افزودنی های معدنی بتن Mineral Admixtures

افزودنی های معدنی بتن Mineral Admixtures

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران یکی از بزرگترینتولید کننده انواع افزودنی های بتن می باشد. شما می توانید برای مشاوره ، دریافتمشخصات فنی و تهیه انواع افزودنی های بتن از جمله افزودنی های معدنی بتن مانند میکروسیلیسبا بخش بازرگانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( 44618462-44618379 )  تماس حاصل فرمایید.

افزودنی های معدنی بتن ، مواد سیلیسی یا سیلیسی – آلومینی خوب تفکیك ‌شده ‌ای می ‌باشند که در مقادیرنسبتاً زیاد، عموما در حدود 20 تا 100 درصد وزنی سیمان پرتلند، به بتن افزوده می ‌شوند.این مواد به‌ صورت خام یا بعد از فعال‌ سازی حرارتی به ‌عنوان منبع اصلی مواد در افزودنیهای معدنی بتن به‌ کار گرفته می ‌شوند. بسیاری از این مواد محصولات زائد صنایع مختلفیهستند که به دلیل خواص خود قادر به استفاده شدن در ساخت بتن هستند.

اهمیت

واحد های نیروگاهی برقی با سوخت زغال‌ سنگ، کوره‌های متالورژیکی تولید چدن، فلز سیلیسیم، و آلیاژهای فروسیلیسیم، منبع اصلی مواد زائدصنعتی هستند که به ‌میزان ده ‌ها میلیون تن در سال، در بسیاری از کشورهای صنعتی تولیدمی ‌شوند. بیرون ریختن این مواد زائد صنعتی به‌ منزله هدر دادن مواد و نیز سبب مسائلجدی آلودگی زیست‌ محیطی می ‌باشد.  با کنترلکیفیت درست، مقادیر زیادی از بسیاری از محصولات زائد صنعتی می ‌توانند در بتن، یا به‌شکل سیمان پرتلند آمیخته یا به‌ عنوان افزودنی های معدنی بتن به ‌کار برده شوند.

وقتی ‌که خواص پوزولانی و یا سیمانی ‌کنندة یك مادهطوری باشد که به‌ عنوان جایگزین نسبی برای سیمان پرتلند در بتن بتواند استفاده شود،صرفه‌ جویی زیادی در انرژی و هزینه، نتیجه خواهد شد. صرف نظر از اینکه آیا مواد پوزولانیبه ‌شکل یك ماده افزودنی معدنی یا به ‌عنوان ماده متشکله سیمان پرتلند آمیخته به بتنافزوده شده ‌اند، مکانیزمی که واکنش پوزولانی به‌ وسیله آن، تأثیر سودمندانه ‌ای برروی خواص بتن می‌ گذارد، یکسان می ‌باشد.

کاربرد افزودنی های معدنی بتن

·       منافعی که از کاربرد افزودنی های معدنی بتن حاصلمی شود عبارتند از:

·       بهبود مقاومت در برابر ترك ‌خوردگی حرارتی به ‌علتحرارت کمتر هیدراتاسیون

·       زیادتر شدن مقاومت نهایی و نفوذ ناپذیری به‌ خاطربهبود وضعیت منافذ در نتیجة کاهش قلیاییت

·       دوام بهتر در مقابل حملات شیمیایی مانند آب سولفاتیو انبساط قلیایی – سنگدانه

·       صرفه اقتصادی و همچنین کاهش اثرات مخرب زیست محیطی

·       انواع افزودنی های معدنی بتن

1- افزودنی های دارای خاصیت پوزولانی (مثل خاکستربادی کم‌ کلسیم)

2- افزودنی های دارای خاصیت سیمانی (مثل روباره آهنگدازی دانه ‌ای)

3- هم خاصیت سیمانی و هم پوزولانی (مثل خاکستر بادیپرکلسیم)

4- مواد طبیعی: موادی که تنها به ‌خاطر تولید پوزولان،فرآوری شده ‌اند. این فرآوری معمولاً شامل خرد کردن، آسیاب کردن، و جداسازی اندازه‌ها می ‌گردد. در بعضی از موارد، فرآوری ممکن است شامل فعال‌ سازی حرارتی نیز بشود.

