Zementbasierte Materialien werden in großem Umfang für den Bau wichtiger ziviler Infrastrukturen wie Brücken, Dämme, unterirdische Pipelines, Wolkenkratzer und nukleare Sicherheitsbehälter verwendet. Daher ist die Verbesserung der Leistung von zementhaltigen Materialien von großer Bedeutung für den Bau sicherer, dauerhafter, wartungsarmer und umweltfreundlicher Infrastruktursysteme. Unter den zahlreichen Strategien und Methoden wurde das Konzept der Verwendung von Zusatzstoffen zur Anpassung oder Verbesserung der physikalischen, mechanischen und transporttechnischen Eigenschaften von Beton sowie der Intelligenz der Selbsterkennung und Selbstheilung umfassend erforscht. Zusatzstoffe in Nanogröße können die Intelligenz von zementhaltigen Materialien verbessern. Unter Ausnutzung ihrer einzigartigen elektrischen Eigenschaften können Zusatzstoffe in Nanogröße die elektrische Leitfähigkeit und die piezoresistiven Eigenschaften von Beton verändern, um die Empfindlichkeit von Beton gegenüber Belastungen und Schäden zu verbessern. So kann intelligenter Beton hergestellt werden, der in der Lage ist, sich selbst zu überwachen und zu erkennen, wenn dem Beton geeignete nanoskalige Zusatzstoffe zugesetzt werden; von diesen Nanomaterialien haben Nanopartikel mit Kohlenstoffstruktur als mögliches Material zur Verstärkung von Zementverbundstoffen an Aufmerksamkeit gewonnen.