2.7　硅酸盐水泥的耐久性

硅酸盐水泥硬化后，在通常的使用条件下一般可以有较好的耐久性。有些100～150年以前建造的水泥混凝土建筑至今仍无丝毫损坏迹象。部分长龄期试验结果表明，30～50年后抗压强度比28天时会提高30％左右，有的达到1倍以上。但是，也有不少失败的工程实践指出，早到3～5年就会有早期损坏甚至彻底破坏的危险。影响耐久性的因素虽然很多，但抗渗性、抗冻性以及对环境介质的侵蚀是衡量硅酸盐水泥耐久性的三个主要方面。在某些特定场合，碱-集料反应也可能是工程过早失效的一个重要因素。

2.7.1　抗渗性

由于绝大多数有害的流动水、溶液、气体等介质，无不是从水泥浆体或混凝土中的孔缝渗入的，所以提高抗渗性是改善耐久性的一个有效途径。另外，水工构筑物以及储油罐、压力管、蓄水塔等工程对抗渗性更有一定的使用要求。当水进入硬化水泥浆体一类的多孔材料时，开始渗入速度取决于水压以及毛细管力的大小。待硬化浆体达到水饱和，使毛细管力不再存在以后，就达到一个稳定流动的状态。

当试件尺寸和两侧的压力差一定时，常用渗透系数表示抗渗性的高低。渗透系数正比于孔隙半径的平方，与总孔隙率却只有一次方的正比关系。因而孔径的尺寸对抗渗性有着更为重要的影响。经验表明，当管径小于1μm时，所有的水都吸附于管壁或作定向排列，很难流动。因此，渗透系数主要取决于毛细孔率的大小，从而使水灰比成为控制抗渗性的一个主要因素。

渗透系数随水灰比的增加而提高，这主要是因为在水灰比较低的场合，毛细孔常被水泥凝胶所堵隔，不易连通，渗透系数在相当程度上受到凝胶的影响。所以水灰比的改变不致引起渗透系数较大的变化。但当水灰比较大时，不仅使总孔隙率提高，并且使毛细孔径增大，而且基本连通，渗透系数就会显著提高。因此可以认为，毛细孔，特别是连通的毛细孔对抗渗性极为不利。

但如果硬化龄期较短，水化程度不够，渗透系数会明显变大。随着水化产物的增多，毛细管系统变得更加细小曲折，直至完全堵隔，互不连通。因此，渗透系数随龄期而变小。实际上要达到毛细孔互不连通所需的时间又依水灰比而变。据有关试验表明，在湿养护的条件下，水灰比为0.40时仅需3天；为0.70时则长达1年左右。当水灰比超过0.70以后，即使完全水化，毛细孔也不能被水化产物堵塞，就是龄期很长，抗渗性仍然较低。

因此，除降低水灰比外，还可以通过改变孔级配，变大孔为小孔以及尽量减小连通孔等途径来提高抗渗性。虽然在实验室条件下能够制得抗渗性很好的硬化浆体，但实际使用的砂浆、混凝土，其渗透系数要大得多。这是因为砂、石等集料与水泥浆体的界面上存在着过渡的多孔区。集料越粗，影响越大。另外，混凝土捣实不良或者泌水过度所造成的通路，都会降低抗渗性。蒸汽养护也会使抗渗性变差。

2.7.2　抗冻性

在寒冷地区使用水泥时，其耐久性在很大程度上取决于抵抗冻融循环的能力。虽然干湿交替也会引起膨胀，剧烈的温度变化同样有害，但冰冻的危害性通常更为严重。

水在结冰时，体积约增加9％，因此硬化水泥浆体中的水结冰时会使毛细孔壁承受一定的膨胀应力；如其超过浆体结构的抗拉强度时，就会引起微细裂缝等不可逆的结构变化，从而在冰融化后不能完全复原，所产生的膨胀仍有部分残留。再次冻融时，原先形成的裂缝又由于结冰而扩大，如此经反复的冻融循环，裂缝越来越大，最后导致更为严重的破坏。

