مقاله مروری بر تأثیرات انواع افزودنی های معدنی بر میزان جمع شدگی بتن

بخشی از مقاله

مروری بر تأثیرات انواع افزودنی های معدنی بر میزان جمع شدگی بتن

چکیده

در این تحقیق با مروری بر تحقیقات انجام شده در طول دو دهه گذشته ، تأثیرات استفاده از مواد معدنی بر میزان جمع شدگی بتن بررسی شده است . کنترل تغییر شکل تولید شده در اثر جمع شدگی به عنوان یکی از ویژگی های اساسی در بتن می باشد . میزان وجود سیمان در مخلوط بتن علت اصلی تحریک جمع شدگی می باشد که باعث وقوع ترک در مخلوط بتن شده و باعث خرابی بتن و کاهش دوام سازه های بتنی می شود . برای کاهش این پدیده می توان مقادیر مختلفی از مواد معدنی را به بتن اضافه نمود. در مورد افزودنی های معدنی بررسی ها نشان می دهد که پتانسیل برای جایگزینی بجای سیمان و ریزدانه در بتن وجود دارد.

واژه های کلیدی : افزودنی بتن ، جمع شدگی در بتن ، افزودنی معدنی ، ارتباط مقاومت و مواد افزودنی

-1 مقدمه

جمع شدگی بتن در شرایط طبیعی آب و هوایی رخ می دهد ، این پدیده گسترش تنش های کششی بر اثر کاهش حجم آزادانه بتن را در پی خواد داشت . ترکیب تنش های کششی با مقاومت بتن اغلب باعث ایجاد ترک و در نتیجه افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری و کاهش عمر خدمت دهی بتن می شود . اطلاعات برای تشخیص این که بتن در طول خدمت خود دچار ترک خواهد شد بسیار حائز اهمیت است ، این حالت به عوامل مختلف از جمله جمع شدگی آزاد ، خزش آرام ، میزان جمع شدگی و .... می باشد . [20]

جمع شدگی به طور کلی به چهار دسته تقسیم می شود : جمع شدگی در سنین اولیه ( جمع شدگی پلاستیک یا مویینه ) ، جمع شدگی خودبخودی ، جمع شدگی کربناتاسیون ، جمع شدگی ناشی از خشک شدن . جمع شدگی سنین اولیه در بتن تازه به علت تبادل رطوبت از سطح به محیط توسط تبخیر و تبادل جرم از درون بتن به سطح آن صورت می گیرد . جمع شدگی پلاستیک در چند ساعت اولیه بعد از ریختن بتن صورت می گیرد که توسط طرح اختلاط بهینه و روش عمل آوری مناسب قابل پیشگیری می باشد . جمع شدگی خودبخودی به کاهش حجم به علت هیدراتاسیون سیمان اتلاق می شود . این پدیده در شرایطی که رطوبت از بتن به محیط انتقال پیدا نمی کند نیز صورت می گیرد .]02[ فعل و انفعالات بین خمیر سیمان سخت شده و کربن دی اکسید منجر به جمع شدگی کربناتاسیون می شود . کاهش حجم ناشی از این پدیده به آهستگی و در محیط پیرامونی صورت می گیرد [2] .جمع شدگی ناشی از خشک شدن به علت تبادل رطوبت ناشی از تغییرات رطوبت نسبی بین محیط و بتن بوجود می آید [2] .جمع شدگی ناشی از خشک شدن از ویژگیهای مواد و مصالح پایه سیمانی منجمله انواع بتن ها است . برای بتن های معمولی میزان جمع شدگی نهایی ناشی از خشک شدن عمدتا در محدوده 0.0002 تا 0.0012 است . یکی از عوامل قابل توجه و موثر بر جمع شدگی در اثر خشک شدن نسبت آب به سیمان است ، مقدار آب تأثر مستقیم بر اندازه و مقدار تخلخل دارد ، نسبت آب به سیمان بالاتر خمیر سیمان بیشتری برای پر کردن تخلخل بوجود می آورد ، نمونه ها با نسبت آب به سیمان پایین تر منافذ را کمتر پر کرده و جمع شدگی در اثر خشک شدن کمتر صورت می گیرد [20] .افزایش مقدار سیمان برای رسیدن به بتن با مقاومت بالا منجر به پدیده جمع شدگی در غشاء و فرایندهای غشایی بتن می شود که این امر خود از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست و همچنین تغییر در حجم بتن می دهد و راه را برای ترک های بتن باز می کند.[3] بتن تازه مخلوط شده دستخوش ترک خوردگی در اوایل سن در فضای محدود شده قرار می گیرد . چنین فعل و انفعالاتی با توجه به گسترش تغییرات در مواد شیمیایی داخل ساختار سیمان بوقوع می پیوندد. [4] ایجاد میکرو ترک ها ی درون ساختار بتن منجر به کاهش ظرفیت کرنش کششی بتن می شود.[5] علاوه بر این میکرو ترک های ایجاد شده به عنوان جمع شدگی خودبخودی در یک سیستم، الگویی را شکل می دهد که منجر به ترک مستمر و تشکیل مایکروترک ها می شود.[6] اثرات کلی این پدیده ها در سازه های بتنی باعث از دست دادن دوام می شود .[7] پیش بینی این تغییر شکل اهمیت بسیار زیادی برای مطالعه دوام ، استحکام و عملکرد بلند مدت سازه های بتنی دارد. به طور کلی ترکیب مواد معدنی اضافه شده به بتن تقاضا برای آب اضافی و حجم بیشتر از خمیر سیمان را در پی دارد که با پدیداری ساختار میکروسیلیسی خود مانع از جمع شدگی بتن می شود. حضور مواد معدنی اضافه شده همراه است با اصلاح ساختار میکروسیلیسی و افزایش منافذ آب که در میزان شدت جمع شدگی از اهمیت بسزایی برخوردار است.[8]