5- محصولات جنبی صنعتی یا مواد زائد صنعتی: موادیهستند که محصولات اصلی صنعت تولیدیشان نیستند. این محصولات ممکن است به فرآوری (مثلخشك و پودر کردن)، قبل از استفاده از آنها به عنوان مواد افزودنی معدنی، نیاز داشتهباشند یا ممکن است به این کار نیازی نداشته باشند.

پوزولان های طبیعی

به ‌غیر از خاك دیاتومه، تمام پوزولان‌ های طبیعیاز سنگ ‌ها و کانی ‌های آتشفشانی سرچشمه گرفته ‌اند. در حین فوران ‌های آتشفشانی انفجاری،خنك شدن سریع ماگما که متشکل از آلومینو سیلیکات ‌ها است، منجر به تشکیل شیشه یا فازهای شیشه ‌ای با ساختمان نامنظم (آمورف) می ‌شود. از آنجا که آلومینوسیلیکات ‌های باساختمان نامنظم در معرض محلول آهك، پایدار باقی خواهند ماند، این امر اساس خواص پوزولانیمواد آتشفشانی می ‌گردد.

طبقه‌ بندی پوزولان ‌های طبیعی مشکل است، زیرا اینمصالح به ‌ندرت تنها دارای ماده متشکله واکنش ‌زا هستند. با این ‌وجود، براساس مادهمتشکله واکنش ‌زای اصلی موجود، یك طبقه ‌بندی می‌ تواند به ‌صورت شیشه ‌های آتشفشانی،توف ‌های آتشفشانی، رس ‌ها یا سنگ ‌های رسی تکلیس ‌شده، و خاك ‌های دیاتومه باشد.

شیشه های آتشفشانی (Volcanic Glasses)

مشخصه واکنش ‌زایی با آهك در آنها اساساً از شیشهآلومینوسیلیکات تغییر نیافته با ساختمان نامنظم، سرچشمه می گیرد. کانی ‌های متبلورغیر واکنش ‌زا مانند کوارتز، فلدسپار و میکا در ماتریس شیشه‌ ای محاط ‌شده، یافت می‌شوند. خاك سانتورین یونان، پوزولان باکُلی ایتالیا و پوزولان شیراسو ژاپن، مثال ‌هاییاز این مواد پوزولانی هستند.

توف های آتشفشانی (Volcanic Tuffs)

تغییر شیشه آتشفشانی تحت شرایط دمایی و رطوبتی خاصمی ‌تواند منجر به تشکیل کانی ‌های زئولیتی (تراس زئولیتی) شود که دارای ترکیباتی ازخانواده (Na2Ca)O.Al2O34SiO2 .XH2O می ‌باشند. این محصول، توف آتشفشانی نامیده می ‌شود و با یك بافت به ‌هم فشردهمشخص می ‌گردد.

توف ‌های زئولیتی با بافت بهم ‌فشرده ‌شان نسبتاًقوی هستند و مقاومت‌ های فشاری در حدود 100 تا 300kg/cm2 به ‌دست می ‌آورند. بعد از آنکه توده به‌ هم ‌فشردهبه ‌اندازه ذرات نرم آسیاب‌ شود، کانی ‌های زئولیتی واکنش ‌زایی قابل ‌توجهی را باآهك نشان می ‌دهند و مشخصات سیمانی ‌کننده‌ ای مشابه با پوزولان ‌هایی که دارای شیشهآتشفشانی هستند، به ‌وجود می ‌آورند. توف‌ های منطقه‌ البرز ایران، پوزولان ‌های سینیلاتیوم (در ایتالیا) و تراس ‌های راین‌لند و باواریا (در آلمان)، نمایانگر توف‌ هایآتشفشانی متعارف هستند.

