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煤粉在电厂高温燃烧后生产粉煤灰，温度急剧下降，极大的温差使其具有一定的火山灰效应，主要物理形态为玻璃体，表面光滑、颗粒细、质地紧密、对水的吸附力小，同时存在的形态还有石英、赤铁矿、碳、云母、长石、石膏、硫化物等矿物的形式，主要化学成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3，以及未燃烧尽的炭粒，SiO2含量为40％～60％；Al2O3含量为20％～30％；Fe2O3含量为5％～10％；CaO含量2%～8%，SiO2和Al2O3是粉煤灰中的主要活性成分。粉煤灰本身并无与水泥类似的胶凝性能，但如果在液相中存在碱性离子，其便会发生硅碱反应，混凝土中因水泥水化产生Ca（OH）2物质，粉煤灰会与其产生硅钙水化反应，生成水硬性物质。
世界上最早把粉煤灰有效地应用在混凝土中约在20世纪70年代，如美国佛罗里达州的阳光高架桥、英国的Garwick机场停机坪、加拿大哈利佛克斯的帕克林购物中心等国外工程实例，我国在20世纪80年代也在逐步的开始将粉煤灰添加到混凝土中，国家相应规范在90年代也相续出台，21世纪初，我国预拌混凝土的蓬勃发展，在2006年后，粉煤灰在预拌混凝土中的应用已经非常普遍，成了高性能混凝土生产中不可或缺的重要活性掺和料，掺加的方法有替代水泥法、超掺法、代砂法、双掺法及化学法。特别是2017年《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596－2017）的颁布出台，对提出粉煤灰的技术指标提出了更高的要求，同时界定了生活垃圾飞灰、工业固废焚烧灰、流化床处理灰不能用作水泥或混凝土的掺合料。