-2 روش آزمون برای جمع شدگی

روش های اندازه گیری برای تعیین جمع شدگی خمیر سیمان را می توان به دو روش حجمی و خطی تقسیم بندی کرد .[11-9] در روش حجمی خمیر سیمان را درون یک غشاء ( به صورت یک بالن پلاستیکی ) قرار داده و درون محفظه آب در دمای ثابت شناور می کنند ، تغییر حجم آب به عنوان جمع شدگی خودبخودی در نظر گرفته می شود .[12] از مزیت های اصلی این روش آن است که می توان جمع شدگی خودبخودی سنین اولیه پس از مخلوط کردن سیمان را محاسبه کرد .[11] با این حال دقت آن توسط بسیاری از عوامل ( به عنوان مثال تحت تأثیر جذب آب دفع شده و عرق کرده مصالح به داخل مصالح و تولید جمع شدگی بیشتر) پایین است .[13] یک روش پویا با چرخاندن نمونه درون محفظه آب پیشنهاد شده است که اثر دفع آب و رطوبت را از بین ببرد ولی این چرخش باعث نوسان در اندازه گیری می شود که باعث خطای قابل توجهی است.[14] علاوه بر این روش حجمی برای اندازه گیری جمع شدگی خودبخودی بتن مناسب نیست چرا که غشاء پلاستیکی همواره می تواند توسط تیزی مصالح پاره یا سوراخ شود و باعث نفوذ آب محفظه شناور به داخل غشاء پلاستیکی شود.[12]

در روش خطی خمیر سیمان معمولاً در یک ساختار سفت و سخت در یک قالب با اصطکاک کم می باشد13]،15،16،.[17 این روش می تواند به دو دسته تقسیم شود: افقی و عمودی . در هر دو روش سنسورهای جابجایی ( به عنوان مثال ( LVDT مورد استفاده قرار می گیرند . عمده اشکال روشافقی این است که دقیقاً نمی توان جمع شدگی خودبخودی خمیر سیمان را در مرحله پلاستیک اندازه گیری کرد .[11] در روش عمودی اگر چه جمع شدگی را می توان بلافاصله پس از مخلوط کردن و قالب گیری اندازه گیری کرد ولی خطا در اثر نیروی گرانش رخ می دهد .[18]

-3 مواد افزودنی معدنی

برخی از مواد افزودنی معدنی پر کاربرد سنگ آهک ، پوزولان طبیعی ، سرباره کوره آهن گدازی ، خاکستر بادی ، گرد سیلیس و بنتونیت رس می باشند . به طور کلی ترکیب مواد معدنی اضافه شده به بتن تقاضا برای آب اضافی و حجم بیشتر از خمیر را بالا برده که با پدیداری ساختار میکرو سیلیسی خود مانع از جمع شدگی بتن می شوند .[19]

