粉煤灰在预拌混凝土中的作用主要集中在四个方面：火山灰效应、滚珠形态效应、微集料填充效应、界面效应。

（1）火山灰效应：燃烧产生粉煤灰的电厂炉膛温度1200℃～1350℃，部分无烟煤电厂炉膛达到1600℃，在此高温下经热交换、脱硫脱硝后，粉煤灰温度在15min内迅速降为100℃左右，由于温差较大、降温时间较短，粉煤灰颗粒产生了类似火山喷发产生火山灰一样的特性。水泥的水化反应产生CH的过程为C2S+mH→CSH+（2-x）CH；C3S+nH→CSH+（3-x）CH，CH+S→C-S-H，水泥水化产生的碱性物质是粉煤灰水化的必然条件，而粉煤灰的细度、玻璃体含量、表面形态等都会影响到粉煤灰水化的速度或水化程度。

粉煤灰的水化特性在早期要远远慢于水泥水化，粉煤灰的活性7d以后才能逐渐表现来，反应率28d为1.5%～5.5%，90d为8%～13%，180d为15%～19%之间。故掺加粉煤灰的混凝土早期强度略低，但其后期强度的不断缓慢增长也是对混凝土的发展是有利的，不仅弥补了后期水泥水化的部分空气，而且降低了混凝土中的Ca（OH）2量值，提高了混凝土的耐久性。此效应对早期水化热较大的大体积混凝土、高强混凝土的配制意义重大，不仅保证混凝土最终强度，也可减少混凝土温度裂缝。

（2）滚珠形态效应：是由粉煤灰外观形貌成球形、表面性质光滑、颗粒级配粗细搭配等使混凝土胶料形成的浆体易流、易动的运动效应，同时能降低混凝土的用水量，减少混凝土中水泥早期水化的黏絮状态，最终改变混凝土的初始结构，提高混凝土性能。特别是提高强度等级高的预拌混凝土拌合物和易性十分有利。粉煤灰中的球形颗粒含量较高时，可增大混凝土的流动性。矿中尖角状颗粒含量很多，易导致混凝土泌水。如近年来，全国各地均有使用超细或特细粉煤灰作为混凝土的物理降粘剂，效果也十分明显。在粉煤灰滚珠形态效应方面特别要注意的是品质较差的粉煤灰二次磨细处理或玻璃体较少的其它粉煤灰对混凝土是有害的。

（3）微集料效应：粉煤灰颗粒微观形态呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，颗粒的粒径范围为0.5~300μm。并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50%～80%。粉煤灰的烧失量越低、颗粒细度越细，表面形态越光滑、球形越多、孔隙率越低，其微细颗粒均匀分布在水泥浆内，有效地填充毛细孔，改善混凝土孔结构和增大浆体密实度。特别是在地下水存在腐蚀性的地下混凝土的技术应用领域，通常通过掺加粉煤灰来改善孔结构，提高密实度来使混凝土具有更强的抗渗性与抗Cl-的侵蚀能力，提高混凝土的抗侵蚀或钢筋锈蚀能力，保证混凝土使用年限。

（4）界面效应：粉煤灰与水泥熟料水化产生的Ca（OH）2发生火山灰反应，减少了混凝土中Ca（OH）2的含量，减少也降低了混凝土的碱性，从而改善界面过渡区的结构，使浆体—骨料界面的粘接力增强。一定程度上改善混凝土的力学性能与耐久性。