رس های تکلیس شده یا شیل ها Calcined Clays or Shales

شیشه‌ ها و توف ‌های آتشفشانی نیازی به فرآوری حرارتیبرای زیادتر کردن خاصیت پوزولانیشان ندارند. با‌ این ‌وجود، رس و شیل ‌ها، واکنش ‌زاییمحسوسی با آهك از خود نشان نمی ‌دهند، مگر آنکه ساختمان ‌های بلوری موجود در کانی ‌هایرسی به ‌وسیله فرآوری حرارتی از بین برده شود. دماهای در حدود 600 تا 900°c در کوره‌ های دوار با سوخت نفتی، گازی، یا زغال ‌سنگیبرای این مقصود است. فعالیت پوزولانی این محصول، اساساً به ‌علت تشکیل یك ساختمان آلومینوسیلیکاتیآمورف یا نامنظم در نتیجه فرآوری حرارتی است.

خاک دیاتومه (Diatomaceous Earth)

این گروه از پوزولان‌ ها، به ‌وسیله مواد با منشأآلی مشخص می‌ شوند. دیاتومه، سیلیس هیدراته‌ شده آمورف است که متشکل از اسکلت صدف ‌هاو از دیواره ‌های سلولی بسیاری از انواع جلبك ‌های آبی ذره ‌بینی می ‌باشد. دیاتومه‌ها بسیار با آهك واکنش ‌زا هستند اما اسکلت ساختمان ذره ‌بینیشان باعث نیاز آن ها بهآب زیاد می‌ گردد. علاوه ‌براین، معادن دیاتومه دارای مقادیر زیادی رس هستند و بنابراینباید قبل از استفاده، فرآوری حرارتی شوند تا واکنش ‌زایی پوزولانیشان زیادتر گردد.معادن شناخته ‌شده در کالیفرنیا، الجزایر، کانادا، آلمان، دانمارك و ایران

پوزولان های طبیعی در ایران

پوزولان در ایران در سال 1320 کشف شد. از پوزولانهای طبیعی ایران می توان تراس جاجرود ، توف البرز و آبیك، پومیس خاش، خاك سرخ لومار، پوکه بستان آباد، و زئولیت را نام برد. دامنه کوه های سبلان، سهند ، دماوند ، تفتانو استان کرمان نیز از جمله مکان های پوزولان های طبیعی ایران می باشند.

مواد جنبی یا زائدات صنعتی

·       خاکستر های حاصل از سوختن زغال‌ سنگ و بعضی از محصولاتباقی‌مانده در آن

·       سیلیس ناپایدار حاصل از بعضی از عملیات متالورژی

·       روبارة دانه ‌ای حاصل از صنایع آهن‌ گدازی

·       خاکستر پوسته برنج

·       متاکائولین

·       خاکستر بادی (Fly Ash)

خاکستر بادی (Fly Ash)

در هنگام احتراق زغال ‌سنگ پودر شده، همراه با عبورزغال ‌سنگ از میان ناحیة با درجه حرارت زیاد کوره، کربن و مواد ناپایدار می ‌سوزند،در صورتی ‌که بیشتر کانی ‌های ناخالص مانند رس ‌ها، کوارتز و فلدسپارها در درجه حرارتزیادتر ذوب می ‌شوند. ماده گداخته‌ شده به ‌سرعت به نواحی‌ با درجه حرارت کمتر انتقالمی ‌یابد که در آنجا به ‌صورت ذرات کروی شیشه‌ ای جامد می ‌شود. بعضی از کانی‌ ها،به ‌هم چسبیده و تشکیل خاکستر ته ‌مانده را می ‌دهند، اما بیشتر آن ها با جریان بخارگاز خارج می ‌شود و خاکستر بادی نامیده می ‌شود.

خاکستر های بادی از نقطه ‌نظر دو گروه، که اساساًدر مقدار کلسیم با هم تفاوت دارند، تقسیم شوند.

خاکستر های گروه اول (کلاس F) دارای کمتر از 10درصد CaO تجزیه ‌ای بوده و به ‌طورکلی، محصول احتراق آنتراسیت و زغال ‌سنگ قیری هستند

خاکستر های گروه دوم (کلاس C) معمولاً دارای 15 تا 35درصد CaO تجزیه ‌ای هستند و به ‌طورکلی، محصول احتراق لیگنیتو زغال ‌سنگ نیمه قیری هستند.

