جزء اصلی بتن سیمان است. فرآیند تولید سیمان با انتشار میزان قابل توجهی گاز گلخانه ای CO2 همراه است. بنابراین تولید و استفاده از بتن تأثیر بهسزایی بر محیط زیست دارد. با تغییر فرمولاسیون بتن به گونه ای که منجر به افزایش دوام سازه های بتنی شود، می توان انتشار گاز CO2 به جو زمین را کنترل نمود. کاربرد نانو تکنولوژی در تهیه کامپوزیت های سیمانی از اواخر دهه 1980 میلادی گزارش گردید. نانو مواد دارای خواص و عملکرد منحصر به فردی هستند. بنابراین امکان تهیه کامپوزیت های سیمانی با خصوصیات مکانیکی ارتقاء یافته و دوام بالا با استفاده از نانو مواد را فراهم می شود. در ادامه به بیان اهمیت کاربرد نانو ذرات سیلیکا در این حوزه می پردازیم.
امروزه استفاده از نانو ذرات سیلیکا به عنوان یک افزودنی مطلوب در فرمولاسیون سیمان، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. پژوهش های صورت پذیرفته در این زمینه نشان می دهند که حضور نانو ذرات سیلیکا بر ساختار خمیر سیمان در مقیاس نانو تأثیر می گذارند. این تأثیر به نحوی است که میزان تخلخل بتن کاهش می یابد و ساختار حفره های بتن بهبود پیدا می کنند. این اثر از خاصیت پوزولانی فوق العاده ی نانو ذرات سیلیکا ناشی می شود.
کاهش میزان تخلخل و اصلاح ساختار حفره های بتن، منجر به کاهش میزان جذب آب توسط بتن، کاهش نفوذپذیری بتن نسبت به آب، افزایش مقاومت بتن در برابر عواملی نظیر یون های سولفات، اسید، یخ زدگی و خوردگی می شود. علاوه بر این استفاده از نانو ذرات سیلیکا در بتن منجر به ارتقاء برخی ویژگی های بتن نظیر افزایش مقاومت فشاری، کششی / خمشی و کاهش زمان گیرش بتن می شود. بنابراین نانوذرات سیلیکا به عنوان یک جایگزین مناسب برای سیمان در تولید بتن های با استحکام فوق العاده زیاد و دوام بالا محسوب می شوند.
