در دسترس بودن فوق روان کننده ها و تقریبا سابقه 30 ساله کاربرد آنها منجر به توسعه بتن ها و ملات های ابتکاری برای کاربردهای تخصصی در ساخت و سازهای جدید و تعمیر سازه های تخریب شده، گردیده است. چهار مورد از کاربردهای تخصصی عبارتند از: (1) بتن با مقاومت و کارایی بالا؛ (2) بتن با کارایی و حجم سربار با خاکستر بادی؛ (3) بتن و ملات خود تراز شونده و خود متراکم شونده و (4) شاتکریت مسلح با الیاف (فیبر) در قسمت زیر بررسی می شوند. بتن با کارایی بالا (HPC) به عنوان یک ماده مهندسی شده تعریف می شود که در آن یک یا چند ویژگی خاص از طریق انتخاب با دقت و نسبت بندی اجزاء آن بهبود یافته است. این نوع بتن با یک نسبت آب به چسباننده کم شناخته می شود. اگرچه اجزاء اساسی آن با بتن های سنتی یکسان است، طوری عمل می کند که منجر به یک ماده سخت شده با یک ریز ساختار خیلی متراکم که دارای حفرات ریز می شود که به هم از درون متصل نیستند. این دو ویژگی ریز ساختارها ایجاد خصوصیاتی متفاوت از لحاظ مقاومت مکانیکی، دوام و جمع شدگی می کند که HPC را تبدیل به ماده خیلی متفاوتی از بتن معمولی می کند. به علت ریز ساختار خیلی متراکم آن، به شدت ورود رطوبت و نمک های خورنده را به بتن کاهش می دهد. در نتیجه، HPC قادر به تحمل بارگذاری های اجرایی بیشتر را دارد و به محیط های خورنده به نسبت بتن معمولی، با دوام تر است. با این وجود، چنین خصوصیاتی، جمع شدگی در بتن با نسبت آب به سیمان کم یا بتن با فوم سیلیکا در طی عمل آوری رخ می دهد و سپس جمع شدگی شیمیایی رخ می دهد. کاهش حجم میکروسکوپی بتن سخت شده ناشی از هیدراتاسیون سیمان، حرکت رطوبت از محیط خارجی، تغییر دما، یا کربناسیون به عنوان جمع شدگی خودکار شناخته می شود. تحقیقات نشان داد که جمع شدگی خودکار خیلی کمتر از جمع شدگی ناشی از خشک شدن است و تصور می شد که می توان از آن برای اهداف عملی صرف نظر نمود. با این وجود چندین محقق نشان داده اند که جمع شدگی خودکار یکی از مهم ترین خصوصیاتی است که باید برای کنترل ترک در سازه های بتنی با مقاومت بالا مد نظر داشت. همین امر بر اهمیت زمان بندی و درجه عمل آوری تاکید می کند.
از آنجایی که HPC برای اغلب کارخانه های بتن آماده و عوامل کاری که با این نوع بتن پیش از این تعامل نداشته اند، جدید است، باید تمامی گروه های درگیر در یک پروژه ساختمانی پیرامون تولید، بتن ریزی، عملیات تکمیلی و عمل آوری HPC آگاه باشند. این موارد سه عنوان اساسی را پوشش می دهند:
معضلاتی که باید با آن پیش از شروع ساخت و ساز مواجه شد.