خاکستر بادی کلاس F

خاکستر بادی کم ‌کلسیم، به ‌خاطر نسبت ‌های زیادسیلیس و آلومین آن، اصولاً شامل شیشه‌ های آلومینوسیلیکات است. کانی‌ های متبلور اصلیدر خاکستر های بادی کم ‌کلسیم، کوارتز، مولیت و هماتیت یا سنگ آهن مغناطیسی هستند.از آنجایی ‌که این کانی ‌های متبلور در دمای معمولی غیر واکنش ‌زا هستند، وجود آن هادر نسبت‌ های زیاد، به قیمت اجزای غیر متبلور یا شیشه ‌ای در خاکستر بادی، تمایل بهکاهش واکنش ‌زایی خاکستر بادی دارد.

خاکستر بادی کلاس C

در مقایسه با خاکستر های بادی کم ‌کلسیم، انواع باکلسیم زیاد آن عموماً واکنش ‌زایی بیشتری دارند، زیرا اکثر حاوی کلسیم ‌های به‌ شکلترکیبات واکنش ‌زای متبلور مانند C3A و CS هستند. همچنین ماده اصلی تشکیل‌دهنده (یعنی فاز غیر متبلور) دارای یون ‌های کلسیم کافی برای زیادتر کردن واکنش‌ زاییشیشه آلومینوسیلیکاتی است.

اکثر خاکستر های بادی، چه کم ‌کلسیم و چه پرکلسیم،دارای تقریباً 60 تا 85 درصد شیشه، 10 تا 30 درصد ترکیبات متبلور تا حدود 10 درصد کربننسوخته هستند. به‌طور کلی کربن، به ‌شکل ذرات متخلخل بزرگ‌ تر از 45 میکرون موجود است.خاکستر های بادی دارای بیشتر از 5 درصد کربن در بتن مضر شناخته می ‌شود، زیرا ذراتمتخلخل کربن، تمایل دارند که هم نیازمندی آن را به آب برای روانی داده ‌شده، و هم نیازمندیآن را به مواد افزودنی برای هوازایی به‌ میزان حجم مفروض حباب‌ های هوا را افزایش دهند.

اکثر ذرات، در خاکستر بادی به صورت کره ‌های جامدشیشه ‌ای به ‌وجود می ‌آیند، اما گاهی اوقات تعداد کمی از کره ‌های توخالی که سنوسفر(کاملاً توخالی) نامیده می ‌شوند و کره ‌های دیگر که پلروسفر (پرشده با کره‌ های کوچكمتعدد) نامیده می ‌شوند نیز ممکن است به ‌وجود آیند. اندازه قطر ذرات از کمتر از 1میکرونتا 100 میکرون متغیر می ‌باشند، به ‌طوری ‌که اندازة بیشتر از 50 درصد آن زیر 20 میکروناست. توزیع اندازه ذرات، شکل‌ شناسی و مشخصات سطحی خاکستر بادی مورد استفاده به ‌عنوانماده افزودنی معدنی، تأثیر بسیار زیادی را بر روی نیازمندی آن به آب و نیز کارآیی بتنتازه ‌ساخته ‌شده و سرعت افزایش مقاومت بتن سخت ‌شده اعمال می ‌کنند.

روباره آهن گدازی (Blast-Furnace Slag)

اگر روباره مذاب با دمای زیاد، به‌ سرعت به ‌وسیلهآب یا ترکیبی از آب و هوا سرد شود، بیشتر آهك، سیلیس و آلومین به ‌شکل غیر متبلور یاحالت شیشه‌ ای نگهداشته می ‌شوند.  محصول سردشده با آب، به ‌خاطر ذرات هم ‌اندازه ماسه، روباره دانه ای نامیده می ‌شود. معمولاًروباره دانه ‌ای عمدتا دارای شیشه است که اگر به ‌میزان بین 400 تا 500 کیلوگرم برمتر مربع آسیاب گردد، خواص سیمانی ‌کننده رضایت ‌بخشی را به‌ دست می ‌آورد.

