Цемент демонстрирует хорошие характеристики, а пирогенный кремнезем незаменим. 

В процессе гидратации цементных изделий выделяется тепло и образуется значительное количество гидроксида кальция. Гидроксид кальция является относительно стабильным веществом и оказывает вредное воздействие на цементные изделия. В частности: эффективным компонентом, формирующим прочность цемента, является гель гидрата силиката кальция (C-S-H). Присутствие гидроксида кальция препятствует полному образованию этого геля некоторыми ионами кальция, что приводит к неоптимальным конечным характеристикам. Кроме того, гидроксид кальция слабо растворим в воде. Когда поверхность изделия контактирует с влагой, часть гидроксида кальция мигрирует в поверхностный слой вместе с водой, вызывая выцветание и побеление, что ухудшает внешний вид изделия.

Когда пирогенный кремнезем добавляется в цемент, гидроксид кальция потребляется пирогенным кремнеземом. Теоретически это может эффективно уменьшить выцветание и побеление продуктов. В зависимости от типа цемента и конкретного содержания цемента в каждом продукте, различные добавки пирогенного кремнезема могут эффективно уменьшить выцветание и побеление цементных продуктов.

Кроме того, частицы пирогенного кремнезема обладают отличной пуццолановой активностью. В течение 7 дней они быстро реагируют с гидроксидом кальция, выделяя тепло, которое ускоряет гидратацию цемента. Этот процесс эффективно очищает кристаллы гидроксида кальция, образуя гель гидрата силиката кальция (C-S-H) с сильными связывающими свойствами и высокой удельной поверхностью. В результате повышается прочность цемента, снижается содержание гидроксида кальция на поверхности заполнителя и улучшается структура переходной зоны цементного вяжущего и заполнителя, что повышает прочность бетона.
Одновременно в цементе и бетоне поры геля, капиллярные пустоты и кристаллические пустоты в слое гидрата силиката кальция имеют размеры от 1 до 100 мкм. Аэрогелевый кремнезем физически заполняет эти пустоты, повышая плотность бетона и, как следствие, соответствующие показатели прочности.

Таким образом, добавление соответствующего количества нанокремнезема повышает прочность цемента и бетона на всех этапах, оказывая выраженное влияние на раннее развитие прочности и относительно незначительное влияние на позднюю прочность. С точки зрения оптимизации механических свойств бетона, дозировка нанокремнезема имеет оптимальный диапазон.
См. диаграмму ниже: