مواد سیمانی به همراه ریزترین مصالح سنگی کمتر از۲۵ میکرون، ریزدانه های بتن را تشکیل می دهند. این مواد ریز، نقش تعیین کننده ای در میزان آب، کارآیی و تراکم بتن دارند. از آنجا که مواد افزودنی با اثر فیزیکی نیز باعث تغییر خواص یاد شده می شوند، لذا ریزدانه های بتن و مواد افزودنی دارای اثر فیزیکی، بر روی یکدیگر اندرکنش خواهند داشت.

مواد افزودنی هوا زا مولکولهای قطبی آب نیز تمایل شدیدی به جذب یکدیگر دارند و برای جدا کردن آنها از یکدیگربه انرژی قابل ملاحظه ای نیاز است، بنابراین آب دارای انرژی سطحی (کشش سطحی)زیاد است مکانیزم واکنش افزودنی هوازا کاهش کشش سطحی آب است. و یکسر آنها (hydrophilbic) آب گریز مواد افزودنی هوازا از مولکولهای زنجیره طویلی تشکیل شده اند که یکسر آنهاست. سرآب دوست آنها جذب مولکولهای آب می شود وسرآب گریز آنها موجب کاهش
(hydrophilbic) آب دوست کشش سطحی آب می شود. کاهش کشش سطحی آب امکان ایجادحباب هوا رامیسر می سازد.

با مقاومت والاستیسیته کافی در اطراف حبابهای هوا پدید(مانند حباب صابون) مواد افزودنی هوازا یک فیلم محکم ودافع آب می آورد، بگونه ای که حبابهای هوا را در برگرفته و پایدار می کند و از به هم پیوستن حبابها نیز جلوگیری بعمل می آورد.

خاصیت دافع آب بودن این فیلم از ورود آب به داخل حباب هوا چلوگیری می کند. عمل هم زدن و اختلاط مخلوط موجب پراکنده شدن این حبابها در بتن می شود. حبابهای هوا محبوس، که در همه بتن ها ایجاد می شوند و در حقیقت تابعی از ویژگیهای سنگدانه هستند،

دارای اندازه ۱۰۰۰ یا بیشتر هستند در حالیکه حبابهای هوایی که به طور عمده ایجاد می شوند بطور عمده دارای قطر بین ۱۰ میکرون (۱میلیمتر) تا ۱۰۰ میکرون هستند.

این مواد بشکل ذرات بسیار ریز معدنی موجب بهبود خواص بتن می شود، کارایی و انسجام بتن تازه و همچنین مقاومت و نفوذ پذیری بتن سخت شده را بهبود بخشیده و رنگ بتن را تغییر می دهند.

این مواد به سه گروه تقسیم می شوند:

1. افزودنی های معدنی خنثی و رنگدانه ها که برای تولید بتن رنگی به کار می روند این ترکیبات معدنی مانند اکسید آهن که برای رنگهای قرمز، قهوه ای سیاه و زرد و اکسید کرم که برای رنگ سبز مورد استفاده قرار می گیرند باید در مقابل نور و قلیا ییها مقاوم باشند  و در واکنشهای آبگیری سیمان دخالت نکنند.
2. پوزولانها عبارتند از مواد سیلیسی که به تنهائی فاقد ارزش چسبانندگی بوده اما در مجاور رطوبت طی واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم در دمای معمولی ترکیبهای با خاصیت سیمانی به وجود می اورند.

موارد کاربرد:

. کاهشمیزان سیمان

.کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرآیند آبگیری سیمان

. بهبود کارایی بتن

.افزایش مقاومت بتن

.افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوذپذیری

(پوزلانهای صنعتی به طور عمده شامل خاکستری بادی و دوده سیلیسی است)

۳-افزودنی های شبه سیمانی که فقط در محیط های قلیایی با آب واکنش مشابه سیمان پرتلند نشان می دهند متداولترین این مواد روباره آهنگدازی است.

بطورکلی دلایلی و مزایای حاصل از استفاده مواد افزودنی در بتن مصرفی در پروژه های سدسازی را می توان به شرح زیر دسته بندی کرد:

اغلب سعی می شود که سنگدانه مورد نیاز پروژه سدسازی را از منابع قرضه های نزدیک به ساختگاه سد تامین شود. دستیابی به مشخصا ت مورد نظر سنگدانه پرهینه و در شرایطی بسته به خصوصیات قرضه، ممکن است غیر عملی باشد با استفاده از مواد افزودنی می توان بربسیاری از نارسایی های فیزیکی و شیمیایی سنگدانه موجود غلبه کرد و از همان مصالح در تحقیقات انجام شده، بیانگر این واقعیت است که دوده سیلیسی به عنوان یک افزودنی معنی می توان به میزان قابل توجهی انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه را کاهش دهد.

با استفاده از مواد افزودنی شیمیایی نیز می توان بربسیاری از نقایص فیزیکی  سنگدانه ها مانند کمبود ریزدانه ها غلبه کرد.

بدیهی است که در این موارد باید بین هزینه دستیابی به مشخصات مورد نظر از طریق تغییر قرضه، نصب تجهیزات اضافی، طولانی تر کردن فرایند تولید سنگدانه از یک سو و. بهبود خواص سنگدانه موجود با استفاده از مواد افزودنی از سوی دیگر یک مقایسه اقتصادی انجام گیرد.

این نوع ماده افزودنی در مواردی بکار می روند که امکان یخ زدن بتن تازه فراهم باشد

(دمای زیر صفر درجه) ضدیخ ها دو کار عمده انجام می دهند:

۱- دمای انجماد آب را بسته به میزان مصرف آنها پائین می آورند.

۲- تا حدی نقش تسریع کننده دارند.

استفاده از ضدیخ در بتن ، همچنین باعث کاهش مقاومت نهائی بتن می شود. میزان مصرف آن براساس توصیه کار خانه سازنده تعیین می شود.

به منظور بهبود کارایی بتن تازه به کار می رود که به نام پلاستی سایزر و نوع مرغوب آن به نام سوپر پلاستی

سایزر یا فوق روان کننده عرضه می شود. روان کننده ها به میزان جزئی مقاومت فشاری بتن راکاهش می دهند ولی تاثیر افزایش نسبت آب به سیمان برای رسیدن به کارایی مناسب در مقایسه با اضافه کردن روان کننده، در کاهش مقاومت فشاری بتن، به مراتب بیشتر است.

مواد افزودنی تسریع کننده (زودگیر کننده ها)

این ماده به منظور تسریع در گیرش بتن و کسب مقاومت بتن در سن کمتر یا به هر دو منظور به کار می رود.

از جمله مشهورترین و بهترین تسریع کننده کلرور کلسیم ۲(cacl) می باشد

.این ماده را ابتدا با آب بتن مخلوط کرده سپس به مخلوط شن و ماسه و سیمان می افزایند.

نکته۱: استفاده از این ماده در بتن بدون آرماتور مجاز است و مقدار آن نباید از ۲ درصد وزنی سیمان تجاوز کند.

نکته۲: در سازه های آبی (دیوار های مخازن و کانالهای آب) نباید از این ماده استفاده نمود چون آب در بتن نشت کرده و از کلرورسدیم مصرفی آنچه را عمل نکرده است مجددا فعال میکند.

نکته۳: مواد دیگری از جمله کلرورسدیم و کلرورباریم را می توان جزء تسریع کنندها شمرد.