필러 0.0001중량%만으로 172쿨롱을 달성하고 있다는 것을 알고 계십니까? 교량, 수중 부유 터널, 부식 방지 하수로 및 기술적으로 까다로운 구조물에 이상적인 솔루션입니다.
QuantCrete를 사용하면 기존의 볼륨 기반 접근 방식과 달리 가치 기반 모델을 통해 건설에 참여할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다. 가치 기반 모델에 따라 지속 가능하고 수익성이 있으며 각 건축 추구 또는 건물의 탄소 발자국을 최소화하기 위해 더 적은 볼륨으로 품질과 성능을 증폭하는 양자 재료로 더욱 견고한 인프라를 구축할 수 있습니다.
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