میکروسیلیکا
میکروسیلیکا یا میکروسیلیس محصول جانبی از کوره‌های قوس الکتریکی القایی در صنایع فلز سیلیس و آلیاژ فرو سیلیس می‌باشد؛ که در صنعت بتن کاربرد زیادی دارد. کاهش کوارتز به سیلیس در دمای ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد موجب تولید بخارات SiO2 می‌شود. این بخار در منطقه دما پایین به ذرات بسیار ریز کروی متشکل از سیلیس غیر کریستالی (آمورف) اکسیده و متراکم می‌شود. مبکروسیلیکا با فیلتر کردن گازهای خروجی در بگ فیلترها، جمع‌آوری شده و متوسط توزیع اندازه ذرات میکروسیلیکا، سیمان معمولی پرتلند و خاکستر بادی در شکل زیر مقایسه شده‌است:
با دقت بیشتر می‌توان دریافت که توزیع اندازه ذرات یک نمونه میکروسیلیکا به صورت ۲۰ درصد کمتر از ۰٫۰۵ میکرومتر، ۷۰ درصد کمتر از ۰٫۱۰ میکرومتر، ۹۵ درصد کمتر از ۰٫۲۰ میکرومتر و ۹۹ درصد کمتر از ۰٫۵۰ میکرومتر ارائه شده‌است. از آنجا که اندازه اکثر ذرات این ماده کمتر از ۱۰۰ نانومتر است، می‌توان آن‌ها را به عنوان نانو ذرات محسوب کرد. ترکیبات شیمیایی یک میکروسیلیکا به صورت نمونه در جدول زیر نشان داده شده‌است. دیده می‌شود ترکیب شیمیایی غالب سیلیس (۹۲ درصد) است. این ماده دارای سطح ویژه m2/g 20 و دانسیته متوسط توده آن kg/m3 586 است.
در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی و خاکستر بادی، اندازه ذرات میکروسیلیکا دو برابر کوچکتر است. به این ترتیب، این ماده بسیار پوزولانی است. با این حال، کارگران در تماس با میکروسیلیکا دچار مشکل شده و استفاده از میکروسیلیکا نیاز بتن به آب را افزایش می‌دهد، مگر اینکه از فوق روان‌کننده بتن استفاده شود. این ماده در دو شکل پودر و دوغاب عرضه می‌شود. شکل دوغاب میکروسیلیکا به منظور جلوگیری از مشکلات سلامتی ناشی از توسط تنفس ذرات ریز میکروسیلیکا، در نظرگرفته شده‌است. قبل از اواسط دهه ۷۰ میلادی، میکروسیلیکا به اتمسفر تخلیه می‌شد. نگرانی‌های زیست محیطی ضرورت جمع‌آوری و دفن زباله میکروسیلیکا را در بر داشته و در تولید بتن از دهه ۸۰ میلادی اعمال شده‌است و در حال حاضر تبدیل به یک بیانیه ارزشمند برای بتن با کارایی بالا شده‌است. درصد طبیعی میکروسیلیکا که جایگزین سیمان پرتلند می‌شود از ۵ تا ۱۵ درصد است.
خواص و مزایای میکروسیلیکا در بهبود خصوصیات بتن به دو طریق بسته‌بندی ذرات و واکنش پوزولانی می‌باشد. از آنجا که اندازه میکروسیلیکا دو برابر کمتر از سیمان پرتلند است، می‌تواند به راحتی فضای بین ذرات سیمان را پر کند. پس از آن، میکروساختار بتن چگال تر شده و در نتیجه مقاومت فشاری بتن بالاتر می‌رود. واکنش پوزولانی به صورت زیر تعریف می‌شود:
پوزولان + هیدروکسید کلسیم + آب = هیدرات سیلیکات کلسیم (ثانویه)
میکروسیلیکا یک ماده پوزولانی بسیار فعال است و به راحتی با CH و آب واکنش نشان می‌دهد و به شکل ثانویه C-S-H در می‌آید. از طریق واکنش پوزولانی، میکروسیلیکا می‌تواند مقدار زیادی از CH رامصرف کند و تولید C-S-H نیز حفرات مویینه را پر می‌کند. این فرایند قادر است تخلخل و نفوذپذیری بتن و همچنین امکان واکنش شیمیایی CH با یونهای دیگر برای تشکیل محصولات مضر را کاهش دهد. به این ترتیب، دوام بتن تا حد زیادی افزایش می‌یابد. نشان داده شده‌است که میکروسیلیکا تا حد زیادی می‌تواند باعث تقویت مقاومت بتن با کارایی بالا در برابر واکنش سنگدانه قلیایی و توزیع کلرایدی شود. در حال حاضر، این ماده به‌طور گسترده‌ای در تولید بتن با کارایی بالا در سراسر جهان استفاده می‌شود.
میکروسیلیس پودری علی رغم مزیت های فراوانی که برای بتن ایحاد می کند ایرادتی دارد که در صورتی که به طور مستقیم و در حالت جامد (پودر) استفاده گردد به علت وزن مخصوص نسبتاً پایین و سطح ویژه بسیار بالا، موجب ایجاد برخی مشکلات زیست محیطی و حتی اجرایی می گردد. از این رو برای بهره گیری از این ماده ی ارزشمند، صنعتگران فعال در حوزه ی عمران معمولاً از روش های جایگزین استفاده می کنند. یکی از این روش ها استفاده از ژل میکروسیلیس، پاور ژل میکروسیلیس یا دوغاب میکروسیلیس می باشد.