在当今建筑材料领域，硅灰作为一种特殊的材料，正逐渐成为混凝土性能优化的关键因素。硅灰是硅铁合金厂和金属厂冶炼硅铁合金或金属硅时从烟尘中收集的一种飞灰，其年产量颇为可观。若不能对其进行合理利用而直接排放到环境中，将会给环境带来极为严重的污染。故而，近年来硅灰的回收与利用备受材料研究者的瞩目，将其应用于混凝土工业更是实现了变废为宝的壮举。
相较于普通混凝土，含有硅灰的混凝土在微观结构层面展现出鲜明的特质，其结构均匀性显著提升。于低水胶比的情境下，硅灰的融入促使水泥石的微观结构发生深刻演变。原本水泥石中的微结构可能存在较多孔隙且结晶状态相对良好的水化物，而在硅灰介入后，逐渐转变为由结晶不良的水化物主导构建的体系，进而形成一种孔隙率大幅降低且更为致密紧实的基质构造。伴随着硅灰含量的逐步递增，水泥石内部发生了重要的化学反应转化，即氢氧化钙（Ca(OH)₂）向硅酸钙水化物的转变量持续增加。这一变化直接导致水泥石中的 CH 含量呈现出随硅灰掺量上升而下降的趋势。并且，剩余的 CH 与未添加硅灰的硅酸盐水泥相较而言，其晶粒的形成更倾向于细小化，这种微观结构的改变对于提升水泥石的整体性能具有积极意义。

在普通硅酸盐水泥中引入硅灰后，水化物中的化学组成比例发生了显著变化，其中 Ca/Si 比值明显减小。这一化学组成的改变赋予了水化物独特的性能优势，使其具备更强的与其他离子相结合的能力。从宏观性能表现来看，水泥石抗离子侵入的屏障作用得以强化，能够更为有效地抵御外界有害离子的渗透侵蚀。同时，对于碱 - 骨料反应这一可能严重损害混凝土耐久性的问题，也具备了更强的抑制能力，从而极大地提升了混凝土结构在复杂环境下的稳定性与耐久性。

与此同时，硅灰在混凝土中还对骨料与水泥石之间的界面过渡区有着积极的改善作用。当混凝土中掺有硅灰时，能够促使骨料周围被致密的无定形的 C - S - H 相所充分填充包裹。以含有 10%硅灰的水泥砂浆微观结构研究为例，在水化历经 28 天之后，对试样进行微观孔隙结构分析发现，其总孔隙率相较于未添加硅灰的对照组提高了 8%。深入探究其内在原因，是由于硅灰与 Ca(OH)₂之间的火山灰反应呈现出高度均匀的分布特性，并非如传统认知中那样集中于界面区域。相反，该反应主要发生在浆体的毛细结构内部。这种独特的反应分布模式犹如在浆体内部的毛细管道中设置了一道道“阻塞关卡”，在很大程度上有效堵塞了浆体内部原本可能存在的毛细通道，使得孔隙率显著降低。而孔隙率的降低直接关联着混凝土强度的提升，尤其是在试样硬化后期，强度的增长更为明显，为混凝土结构在长期承载与环境作用下的性能表现奠定了坚实的微观结构基础。
新拌混凝土作为水泥、水、集料以及外加剂相互交融混合而成的复杂体系，其性能的优劣对于浇筑工程的质量以及混凝土结构长期的耐久性均有着极为关键的影响。其中，和易性与流变性乃是新拌混凝土性能的核心表征要素。

诸多研究表明，硅灰的掺入能够显著增强混凝土拌合物的密实性。这是由于硅灰颗粒具有极高的细度与巨大的比表面积，它们能够在混凝土体系中均匀分散，并填充于水泥颗粒、集料以及其他孔隙之间，从而减少了内部空隙的存在，使得混凝土结构更为致密。然而，硅灰的掺量并非越多越好。当硅灰掺量达到 4% 以上时，混凝土拌和物的黏聚性会呈现出明显的增加趋势。这一现象主要归因于硅灰的高活性以及其与水泥水化产物之间的相互作用，使得混凝土各组分之间的吸引力增强，从而导致流动性开始变差。经过大量实验与综合分析发现，从整体性能平衡的角度考量，较为适宜的硅灰掺量约为水泥总用量的 2%。在此掺量下，混凝土既能保持良好的密实性，又能维持相对合适的和易性与流动性。

进一步研究水灰比为 0.35 的特定情境时发现，在停止搅拌后的 0 - 50 分钟内的任意时刻进行坍落度测量，结果显示坍落度会随着硅灰掺量的增加而呈现上升趋势。这一结果看似与之前硅灰掺量过高导致流动性变差的结论相悖，但实则是由于在该水灰比条件下，硅灰的填充与分散作用在一定范围内占据主导，改善了混凝土的工作性能。而当硅灰掺量为 6% 时，混凝土的坍落度与扩展度能够同时达到最大值。这表明在这一掺量下，硅灰对混凝土流变性能的改善效果达到了一个峰值状态，能够使混凝土在施工过程中展现出最佳的流动性与填充性，从而更易于进行浇筑、振捣等施工操作，确保混凝土结构的均匀性与密实性。