粉煤灰是煤粉高温燃烧形成的一种类似火山灰的混合材料。是我国燃煤发电的主要废物，也是我国最大的单一工业固体废物污染源。如果处理不当，飞灰会造成土壤和地下水污染。严重的是，粉尘在风的作用下会造成空气污染，从而威胁人类健康，甚至破坏生态循环。因此，粉煤灰的安全处置和资源化利用具有重要的环境效益和经济效益。目前，粉煤灰的年产量在增加60亿吨，而世界各国的利用率在3%到57%之间，平均利用率仅为16%。据报道，我国粉煤灰综合利用率自2010年以来一直保持在68%，预计2015年将达到70%，但据绿色和平组织称，我国粉煤灰的实际利用率仅为30%。不管利用率如何，不可否认还有很大比例的粉煤灰尚未被利用，寻求粉煤灰综合利用新方法，将粉煤灰用于实际生产已迫在眉睫。
在水泥基材料的生产中，由于粉煤灰的消耗量低，对其质量有一定的要求。在大多数情况下，使用商业飞灰。粉煤灰在水泥基材料中的后水化作用，不仅可以提高水泥基材料的强度，还可以改善水泥基材料中的矿物结构，提高抗冻融耐久性能。在水泥水化后期，粉煤灰在氢氧化钙的激发下开始水化。由于此时水泥已经充分水化，结构中存在大量毛细孔，粉煤灰化工产品的水分可以堵塞结构中的这些毛细孔，提高混凝土的密实度和抗渗性。混凝土中的粉煤灰量一般为8%～35%，视要求和达到的目的而定。根据产品、用途和成本等因素，在其他水泥基材料中的应用范围更广。
在混凝土、自流平砂浆等水泥基材料中掺入适量的粉煤灰，可以改善材料的性能。通常考虑水泥基材料在硬化前后的性能。考虑到水泥基材料在硬化前的性能，添加粉煤灰，可减少需水量，降低水灰比；提高流动性，提高密实度；减少离析和出血，延长凝固时间。粉煤灰的主要成分是空心或实心玻璃珠。这些玻璃珠呈圆形，表面光滑。粉煤灰产生的球效应用于自流平砂浆中以提高流动性。考虑硬化后的性能，可以提高后期强度，增加材料的密度，提高耐腐蚀性，提高耐久性。另外，在自流平砂浆中使用粉煤灰，可以降低自流平材料成本，合理利用废渣，减少环境污染。