تولید و بتن ریزی HPC در زمین
ملاحظات پس از بتن ریزی
چون برای هر گونه نصب و ساخت و ساز در زمین از مواد در دسترس محلی استفاده می شود، نسبت های اختلاط ممکن است که بر اساس ویژگی سنگدانه، سیمان و برند خاص افزودنی ها تنظیم شود. ترکیب های آزمایشی در آزمایشگاه باید به تعداد کافی انجام شود تا از کارایی و عملکرد مطلوب اطمینان حاصل شود. ترکیب آزمایشی در آزمایشگاه و آزمون نمونه ها باید تا جایی که امکان دارد در شرایطی که نزدیک به شرایط مورد انتظار در زمین است انجام شود. زمانی که نسبت های اختلاط تعیین شد، نمونه های میدانی باید به کارخانه ترکیب هدایت شود تا نسبت های اختلاط را در آنجا تایید کنند، فرایند تولید ارزیابی عملکرد بتن برای اطمینان از مطابقت با مشخصه ها این کار صورت می گیرد. آزمون های کارخانه ای باید زمان حمل و نقل و اختلاط در کامیون را محاسبه کنند و بتن باید همان گونه که برای کاربرد در مقیاس بزرگ در نظر است، بتن ریزی شود. با فرستادن نمونه های میدانی به آزمایشگاه از مشکلات جدی در طی بتن ریزی مبرا خواهد شد و به آنهایی که در پروژه درگیر هستند امکان می دهیم که اندازه کافی با HPC آشنا شوند.
کنترل شدید میزان آب موجود، از جمله مواردی است که باید به عوامل اجرایی کارخانه ترکیب تاکید شود. به علاوه، توجه بیشتری باید به فرایند ترکیب گردد. به منظور حصول اطمینان از اینکه مواد مناسب با ترتیب صحیح لحاظ شده اند، رانندگان باید بدانند که تاخیر در حمل و نقل می تواند موجب مشکلات جدی شود. آنها باید همچنین به لزوم تخلیه کامل و شست و شو پیش از وارد کردن مواد به مخزن کامیون آگاه باشند. پرسنل پیمانکار باید از طبیعت چسبناک HPC، اطلاع یابند. این امر تا حدی به دلیل نسبت آب به سیمان پایین مخلوط ها می باشد.

بتن با کارایی بالا

مهندس ساخت بتن باید از اثرات یک ترکیب از افزودنی ها، اثرات فزاینده در دزهای بالاتر، بر هم کنش، اثرات معکوس و هم افزا، تغییراتی که از برندهای سیمان مختلف به وجود می آید، دمای محیطی و نسبت- های آب به سیمان کاملا آگاه باشد، تا اینکه بتواند اعمال پیشگیرانه یا جبرانی را صورت دهد. برخی نکات مهم که باید مورد ملاحظه واقع گردد عبارتند از:
- میزان آب موجود اولیه پایین مستلزم کاربرد دزهای زیاد عوامل کاهنده آب در حد بالا هستند که ممکن است گیرش بتن را به تاخیر بیندازد. در برخی موارد، کاهش در مقاومت در سنین اولیه را بخصوص وقتی دماهای محیطی معتدل هستند در پی دارد.
- تعداد عوامل هوازی لازم برای این بتن ها به طرز قابل توجهی بیشتر از بتن های سنتی است.
- بازدارنده های خوردگی مثل کلسیم نیتریت، تسریع کننده می باشند و بسته به پیمانه مصرفی آنها ممکن است موجب افت اسلامپ سریع و کوتاه شدن زمان گیرش به هنگام افزوده شدن در کارخانه ترکیب بتن گردد.
چون HPC تقریبا هیچ آب انداختگی در بر ندارد، کاربرد هر دیرگیر کننده تبخیری همچون کدر کردن سطح بتن یا روش سنتی اعمال یک غشاء عمل آوری، بلافاصله باید انجام گیرد تا ترک های جمع شدگی شکل پذیر (پلاستیک) حداقل شود. به علت تغییرات حرارتی بتن در سنین اولیه، همزمان با متحمل شدن افت های حرارتی چشمگیر، ترک خوردگی زودرس ناشی از پوشش درز با تاخیر (پس از 12 ساعت) احتمال بالایی دارد. در نتیجه عمل آوری صحیح و پوشش بتن باید در کوتاه ترین زمان ممکن رخ دهد تا از ترک خوردگی بتن اجتناب شود. پیش از آغاز ساخت و ساز، نشستی باید برگزار شود که در آن گروه های مربوط تمام جنبه های نمونه های میدانی را بررسی کنند و مشکلات بالقوه را در نظر بگیرند.