به منظور تعیین درصد بهینه مقدار پوزولان های سیرجان و گدارسفید بافت واقع در استان کرمان به عنوان جایگزین انواع سیمان، نخست میزان فعالیت پوزولانی آن ها با دو روش تعیین گردیده و سپس مخلوط های مختلف بتنی با درصدهای متفاوت پوزولان جایگزین تهیه و مقاومت فشاری نمونه ها در سنین مختلف به دست آمده است. بر مبنای نتایج مقاومت فشاری 28 روزه، درصدی از پوزولان ها که به نظر می رسد برای جایگزینی مناسب باشند، به عنوان درصد بهینه انتخاب گردیده و با انجام آزمایش های طولانی مدت گوناگون، خواص مکانیکی بتن های پوزولانی با نمونه های شاهد مقایسه شده و به صورت کیفی مورد مطالعه قرار گرفته اند. همچنین با توجه به نقش مهم دوام، نمونه های بتنی با و بدون پوزولان های یاد شده با انواع سیمان ها تهیه و برای شرایط مختلف محیطی مورد ارزیابی قرار گرفته اند.

امروزه به دلیل اثرات زیست محیطی مضر تولید سیمان پرتلند، تحقیق در مورد چسباننده­های آهکی-پوزولانی به عنوان جایگزین سیمان، به صورت مدرن مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق با هدف رسیدن به خواص مطلوب برای بتن با چسب غالب آهکی-پوزولانی، بتن­های مختلف با ترکیبات دوگانه و سه­گانه از آهک هیدرولیکی با دوده سیلیس، سرباره کوره ذوب آهن و زئولیت و 2 نسبت با ترکیب 30% سیمان پرتلند با آهک و پوزولان، به همراه بتن معمولی ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت. برای بهبود کارایی بتن از فوق روان­کننده در همه مخلوط­ها استفاده شد. نسبت آب به چسباننده بتن برای همه نمونه­ها برابر 35/0 بود، به استثنای نمونه­های حاوی زئولیت که با توجه به عدم امکان ساخت در نسبت کم، برابر 45/0 در نظر گرفته شد. آزمایش اسلامپ روی بتن تازه و مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 56 روزه، مقاومت کششی دو نیم شدن در سن 28 روزه و مقاومت خمشی در سنین 14 و 28 روزه بر روی بتن­های سخت شده انجام گرفت. نتایج اسلامپ نشان داد که استفاده از فوق روان­کننده در بتن­های آهکی-پوزولانی، موجب ارتقای کارایی آنها می­شود که بیشترین اسلامپها در بتن آهکی سیمانی سرباره­ای و آهکی سیلیسی سرباره­ای به ترتیب برابر 23 و 22 میلی­متر به دست آمد. از نتایج مقاومتی بتن­های آهکی-پوزولانی نیز مشخص شد که 4 نسبت مخلوط (دو نسبت شامل 50% آهک و 30% سیمان پرتلند با 20% دوده سیلیس یا 20% سرباره و یک نسبت با ترکیب 50% آهک، 25% دوده سیلیس و 25% سرباره و دیگری با ترکیب 70% آهک و 30% دوده سیلیس) با کسب بیشترین مقاومت فشاری، کششی و خمشی، خواص قابل رقابتی را با بتن معمولی نشان دادند و مقاومت فشاری 28 روزه آنها بیش از  MPa30 (به ترتیب برابر MPa 6/58، 40. 2، 40. 1 و 33. 5) به دست آمد. با انجام آنالیز حرارتی روی نمونه­های بتنی مشخص شد که به طور کلی در بتن آهکی-پوزولانی، دوده سیلیس با مصرف بیشتر کلسیم هیدروکسید فعال­تر از سرباره کوره ذوب آهن عمل می­کند و هردوی آنها از زئولیت فعال­تر هستند.

