微硅粉能提高油井水泥的热稳定性是由于微硅粉含有95%以上的SiO2,它的加入改变了水泥的C/S比,使水泥的水化产物C—S—H的组成和结构发生了变化。实验证明,在微硅粉的存在下,C3S粒子周围存在着三层不同C/S的C—S—H疑胶,最内层C/S为115左右,最外层C/S小于1。C/S不同,产物的结构不同,其性能也不相同。Eilers等人认为,在加入金石微硅粉的水泥中,随加量和环境温度不同,可得到一系列热稳定性好、强度高、渗透率低的水化产物。当微硅粉加量在35%左右,水泥体系C/S接近于1时,如温度高于120℃,主要形成雪硅钙石,当温度高于150℃时,则主要形成硬硅钙石和少量白钙沸石,它们在400℃以内均稳定存在。除此之外,产物中少量白钙镁沸石,针钠钙石、片柱钙石等对水泥的热稳定性也有一定作用,因此提高了水泥的耐高温性能。
微硅粉是以活性SiO2为主要成份的无机粉末材料,可作为低密度水泥浆的高温稳定剂。在上述水泥浆中加入45%的微硅粉,水泥石在350℃、20MPa下养护3天,强度达1211MPa。