در مقایسه با خاکستر بادی کم‌ کلسیم، که معمولاًکمك مهمی به مقاومت بتن سیمان پرتلند تا بعد از حدود 4 هفته هیدراتاسیون نمی ‌کند،کمك مقاومت به‌ وسیله خاکستر بادی با کلسیم زیاد یا روباره آهن گدازی دانه ‌ای می ‌تواندبه ‌زودی 7 روز بعد از هیدراتاسیون ملاحظه شود. ذرات روبارة کوچك ‌تر از 10 میکرونبه مقاومت ‌های اولیه بتن تا 28 روز کمك می ‌کنند؛ ذرات 10 تا 45 میکرون به مقاومت‌های بعدی کمك می ‌کنند، اما ذرات درشت ‌تر از 45 میکرون برای هیدراته ‌شدن مشکل دارند.مشخصات اندازه دانه، ترکیب شیشه، و مقدار شیشه عوامل اصلی تعیین‌ کنندة فعالیت خاکسترهای بادی و روباره ‌ها هستند.

دوده سیلیسی (Silica Fume)

دوده سیلیسی متراکم، که با نام‌ های دیگری مانندسیلیس فرّار، میکروسیلیس، یا به ‌طور ساده دوده سیلیسی نیز شناخته می ‌شود، محصول زائدکوره ‌های قوس الکتریکی القایی در صنایع تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ فرو سیلیسیم است.تبدیل کوارتز به سیلیسیم در دما های تا °c 2000 ،تولید بخار SiO می ‌کند که در ناحیه دمای کم به ‌شکل ذرات کروی ‌شکلکوچك شامل سیلیس غیر متبلور، اکسیده و متراکم می ‌گردد. ماده جمع ‌آوری ‌شده به ‌وسیلهفیلترهای کیسه ‌ای گازهای خروجی، دارای قطر متوسط حدود 0/1 میکرون و مساحت سطح در حدود20 m2/kg تا 25 می ‌باشد.

در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی و خاکستر های بادیمتعارف، نمونه ‌های دوده ‌سیلیسی متراکم توزیع اندازه ذراتی را نشان می ‌دهند که دومرتبه، نرم ‌تر هستند. به همین جهت واکنش پذیری آن بالا بوده (پوزولان قوی) و به افزایشمقاومت اولیه کمك می نماید. از طرف ‌دیگر، مشکلات جابه‌جایی دارد و نیازمندی به آبرا در بتن نیز به ‌طور محسوسی افزایش می ‌دهد، مگر آنکه همراه با آن مواد افزودنی کاهندهآب بکار برده شوند.

خاکستر پوسته برنج (Rice Husk Ash)

پوسته برنج، پوسته‌ های به ‌دست ‌آمده در خلال عملیاتجداسازی برنج از شلتوك برنج می ‌باشد. از آنجا که این پوسته ‌ها حجیم هستند، مشکلاتدفع بسیار زیادی برای آسیاهای متمرکز برنج به ‌همراه می ‌آورند.هر تن شلتوك برنج حدود200 کیلوگرم پوسته تولید می ‌کند که پس از احتراق تقریباً 40 کیلوگرم خاکستر حاصل می‌کند. خاکستر حاصل ‌شده، در زمان سوزاندن در فضای آزاد یا در احتراق کنترل ‌نشده کوره‌های صنعتی، به ‌طور کلی دارای نسبت زیادی از کانی ‌های سیلیس غیر واکنش ‌زا می ‌باشد.

به ‌منظور افزایش خاصیت پوزولانی این خاکستر بایدبه ‌اندازه ذرات بسیار ریز آسیاب گردد. از طرف ‌دیگر، می ‌توان به ‌وسیله احتراق کنترل‌شده که سیلیس به ‌شکل غیر متبلور و ساختار لانه ‌زنبوری نگهداشته می ‌گردد، خاکسترپوزولانی تولید نمود.

نمونه ‌های تولید صنعتی این ماده مساحت سطحی در حد50 m2/g تا 60، اندازه ‌گیری ‌شده به ‌روشجذب سطحی نیتروژن را نشان می ‌دهند.