در سال های اخیر، توجه محققین به بازیافت ضایعات مختلف صنعتی و کشاورزی در تولید بتن معطوف شده است. هزاران تن از پسماندهای کشاورزی و محصولات جانبی صنعتی هر سال تولید می شوند. بنابراین جهت صرفه جویی در هزینه و مصرف انرژی و جلوگیری از آلودگی محیط زیست، مطالعه خواص و امکان بازیافت آنها ضروری به نظر می رسد. ضایعات مختلف صنعتی و کشاورزی با خواص پوزولانی نظیر میکروسیلیس، خاکستر بادی، روباره کوره آهن گدازی، خاکستر پوسته برنج و خاکستر باگاس می توانند سهم عمده ای در تولید و بهبود خواص بتن ایفا نمایند. در تحقیق حاضر، خواص ملات حاوی خاکستر باگاس «کارخانه کشت و صنعت کارون» و پوزولان های مختلف در مقایسه با نمونه های شاهد (بدون پوزولان) مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. بدین منظور آزمایشاتی با استفاده از 19 طرح اختلاط انجام شده است از میان مخلوط های ساخته شده، 9 مخلوط دارای خاکستر باگاس سوزانده شده در دماهای مختلف، 3 مخلوط دارای خاکستر پوسته برنج، 3 مخلوط حاوی میکروسیلیس و 3 مخلوط دارای تراس هستند، این مواد پوزولانی، به عنوان ماده جایگزین سیمان در مخلوط ها استفاده شده اند. یک مخلوط نیز جهت کنترل فقط با سیمان ساخته شده است. این مطالعه نشان می دهد که خاکستر باگاس می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی جایگزین سیمان گردد.

یکی از بحران های پیش روی بشر آسیب به محیط زیست است. عدم مدیریت و توجه کافی به انتشار گازهای گلخانه ای حیات انسان بر کره زمین را تهدید می کند. با توجه به انتشار گاز گلخانه ای CO2 ناشی از تولید سیمان، یافتن راهی جهت کاهش مصرف سیمان در بتن بعنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی، اولویت دارد. در این مقاله یک پوزولان طبیعی از ایران با خواص فیزیکی و شیمیایی مناسب برای جایگزینی بخشی از سیمان در بتن معرفی و خواص مهندسی آن بررسی شد. برای تقویت مقاومت آن، الیاف فولادی و پلی پروپیلن به صورت جداگانه و هیبرید با پوزولان معدنی جدید در بتن استفاده شد. با توجه به بررسی و بهینه سازیهای قبلی، پوزولان معدنی با کسر وزنی 15 درصد سیمان در بتن استفاده شد. مقایسه میزان مقاومت نمونه های پوزولان معدنی محلی با سایر بتن های پوزولانی مشهور نشان داد که بتن با پوزولان محلی، مقاومتر از بتن سیمانی معمولی می باشد. همچنین، بتن حاوی الیاف فولادی و پوزولان محلی از مقاومت فشاری بیشتری نسبت به سایر نمونه ها برخوردار است. نمونه های بتن پوزولانی حاوی ترکیبی از الیاف فولادی و پلی پروپیلن عملکرد بهتری در مقاومت خمشی نسبت به نمونه های دیگر داشتند و چقرمگی ضربه ای این نمونه ها نیز نسبت به سایر نمونه ها بهتر بوده است. بررسی ها نشان داد مقاومت ضربه ای نمونه های حاوی پوزولان معدنی محلی نسبت به بتن سیمانی معمولی در 28 و 90روز به ترتیب 3.75 و 8.33 درصد بیشتر بوده است. نتایج آزمونها بصورت کلی بیان می دارد پوزولان معدنی محلی مورد مطالعه، می تواند گزینه مناسبی برای جایگزینی بخشی از سیمان در بتن باشد و ضمن بهبود مشخصات مهندسی بتن، نه تنها مصرف سیمان را تا حد زیادی کاهش دهد که یافته ای ارزشمند برای حفاظت از محیط زیست و ساخت و تولید بتن سبز است.