سنگ آهک در اصلاح جمع شدگی بتن کرنش بیشتری را در اوایل سن بتن نسبت به سیمان معمولی دارد ، در بلند مدت اثر قابل توجه ای در کل مقدار جمع شدگی نسبت به سیمان معمولی ندارد.[19] مقدار جمع شدگی در اوایل سن بتن با پوزولان طبیعی و سیمان معمولی یکسان می باشد ، که به دلیل تخلخل ایجاد شده توسط سیمان با پزولان طبیعی می باشد ، در بلند مدت جمع شدگی در سیمان پوزولانی به میزان قابل توجه ای نسبت به سیمان معمولی کاهش می یابد .[20] جمع شدگی در بتن حاوی سرباره کوره آهن گدازی در طول دوره عمل آوری بتن با کاهش روبرو است ، که دلیل آن تعداد هیدرات تشکیل شده بیشتر و پر کردن منافذ خالی بتن توسط سرباره می باشد .[21] بنتونیت رس با ایجاد یک مخزن ذخیره آب داخلی برای بتن مرطوب می تواند باعث کاهش میزان جمع شدگی بتن باشد .[22] خاکستر بادی در اثر واکنش با خمیر سیمان باعث محدود ساختن حرارت هیدراتاسیون در خمیر سیمان شده و به طبع باعث کاهش میزان جمع شدگی بتن می شود .[23]

-4 روش های ترکیب مواد افزودنی معدنی با بتن

دو روش معمول برای ترکیب مواد افزودنی معدنی به مخلوط بتن وجود دارد که عبارتند از : جایگزینی با درصد وزنی سیمان و جایگزینی بجای سنگدانه . در جایگزینی با درصد وزنی سیمان درصد های مختلفی از مواد افزودنی معدنی جایگزین سیمان می شوند، سپس به مصالح سنگدانه ای اضافه شده و با آب مخلوط می شوند. در جایگزینی بجای سنگدانه درصد های مختلف مواد افزودنی معدنی جایگزین سنگدانه ها می شوند .[24] یکی از معایب روش جایگزینی با درصد وزنی سیمان این است که خواص شیمیایی مواد معدنی با سیمان یکی نمی باشد و تأثیرات آن مد نظر قرار نمی گیرد. در انجام هر دو نمونه ترکیب باید خواص فیزیکی و شیمیایی مواد معدنی به دقت مورد مطالعه قرار گیرد تا تأثیرات آن بر میزان حجم خمیر سیمان در نظر گرفته شود. تحقیقات متعددی مبنای کار خود را با روش جایگزینی مواد افزودنی معدنی با درصد سیمان قرار دادند. به عنوان نمونه در تحقیقی اثرات بنتونیت رس در میزان جمع شدگی بتن مورد برسی قرار گرفته، نتایج بهینه زمانی حاصل شد که با جایگزینی 10% بنتونیت رس بجای وزن سیمان جمع شدگی بالاترین میزان کاهش را در پی داشته است .[22] در مورد روش جایگزینی بجای سنگدانه نیز می توان به تحقیقی اشاره نمود که خاکستر بادی بجای سنگدانه به مصالح افزوده شد، نتایج حاکی از آن بود که با جایگزینی 20% خاکستر بادی بجای سنگدانه خواص مقاومتی با افزایش روبرو است . [24]در تحقیقی درصد های مختلف سنگ آهک جایگزین وزن سیمان شدند ، نتایج بدست آمده نشان از آن دارد که سنگ آهک جمع شدگی در اوایل سن بتن را افزایش می دهد.[19]