متاکائولین (Metakaolin)

متاکائولین بواسطه تکلیس کائولین خالص (رس معدنی)طی عملیات حرارتی کنترل شده ای در درجه حرارت 650-800 درجه سانتی گراد بدست می آید.این حرارت، آب شیمیایی کائولین را خارج نموده و ساختار کریستالی آن را از بین می بردو محصول به سیلیکات آلومینیوم آمورف تبدیل می گردد. سپس محصول تا بدست آوردن ذراتیبا اندازه ریزتر از 2 میکرون آسیاب می شود. متاکائولین یك پوزولان بسیار فعال با سطحویژه زیاد و رنگ سفید است.

مزیت های افزودنی های معدنی بتن

از بین بردن هیدروکسید کلسیم

چگال سازی

بهبود دوام

کاهش ترك خوردگی حرارتی

بهبود کارآیی و چسبندگی

کاهش آب انداختگی و جداشدگی

افزایش مقاومت نهایی

مکانیزم عمل افزودنی های معدنی بتن

ذرات ریز افزودنی های معدنی بتن باعث سد راه منافذحرکت مولکول های آب شده و موجب کاهش آب انداختگی می شوند.  کاربرد افزودنی های معدنی باعث از بین رفتن کریستالهای نسبتا بزرگ هیدروکسید کلسیم شده و ساختار دانه ها را ریزتر می نماید. همچنین باریزتر کردن ساختار منافذ موجب کاهش تخلخل و نفوذپذیری می شوند.

بهبود کارآیی افزودنی های معدنی بتن

در مخلوط ‌های بتنی تازه ‌ای که تمایل به آب ‌انداختگیو جدا شدگی از خود نشان می ‌دهند، اضافه کردن ذرات از هم جدا به ‌طور کلی کارآیی رابه ‌وسیله کاهش اندازه و حجم فضا های خالی بهبود می ‌دهد. هرچه ماده افزودنی معدنینرم ‌تر باشد، مقدار کمتری از آن برای زیادتر کردن چسبندگی و بنابراین کارآیی بتن تازهمخلوط شده لازم خواهد بود. اندازه کوچك و بافت شیشه ‌ای خاکستر های بادی و روباره ‌ها،کاهش مقدار آب لازم برای روانی داده ‌شده را امکان ‌پذیر می ‌سازد.

باید توجه نمود که اگرچه همه افزودنی های معدنی بتنتمایل به بهبود چسبندگی و کارآیی بتن تازه را دارند، ولی بسیاری قابلیت کاهش آب خاکسترهای بادی و روباره‌ ها را ندارد. برای یك روانی داده ‌شدة بتن، استفاده از مصالح بامساحت سطح خیلی زیاد مانند پومیس، خاکستر پوسته برنج و دود سیلیسی متراکم، نیاز بهآب را افزایش می دهد. همچنین اغلب پوزولان ‌های طبیعی به ‌علت غیر کروی بودن ذرات وتمایل به جذب آب زیاد در شرایط یکسان طرح اختلاط سبب کاهش کارآیی می ‌گردند.

دوام در برابر ترک خوردگی حرارتی

با فرض بر اینکه به‌ علت حرارت هیدراتاسیون، حداکثردمای یك سازه حجیم در عرض یك هفته پس از جا دادن بتن به ‌دست می ‌آید، استفاده از مادهافزودنی معدنی امکان کاهش افزایش دما را تقریباً به نسبت مستقیم با مقدار سیمان پرتلندجایگزین ‌شده به ‌وسیله مواد افزودنی، به ‌وجود می ‌آورد. این امر به ‌دلیل آن استکه تحت شرایط معمولی، این مواد افزودنی به ‌مقدار زیادی برای چندین روز واکنش انجامنمی ‌دهند. به ‌عنوان قانون تجربی، کل حرارت هیدراتاسیون تولید شده توسط واکنش‌ هایپوزولانی مشتمل بر مواد افزودنی معدنی، نصف متوسط حرارت تولید ‌شده توسط هیدراتاسیونسیمان پرتلند در نظر گرفته می ‌شود.

