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水泥产品在水化过程中，会释放热量，同时产生较多的氢氧化钙。氢氧化钙比较稳定，对于水泥产品来说，是一种有害物质。具体表现为：水泥中的强度有效成份为水化硅酸钙（C-S-H）凝胶，氢氧化钙的存在导致水泥中一部分钙离子不能完全形成凝胶，从而导致最终性能达不到理想要求；同时，氢氧化钙能微溶于水，在产品表面遇水时，一部分氢氧化钙会随着水分跑到产品表层，导致泛碱发白，影响产品外观。
气相二氧化硅应用于水泥中，氢氧化钙可以被气相二氧化硅消耗掉，理论上可以有效减少产品泛碱发白的现象。根据水泥型号的不同、各个产品水泥用量的不相同，气相二氧化硅不同的添加量可以有效地缓解水泥制品的泛碱发白现象。
此外，气相二氧化硅颗粒具有良好的火山灰活性,在7d龄期内与氢氧化钙反应迅速,放出热量促进了水泥水化反应的进行，有效细化了氢氧化钙晶粒,生成胶结力强、比表面积大的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,提高了水泥强度,降低了骨料表面氢氧化钙含量,使水泥浆体与骨料过渡区的结构得到改善,从而使混凝土的强度得到提高。
另一方面，水泥、混凝土内凝胶空隙、毛细管空隙和水化硅酸钙层结晶空隙的范围为1-mm,气相二氧化硅可以物理填充以上空隙,从而提高混凝土的密实度,进而提高了相应的强度。
总的来说，掺入适量纳米二氧化硅能使水泥、混凝土的各龄期强度均有所提高，且表现出对早期强度的提升作用明显,对后期强度影响较弱的特点。从优化混凝土力学性能的角度看,纳米二氧化硅的掺量存在一个适宜范围。
参见下图：