-5 عوامل موثر بر میزان جمع شدگی بتن

-1-5 اثر سیمان بر جمع شدگی

نوع شیمیایی سیمان در میزان جمع شدگی بتن تأثیر گذار است ، در اثر ترک های ایجاد شده در اطراف سنگدانه ها ی درشت بر اثر نوع سیمان مصرفی باعث از دست دادن بخشی از پایداری درشت دانه ها شده که به تبع آن جمع شدگی را در پی دارد [1] .افزایش مقدار سیمان برای رسیدن به بتن با عملکرد مطلوب منجر به پدیده جمع شدگی در غشاء و فرایند های غشایی بتن می شود ، که تغیر در حجم بتن می دهد و راه را برای ترک بتن باز می کند . [3] این ویژگی ذاتی بتن به علت سطح تخلخل کم آن است که به علت حداقل رساندن نسبت آب به سیمان می باشد. [4] استفاده از هر گونه مواد مخلوط با بتن می تواند پتانسیل در فعل و انفعالات داخلی را افزایش دهد که آب در طول خود خشک بتن سریعأ از بین نرود ،جمع شدگی خودبخودی کرنشی از ملات بدون تبخیر آب ملات به محیط اطراف می باشد ، این جمع شدگی مدرکی دال بر پیشرفت هیدراتاسیون و خود خشک شدن به خاطر مصرف آب توسط فرایند هیدراتاسیون سیمان است . [19] بنتونیت رس در ایجاد یک مخزن آب داخلی برای بتن مرطوب می تواند عملکرد مناسبی داشته باشد . [22] سنگ آهک با اثر پر کننده و ایجاد یک هسته در ملات باعث شتاب گیری تشکیل هیدرات در ملات و جمع شدگی بیشتر در اوایل سن بتن می شود . [19] شرایط عمل آوری ، ترکیب بتن ، کیفیت اجرا ، اندازه عناصر و میزان مواد سیمانی برای تشکیل چسباننده از عوامل مؤثر در میزان جمع شدگی می باشد. رطوبت نسبی ملات در میزان جمع شدگی تأثیر بسزایی دارد . در نمونه های مورد مطالعه با سیمان معمولی ، بنتونیت رس و سنگ آهک مشاهده شد که میزان تبخیر آب در ملات با سیمان معمولی بیشتر از نمونه های با مواد معدنی جایگزین شده می باشد، این امر سبب بالا رفتن میزان جمع شدگی در ملات با سیمان معمولی می شود19]،. [21

-2-5 تأثیر مصالح بر میزان جمع شدگی

تغییر شکل مصالح از طریق آب مورد نیاز ، سختی دانه ها ، غلظت حجمی و اثر متقابل خمیر سیمان بر سنگدانه ها منبع اصلی جمع شدگی خمیر سیمان است ، مصالحی که نیاز به آب کمتر دارد باعث تولید بتن با کارایی بهتر و مقدار سیمان پایین تر می شود و کم شدن جمع شدگی را در پی دارد. [24]

شکل و بافت درشت دانه ها نقش مهمی در رفتار بتن تاره و سخت شده دارد ، شن و ماسه و ذرات پوسته پوسته شده ی زاویه ای و شکسته دارای حفره های بیشتری نسبت به شن و ماسه با دانه های کروی یا مکعب شکل است ، در نتیجه باعث افزایش جذب آب مورد نیاز برای پر کردن این حفرات می شود که به تبع آن افزایش جمع شدگی را در پی خواهد داشت . مصالح با سختی بالا نسبت به مصالح با دانه های کوچک و سختی کم اثر قابل توجهی بر جمع شدگی بتن دارند ، زیرا جذب آب در مصالح با سختی بالا کمتر از مصالح با سختی کم است ، مصالح با جذب آب کم تمایل به کاهش جمع شدگی بتن دارند . [1]

-3-5 تأثیر آب بر میزان جمع شدگی

نسبت آب به سیمان بالاتر مقدار خمیر سیمان بیشتری نسبت به مخلوط بتن با آب به سیمان پایین تر تولید می کند ولی جمع شدگی در اثر خشک شدن در آن بالاتر می باشد . [1] در مخلوط های با آب به سیمان کمتر جمع شدگی خودبخودی در اثر تبخیر آب در واکنش هیدراتاسیون سیمان بالا می رود ، این امر مدرکی بر دلالت پیشرفت هیدراتاسیون و خود خشک شدن به خاطر مصرف آب بتن توسط فرایند شیمیایی هیدراته می باشد .[19]

-4-5 تأثیر حجم ، نمونه و شکل بر جمع شدگی

اندازه و شکل نمونه بتن قطعأ تأثیر بسزایی بر از دست رفتن یا بدست آوردن رطوبت با شرایط ذخیره سازی متفاوت دارد ، میزان حجم می تواند تأثیر در کسترش جمع شدگی داشته باشد . جمع شدگی در سازه های با سطح بزرگ به حجم زیاد و نازک به علت از دست دادن سریعتر آب بیشتر می باشد مانند رویه های بتنی و عرشه پل. [1]

