在硅酸鹽水泥水化過程中，水泥水化反應(yīng)生成水化硅鈣凝膠(C-S-H)、氫氧化鈣(Ca(OH)2)和鈣礬石等水化產(chǎn)物。其中Ca(OH)2對強度有不利影響。硅灰中高度分散的SiO2組分能與Ca(OH)2反應(yīng)生成C-S-H凝膠，即所謂火山灰效應(yīng)：
Ca(OH)2+SiO2+H2O→C-S-H
許多研究表明：在有硅灰存在的情況下，水泥水化早期的水化產(chǎn)物中有大量Ca(OH)2，隨著齡期的延長，Ca(OH)2的量越來越少，甚至完全測不到。Grutzeck等人對硅灰的火山灰效應(yīng)提出解釋：硅灰接觸拌合水后首先形成富硅的凝膠，并吸收水分；凝膠在未水化水泥顆粒之間聚集，逐漸包裹水泥顆粒；Ca(OH)2與該富硅凝膠的表面反應(yīng)產(chǎn)生C-S-H凝膠，這些來源于硅灰和Ca(OH)2的C-S-H凝膠多生成于水泥水化的C-S-H凝膠孔隙之中，大大提高了結(jié)構(gòu)密實度。也就是說：硅灰的火山灰效應(yīng)能將對強度不利的Ca(OH)2轉(zhuǎn)化成C-S-H凝膠，并填充在水泥水化產(chǎn)物之間，有力地促進了HPC強度的增長。同時，硅灰與Ca(OH)2反應(yīng)，Ca(OH)2不斷被消耗，會加快水泥的水化速率，提高HPC的早期強度。