در البرز مرکزی واحدهای ولکانیکی زیادی در دورانهای مختلف زمین شناسی بویژه دوران سنوزوئیک رخنمون یافته اند. بعضی از واحدهای ولکانیکی کم بلور و شیشه زیاد در صنعت سیمان به عنوان پوزولان استفاده می شود. با نمونه برداری از واحدهای مختلف البرز مرکزی و معالعه پتروگرافی و ژئوشیمی آنها، تعداد 13 نمونه جهت کاربرد در سیمان پوزولانی بعنوان جایگزین آماده شد. در بررسی پتروگرافی نمونه ها پدیده دگرسانی غیر زئولیتی غالب و مهمترین عامل در بازدارندگی مقدار فعالیت پوزولانی است. در این مطالعه از سه روش مختلف جهت سنجش خاصیت پوزولانی استفاده و نتایج آنها با هم مقایسه شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در نمونه های البرز مرکزی روش شاخص مقاومتی مطابق با ASTM C-618، انطباق خوبی با نتایج دو آزمون ترموگراویمتری و تعیین غلظت تعادلی ندارد. اما نتایج آزمون ترموگراویمتری Tg با نتایج تعیین غلظت تعادلی مطابقت خوبی نشان می دهد. اگرچه در بسیاری از مطالعات مبنای استانداردی نمونه های پوزولان را بر اساس شاخص مقاومتی می سنجند لیکن نتایج به دست آمده از تعیین فعالیت پوزولانی به روش شاخص مقاومتی نمی تواند بعنوان تنها شاخص ارزیابی برای میزان فعالیت پوزولانی در نظر گرفته شود. ویژگی های پتروگرافی سنگها بعنوان مکمل ویژگی های شیمیایی بسیار مفید و تعیین کننده است.

سیمان پرتلند به عنوان یکی از مصالح آلاینده محیط زیست، موجب بهبود دوام در اکثر محیط های آسیب رسان و افزایش عمر مفید سازه های بتنی می گردد. بدین سبب انجام تحقیقات بر روی مواد جایگزین سیمان با خواص مطلوب و امکان تولید صنعتی آن ها در کشور امری اجتناب ناپذیر به شمار می رود. پوزولان های طبیعی، سرباره های آهن و مس، خاکستر بادی، دوده سیلیس، خاکستر پوسته شلتوک برنج و رس کلسینه شده از جمله مواد جایگزین سیمان هستند که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته اند. همچنین استفاده از برخی نانومواد از جمله نانوسیلیس و نانورس به صورت کامپوزیت با سیمان در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. هیدروکسیدهای دو لایه ای(LDHها) مواد دوبعدی هستند که به آن ها رس های آنیونی نیز گفته می شود. گزارش هایی از استفاده از LDHها به عنوان جایگزین سیمان وجود دارند اما تاکنون مطالعه جامعی برای بررسی اثر بر خواص سیستم های مختلف سیمان وجود ندارد. در این مطالعه اثر جایگزینی بخشی از سیمان با Mg-Al-CO3 LDH کلسینه شده و کلسینه نشده با مقدار 2% جرم سیمان، بر نرخ واکنش هیدراسیون و برخی خواص ملات سیمانی از جمله جذب آب، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج به دست آمده با نمونه های مرجع مقایسه شدند. روش های طیف نگاری فلوئورسانس پرتوایکس (XRF)، پراش پرتوایکس (XRD) میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) به منظور تعیین مشخصات و خواص LDH مورد مطالعه، مورد استفاده قرار گرفتند.

خاکسترهای بادی شامل آهک زنده (CaO)، سولفات سدیم(CaSO4)  و لارنیت(BCa2SiO4)  هستند. آبگیری آنها در دمای محیط منجر به تشکیل اترنژیت، آهک آبدیده و گچ می شود. تبلور اترنژیت باعث ترک و شکاف سریع تولیدات هیدراته می گردد. قابلیت خاکستر های بادی سولفوکلسیک در تولید آهک هیدراته(Ca(OH)2) ، سبب شد تا از آنها برای تولید سیمانهای پوزولانی استفاده شود. در آغاز خاکسترهای بادی سولفوکلسیک را به صورت پودر در آورده و سپس آن را در شرایط محیط یا در اتوکلاو (2 و 6 ساعت و در(130°C  آبگیری می نماییم. میزان هیدراتاسیون، با مطالعه مقاومت فشاری و آنالیز تولیدات با روش حرارتی (DTA) و پرازش سنجی با پرتوایکس  (XRD)در زمانهای مختلف هیدراتاسیون بررسی شده است. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می دهند که می توان از خاکسترهای بادی سولفوکلسیک در تولید سیمانهای ارزان قیمت و پوزولانی ضد سولفات استفاده نمود.