-6 اثر افزودنی های معدنی بر میزان جمع شدگی بتن

در تحقیقات انجام شده برای اوایل سن سخت شدن بتن با افزودنی معدنی بنتونیت رس با درصد های مختلف جایگزین شده در وزن سیمان در مقایسه با بتن با سیمان معمولی کاهش قابل توجه جمع شدگی خودبخودی را نشان داده است . بهینه سازی نتایج کرنش جمع شدگی خودبخودی در 10% جایگزینی بنتونیت رس بجای وزن سیمان بیشترین مقدار کاهش را در پی داشته است [22] .تحقیقات در مورد حفظ رطوبت نسبی ملات حاوی سیمان معمولی کاهش سریع میزان رطوبت به زیر 78% در طی عمل آوری را نشان داده است در حالی که میزان کاهش در ملات حاوی بنتونیت رس کمتر از ملات معمولی بوده است ، این نتایج نشان می دهند که بنتونیت رس سطح رطوبت نسبی را بهبود بخشیده که به علت حضور منافذ آب در بنتونیت رس می باشد که مانع از سقوط رطوبت نسبی به زیر 80% می شود.[22] در همین راستا (Payam Shafigh et al.,2014) در مطالعه انجام داده شده بر خواص مکانیکی و جمع شدگی بتن سبک وزن توسعه داده شده با دانه های سبک زائد پوسته بادام (OPS) به عنوان درشت دانه و رس منبسط شده گزارش داده اند که جمع شدگی دراثر خشک شدن OPS از بتن سبک با رس منبسط در تمام سنین بیشتر است ، نرخ افزایش جمع شدگی در اثر خشک شدن هر دو نوع بتن در ماه اول بسیار سریع می باشد و مقدار جمع شدگی در بتن OPS در هفته اول دو برابر بتن با رس منبسط است ، با این حال تفاوت بین جمع شدگی از دو بتن در زمان طولانی کاهش می یابد (Alexandre Bogas .[25] et al.,2014) در پژوهش انجام داده شده بر روی پارامترهای مختلف در جمع شدگی بتن سبک وزن با ساختار رسی گزارش کردند جمع شدگی بتن سبک با ساختار رسی (LWC) با توجه به سختی پایین تر کمتر از بتن با چگالی نرمال (NWC)در سنین پایین و بیشتر در سنین بالا می باشد و این رفتار اساساً به میزان آب در طول سنین اولیه و اثر محدودییت تمایل به کمتر شدن سخت شدن در سنین بعد می باشد ، همچنین جایگزین جزئی از شن و ماسه طبیعی با شن و ماسه سبک وزن افزایش جمع شدگی در تمام سنین را در پی دارد با ارزش حدود دو برابر بالاتر برای NWC پس از یک سال .[26]

در تحقیقات انجام شده جمع شدگی ملات حاوی سنگ آهک در مقایسه با سیمان معمولی در سنین اولیه تقریباً مستقل از اثرات مواد معدنی ترکیب شده با سیمان می باشد ، جمع شدگی کل نمونه های حاوی سنگ آهک کرنش بیشتری را نسبت به سیمان معمولی در اوایل سن بتن نشان داده است ، در بلند مدت جمع شدگی ملات حاوی سنگ آهک اثر قابل توجه ای را نسبت به ملات با سیمان نداشته است ، جمع شدگی در اثر خشک شدن نمونه ملات حاوی سنگ آهک اثر مثبت در یک سن را نشان داده است ، پس از اوایل سن بتن به علت پر شدن حفرات توسط خمیر سیمان حاوی سنگ آهک از جمع شدگی در اثر خشک شدن جلوگیری به عمل می آید (Katri RP et al .,1995) .[19] با جایگزینی 10% سیمان های سیلیکاتی در بتن با w/c=0.35 به این نتیجه رسیدند که جمع شدگی در سن پایین افزایش و در سن بالا کاهش می یابد (Jianyong L and Yan Y, 2001) .[27] در سه نوع بتن ساخته شده با سیمان معمولی ، 30% سرباره ، 10% میکروسیلیس و 30% سرباره با w/c=0.26مشاهده کردند که جمع شدگی در اثر خشک شدن عملاً در سنین مشابه می باشد . [28] در همین راستا (Ahmed Itim et al., 2011) با جایگزینی درصد های مختلف از سنگ آهک ، پزولان طبیعی و سیمان سرباره بجای سیمان در ملات سیمانی دریافتند که جمع شدگی در اثر خشک شدن نمونه ملات های حاوی سنگ آهک پس از هفته اول به علت پر شدن حفرات توسط خمیر ملات حاوی سنگ آهک از جمع شدگی در اثر خشک شدن جلوگیری به عمل می آید ، جمع شدگی در اثر خشک شدن نمونه ملات حاوی مواد پزولان طبیعی نشان داد که فعالیت اولیه این مواد به کاهش جمع شدگی بخصوص در روز اول می انجامد و تاثیر گذاری این کاهش پس از هفته اول زمانی که واکنش پزولانی شروع می شود روشن است و آن بخاطر کیفیت ساختار منافذ و اصلاح آن و جلوگیری از تبخیر آب می باشد ، سرباره با کمک نرمی و واکنش های هیدرولیکی خود برای متوسط نرخ جایگزینی 10% و 30% باعث کاهش خشک شدن ملات می گردد و در سنین اولیه ملات حاوی سیمان سرباره باعث توسعه یکسان جمع شدگی نسبت به ملات با سیمان معمولی می باشد .[29] به طور کلی ترکیب مواد معدنی جایگزین شده با سیمان تقاضا برای آب اضافی و حجم بیشتر از خمیر سیمان و شکل گیری CSH است که با پدیداری ساختار میکروسیلیسی خود مانع از جمع شدگی بتن می شوند .[30]

