粉煤灰是燃煤后残留的矿物质，其主要化学成分包括二氧化硅(SiO?)、氧化铝(Al?O?)、氧化铁(Fe?O?)和氧化钙(CaO)等。二氧化硅和氧化铝占主导，源自煤中黏土矿物的高温分解;氧化铁来自黄铁矿等含铁矿物的氧化;氧化钙则由煤中的碳酸盐矿物煅烧后形成。

　　此外，粉煤灰中还含有少量的氧化镁、氧化钠、氧化钾和三氧化硫等成分，以及锑、砷、硼等重金属元素和镭、钍、铀等放射性元素。

　　粉煤灰对混凝土性能有多方面影响。在改善施工性能方面，粉煤灰颗粒多为球形，表面光滑，能起到滚珠轴承的作用，减少颗粒间摩擦，显著提高新拌混凝土的流动性，降低泌水性，使混凝土更易于施工操作，尤其适用于泵送混凝土等对流动性要求高的工程。

　　在提升力学性能方面，虽然粉煤灰早期活性较低，但在水泥水化过程中，它能与水泥水化产生的氢氧化钙发生二次反应，生成具有胶凝性的水化硅酸钙等物质，在一定程度上提高混凝土的早期强度，且随着时间推移，火山灰反应不断进行，能大幅提高混凝土的后期强度。

　　在增强耐久性方面，粉煤灰能填充混凝土内部的孔隙，细化孔径，使混凝土的孔隙结构更加均匀、致密，有效提高混凝土的抗渗性能，阻止外界水分和有害介质的侵入，还能降低水化热，减少温度裂缝的产生风险，提高混凝土的抗裂性能，同时增强抗化学侵蚀性，提高混凝土抵抗硫酸盐侵蚀、酸侵蚀等化学侵蚀的能力。