دوام در برابر حملات شیمیایی

نفوذپذیری بتن از منظر ارزیابی نرخ خرابی در اثرواکنش های شیمیایی مخرب مانند واکنش قلیایی سنگدانه و حملاتی اسیدی و سولفاتی از اهمیتاساسی برخوردار است. از آنجا که واکنش پوزولانی مواد افزودنی معدنی قابلیت اصلاح شرایطمنفذی را داشته و نفوذپذیری را کاهش می ‌دهد، مطالعات کارگاهی

و آزمایشگاهی بهبود قابل ‌توجهی را در دوام شیمیاییبتن‌ های حاوی مواد افزودنی معدنی نشان داده ‌اند. مقالات علمی انتشار یافته حاوی شواهدکافی است که به ‌طورکلی نشان ‌دهنده بهبود مقاومت مصالح با افزودن مواد افزودنی معدنیبه بتن در مقابل آب اسیدی، آب سولفاتی و آب دریا می ‌باشد. این امر اساساً به ‌خاطرواکنش پوزولانی است که همراه با کاهش نفوذپذیری، و نیز کاهش مقدار هیدروکسید کلسیممحصول هیدراته ‌شده است.

در خمیر های سیمان دارای 10 تا 30 درصد خاکستر بادیکم ‌کلسیم در خلال مدت زمان 28 تا 90 روز عمل ‌آوری اصلاح وضعیت منفذی، به‌ میزان زیادیانجام می ‌گیرد که این امر باعث کاهش تراوایی می ‌شود. درمورد خمیر های سیمان دارای10 تا 30 درصد خاکستر پوسته برنج یا دوده سیلیسی متراکم، یا 70 درصد روباره آهن گدازیدانه ‌ای، حتی در 28 روز بعد از هیدراتاسیون؛ سیستم تقریباً نفوذ ناپذیر یافته شد.

بسته به مشخصات جداگانه مواد افزودنی معدنی مصرفی،معمولاً ترکیب‌ هایی از سیمان پرتلند پرقلیا با 40 تا 65 درصد روباره آهن گدازی دانه‌ای، یا 30 تا 40 درصد خاکستر بادی کم ‌کلسیم، یا 20 تا 30 درصد پوزولان طبیعی، درمحدود کردن انبساط قلیایی سنگدانه و رسانیدن آن به میزان قابل قبول خیلی مؤثر شناختهشده ‌اند. مطالعات بر روی بتن ‌های دارای 30 درصد خاکستر بادی کم ‌کلسیم و یا مقادیر30 تا 60 درصد روباره، بهبود زیادی را در مقاومت سولفاتی نشان دادند.

ساخت بتن توانمند (HPC)

در سال‌ های اخیر، کاربرد پوزولان ‌ها و مواد افزودنیمرغوب، نقش عمده ‌ای در تولید بتن ‌های توانمند داشته است. بتن توانمند، در حقیقت بتنیاست که حداقل یك خاصیت غیر معمول را نسبت به بتن معمولی داراست. این بتن‌ ها علاوه‌بر داشتن مقاومت زیاد،‌ می ‌توانند عملکرد بسیار خوبی در محیط ‌های خورنده داشته ودوام بالایی را نشان دهند.

کاربرد پوزولان ‌های خاص به ‌همراه فوق ‌روان ‌کننده‌ها می ‌تواند ضمن تولید بتن ‌های با مقاومت بیش از 50MPa دوام قابل‌ ملاحظه‌ ای نیز ایجاد نماید. در حال ‌حاضر،با کاربرد 400 کیلوگرم سیمان و 100 کیلوگرم خاکستر بادی و با نسبت آب به سیمان ‌های0/32 ، مقاومت فشاری بیش از 70MPa در 56 روز به ‌دست‌آمده است. همچنین با استفاده از طرح اختلاط مناسب و ایجادکمترین فضای خالی بین سنگدانه ‌ها و با استفاده از دوده سیلیس و دانه ‌های ریز کوارتزیو فوق ‌روان ‌کننده بتن ‌های با مقاومت 180MPa با روانی زیاد تولید و در صنعت بتن بکار گرفته شده است.