دانه های سرباره قلیایی فعال سطح زمین پتانسیل زیادی برای جایگزینی سیمان پرتلند از خود نشان داده اند -34] .[31 با این حال جمع شدگی در اثر خشک شدن بتن سرباره قلیایی فعال (AAS) نسبت به بتن با سیمان پرتلند اغلب گزارش می شود که مانع استفاده از این نوع بتن در ساخت و ساز می شود .[35] استفاده از مواد افزودنی معدنی (EA) در حال گسترش به عنوان یک پیشنهاد و راه حل مؤثر در جبران این پدیده می باشد (Xiao-hui Yuan et al., .[36] 2014) جبران جمع شدگی بتن با مواد افزودنی گسترش یافته حاوی آهک انیدریتی را مورد بررسی قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که با افزایش دوزهای مختلف جمع شدگی بتن به طور قابل توجهی کاهش می یابد ، جمع شدگی بتن بدون از 0.0004 تا 0.00045 میکرو استرین در سن 8 روز می باشد در حالی که این مقدار با اضافه کردن 4% از در مخلوط بتن از 0.00025 تا 0.0003 میکرو استرین کاهش می یابد ، مقاومت فشاری بتن AAS
بدون EA برای 1 و 3 روز به ترتیب 45.5 MPa و 51.33 MPa بوده است در حالی که مقاومت شاری بتن AAS با 2 ، 4 ، 6 و 8 درصد EA در 1 روز به ترتیب 51.44 MPa ، 69.83 MPa ، 47.87 MPa و 49.67 MPaو در 3 روز به ترتیب 57.99MPa ، 63.47 MPa ، 60.71 MPa و 57.81 MPa بود ، مقاومت فشاری در سن 7 و 28 روز برای بتن AAS با EA کمتر از بتن AAS بدون EA بوده است ، به طور کلی افزایش EA کاهش جمع شدگی در اثر خشک شدن ، افزایش مقاومت فشاری در سنین پایین و کاهش مقاومت فشاری در اواخر سن بتن AAS را در پی دارد .[36]
نسبت آب به سیمان پایین در بتن با مقاومت بالا جمع شدگی بزرگتری را از خود نشان می دهد ، بنابر این برای دوام و مقاومت بتن باید ارزیابی این مقدار برای کاهش ترک جمع شدگی اولیه صورت کیرد (Kyung-Hwan Min et .[37] al., 2010) مطالعه ای به عنوان بخشی از یک پروژه تحقیقاتی بر روی توسعه استفاده از بتن با مقاومت بالا برای فضاهای بزرگ زیر زمین به خصوص با توسعه بتن به مقاومت بالای 50 MPa برای مخلوط های بهینه با بخش های مختلف از خاکستر بادی و سرباره کوره که واکنش پوزولانی دارند انجام دادند ، میزان بهینه آب برای تمام مخلوط ها 170 کیلوگرم بر متر مکعب تعیین شد و به عنوان مواد سیمانی در آزمون با ترکیب مختلف از مواد به صورت دوتایی ( سیمان پرتلند + خاکستر بادی ) و به صورت سه تایی ( سیمان پرتلند + خاکستر بادی + سرباره کوره ) استفاده کردند و نتایج مقاومت فشاری 30 MPa در 7 روز برای تمام مخلوط ها بدست آمده است ، استفاده از خاکستر بادی و سرباره کوره جمع شدگی در اثر خشک شدن را کاهش میدهد و سرباره کوره مؤثرتر از خاکستر