■物理贡献（Physical contributions）
微填充效应：添加硅灰带来数百万的微小颗粒到混凝土混合料中。正如细骨料填充粗骨料颗粒，硅灰填充于水泥颗粒之间。该现象常称颗粒填充（particle packing）或者微填充效应（micro-filling）。即使硅灰没有发生化学反应，其微填充效应也会导致混凝土性能的显著改善。
硅灰与其他混凝土成分的粒径比较 COMPARISON OF SIZE OF SILICA FUME PARTICLES AND OTHER CONCRETE INGREDIENTS |
物资（MATERIAL） | 公称尺寸（NOMINAL SIZE） | 国际单位（SI UNITS） |
硅灰颗粒（Silica fume particle） | 不适用（N/A） | 0.5μm |
水泥颗粒（Cement grain） | 325目筛（NO.325 sieve） | 45μm |
砂粒（Sand grain） | 8号筛（NO.8 sieve） | 2.36mm |
粗骨料（Coarse aggregate particle） | 3/4 inch sieve | 19.0mm |
硅灰流变性效应：硅灰在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料，微小的球状体可以起到润滑的作用。
硅灰作用：降低粘度，提高屈服值，提高混凝土拌合物的稳定性，降低对原材料变异和配料误差的敏感性
■化学贡献（Chemical contributions）
因无定形的SiO₂含量高，硅灰是混凝土配合比中火山灰活性极高的辅助胶凝材料。随着混凝土中的水泥开始化学反应释放氢氧化钙（calcium hydroxide）。硅灰与氢氧化钙反应再生成称为水化硅酸钙（calcium silicate hydrate）的粘结剂，类似于水泥反应时所形成的水化硅酸钙。这种再生的粘结剂极利于硅灰混凝土增加其强度。
水泥反应式（Cement reaction）:
2 (3 CaO • SiO₂) + 6 H2O = 3 CaO • SiO₂ • 3 H2O + 3 Ca(OH)₂
火山灰质材料消耗氢氧化钙（CH）并生产更多的水化硅酸钙（C-S-H）粘接剂（Pozzolanic materials consume lime and form even more CSH binder phases）：
3 Ca(OH)₂ + SiO₂ = 3 CaO • SiO₂ • 3 H2O ® （二次水化反应）
■其他贡献
•硅灰在混凝土中的抗渗特性
混凝土是一种透水材料，它的渗透性与它的孔隙率、孔隙分布及孔隙连通性有关。硅灰混凝土因其微填充效应和二次水化反应物——新生成的水化硅酸钙堵塞混凝土中的渗透通道，故硅灰混凝土的抗渗能力极强。
• 硅灰在混凝土中的高抗冻特性
• 硅灰抗氯离子渗透特性
•硅灰的高耐火性能
添加硅灰能提高浇注型耐火材料的流动性、减少用水量，使其易于成型，生产效率大为提高；硅灰的微填充效应大幅度提高了耐火材料的致密性和强度；高活性的硅灰在Al2O3成份作用下更易生成莫来石相，能明显提高耐火材料的高温强度和热震性。
