粉煤灰具有水硬性。煤粉在燃烧过程中产生的高温使粉煤灰中的杂质发生了复杂的化学反应，反应产物有偏高岭土、游离二氧化硅和三氧化二铝。这些物质如果用碱性物质来“激发”，则能够表现出水硬化能力，即能够产生一定的强度和对松散材料具有一定的粘结能力，是很好的粘接砂浆的原材料。
粉煤灰在水泥基材料中应用的最大性能优势在于后期水化性能。这既能够提高水泥基材料的强度，又能够改善水泥基材料中的矿物结构，提高抗冻融耐久性。粉煤灰在水泥水化的后龄期，在氢氧化钙的激发作用下开始水化，由于这时水泥已经进行了充分的水化，在结构中存在着大量毛细孔隙，粉煤灰的水化产物能够堵塞结构中的这些毛细孔隙，提高混凝土的密实性和抗渗性是很好的抗裂砂浆的原材料。粉煤灰在混凝土中的用量一般视要求达到的目的的不同而不同，变化范围在8%—35%之间。在其他水泥基材料中应用，则视产品、目的以及成本等因素的不同，有着更大的范围。
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