粉煤灰的矿物相粉煤灰主要由玻璃和晶体矿物组成。

煤粉在锅炉燃烧温度较高，冷却速度较快时，粉煤灰的玻璃含量较多，当冷却速度较慢时，玻璃体容易析晶，燃烧温度较低时，则玻璃体也少。

粉煤灰在的主要晶体矿物为石英、莫来石、赤铁矿、磁铁矿及无水石膏。

A石英是常见的普通石英，B石英则是要在高温条件下才能形成，表明锅炉燃烧温度较高，在国内许多电厂的灰样中是见不到B石英的。

莫来石是粉煤灰冷却过程中形成的铝硅酸盐（3AI2O3.2SiO2），实际含量很低且不单独成在，而是以很微小的晶体粘附在玻璃微珠的表面，或产在玻璃微珠的体内，形成网状骨架。

我国火电厂的粉煤灰的化学成份功能如下：

SiO2+AI2O3：硅铝酸盐的主要成份，其中的可容成分越多，说明粉煤的活性越好，掺加到混凝土中越易与水泥水化析出的Ca(oH)2反应，生成类似于水泥水化产物，从而增强反应物的活性。

一般说来，Sio2+Ai2O3含量越多，其28天抗压强度比越高，两者有一定的相关性。

Fe2O3:一直被认为是有害组份，但也有研究表明，Fe2O3在一定条件下也会起有益的作用，如含Fe2O3较多的粉煤灰对混凝土减水作用是有贡献的，所以不能把铁仅看作是起负作用的化学成份，要结合具体的利用方式，具体分析评价。

MgO:混凝土中的MgO可能以方镁石的形态出现，方镁石水反应缓慢，且会引起膨胀破坏，因此有些国家（如美国）规定粉闷灰中的MgO不得超过4%-5%。但我国对此并未做规定。

有效碱（K2O.Na2O）能加速水泥的水化反应，而且对激发粉煤灰的化学活性以及促进粉煤灰与Ca(oH)2的二次反应有利，因此有效碱是有益的化学成份。

碱集料反应但是随着碱性物质的增加，会产生碱集料反应（碱性物质与混凝土骨料反应而使其力学性能降低），以及降低粉煤灰抑制碱集料反应的能力。因此有些国家（如美国）的标准规范对有效碱也加以限制，一般要求有效碱（以Na2O计）不超过1.5%，但我国规范未对有效碱进行规定。

CaO:一般根据原煤燃烧后灰份CaO的含量，可根据粉煤灰划分为高钙灰和低钙灰，通常以10%为划分标准。

增钙灰：但是现在又有一种新的高钙灰——人工增钙灰（煤粉在燃烧时，人工喷钙后所形成的粉煤灰）。

SO3:由于SO3过高会在混凝土材料中生面具有破坏性的钙矾石，因此各国粉煤灰标准中都把SO3视为有害成份，我国贵标规定作为建材使用的粉煤灰中的SO3的含量必须小于3%。

烧矢量：烧矢量通常用来蘅量粉煤灰中未燃尽碳的含量。碳粒是对混凝土有害的物质，对其需水比以及抗冻性能都有不利的影响，因此其含量越低越好。国家对其有严格的限制，一级粉煤灰的烧矢量应小于5%，二级粉煤灰应小于8%，三级粉煤灰应小于15%。