微集料效应

高性能混凝土的核心问题是获得水泥基材料的密实填充结构。日本内川浩的研究指出，在水泥粒度分布中排入2~3pm以下的硅粉，可获得最密实的填充和低水胶比的拌和物，能进一步使混凝土高性能化。

微细矿物外加剂的比表面积达6000cm2/g时，平均颗粒粒径约为8gm而通常硅酸盐水泥的平均粒径为17~20um。由此可见，用适量微细活性料置换硅酸盐水泥，可获得较密实的堆积，微细材料在宏观和微观各层次使水泥基材料得到强化。

由于填充效应，任何非常细小粒子的存在都将使混凝土性能有所改变。

填充效应具有十分重要的作用，尤其是在早期。例如，硅灰的粒径约为水泥粒径的1%,并含有一定量的纳米级分布，当在水泥中掺用硅灰时，这些微细粒子将填充于水泥空隙中（图4-117),达到物理堆积密实。由于填充效应以及硅灰与水泥水化产物之间的化学作用，渗用硅灰的水泥，7天和28天强度均比对比试件明显提高，即使硅灰对水泥质量的置换率在10%以下时也是如此，参用矿物外加剂还可有效改善混凝土的韧性，减缓脆性断裂（图4-118)

由于微集料效应，矿物外加剂填充于集料边壁作用产生的空原中（图4-119),改界面过渡区的疏松结构为致密结构，并由于火山灰效应，矿物外加剂与界面区的CH反应，消除了CH的结晶取向，使界面过渡区厚度由50~100pm降低50um以下甚至消失。高建明研究发现，掺用40%矿渣微粉，或复合参用20%粉煤灰与20%矿渣微粉，可使界面区的显微硬度值与水泥基材基本相当，矿物外加剂使界面过渡区得到了强化。

不仅如此，矿物外加剂还可在水泥基材料的微孔中水化，水化产物将毛细孔堵塞即具有闭孔效应，得到致密的水化体系，使混凝土耐久性和长期性能得以改善。

混凝土中的孔可分为无害孔（d<20nm)、少害孔（d=20~50nm)、有害孔（50~200nm)和多害孔（>200nm)。掺矿物外加剂的混凝土，通常立列：总孔原率较低，且无害孔和少害孔所占比例较大，因而具有优异的服役性能。