硬化水泥浆体中的结合水是不会结冰的，凝胶水由于凝胶孔极小，只能在极低温度（如-78℃）下才能结冰。因此在一般自然条件的低温下，只有毛细孔内的水和自由水才会结冰，而毛细孔中的水由于溶有Ca（OH）₂和碱类的盐溶液，故冰点至少在-1℃以下。同时，毛细孔中的水还受到表面张力作用，毛细孔越细，冰点越低。如10nm孔径中的水到-5℃时结冰，而3.5nm孔径中的水冰点在-20℃。所以，当温度下降到冰点以下，首先是从表面到内部自由水以及粗毛细孔的水开始结冰，然后随温度下降才是较细以至更细的毛细孔中的水结冰。

有关结冰时的破坏机理已经进行了不少研究，主要有静水压理论和渗透压理论。根据静水压理论，在毛细孔内结冰并不直接使浆体破坏，而是由于水结冰体积增加时，未冻水被迫向外流动，从而产生危害性的静水压力。其大小取决于浆体的渗透率、弹性特征、结冰速率以及结冰点到“出口”的距离，也就是静水压获得解除前的最短流程。显然，气孔的存在可以为静水压的解除提供出口。但如与气孔的距离过远，毛细孔即要受压膨胀，从而使周围的浆体处于应力状态。当温度继续下降时，更多的毛细孔水结冰，水压相应增加，导致进一步的破坏。渗透压理论认为，当毛细孔水部分结冰时，水中所含的碱以及其他物质等溶质的浓度增大；但在凝胶孔内的水由于定向排列的缘故在此时尚未结冰，溶液浓度不变，因而产生浓度差。该浓度差促使凝胶孔的水向毛细孔扩散，其结果是形成渗透压，造成一定的膨胀应力。当然，在冰冻初期，毛细孔内冰晶长大时直接产生的结晶压力，也是引起膨胀的一个主要因素。

关于水泥品种与熟料矿物组成对抗冻性的影响，一般认为硅酸盐水泥比掺混合材水泥的抗冻性要好些。增加熟料中C₃S的含量，抗冻性可以改善。在其他条件相同的情况下，水泥的强度越高，其抗冻性一般越好。实践证明，将水灰比控制在0.4以下，可以制得高抗冻性的硬化浆体。水灰比提高时，毛细孔数增多且尺寸增大，使冻结的水量增加。故水灰比大于0.55时，其抗冻性将显著下降。在低温下施工时，应采用适当的养护保温措施，防止过早受冻。孔结构对浆体的抗冻性也很重要，在混凝土中掺加引气剂，使其形成大量分散的极细气孔，是提高抗冻性最为有效的一个措施。当硬化浆体的充水程度低于某一临界值时，就不会发生膨胀危害。因而，抗渗性好的浆体一般具有良好的抗冻性。在使用条件上，做好排水，尽量保持干燥，使含水量低于充水极限，可提高抗冻性。

2.7.3　环境介质的侵蚀

硬化的水泥浆体与环境接触时，通常会受到环境介质的侵蚀，从而使硬化的水泥石结构发生一系列物理化学变化，强度降低，甚至溃裂破坏。按侵蚀介质的种类，环境介质对水泥石的侵蚀可分为淡水侵蚀、酸和酸性水侵蚀、盐类侵蚀、强碱侵蚀和结晶侵蚀等。

2.7.3.1　淡水侵蚀

淡水侵蚀又称溶出侵蚀。它是指硬化水泥浆体受淡水浸析时，其组成逐渐被水溶解并在水流动时被带走，最终导致水泥石结构破坏的现象。

在硅酸盐水泥的各种水化产物中，Ca（OH）₂溶解度最大，因而最先被溶解。由于水泥中的水化产物都必须在一定浓度的Ca（OH）₂溶液中才能稳定存在，当Ca（OH）₂被溶出后，若水量不多，且处于静止状态，则溶液会很快饱和，溶出即停止。在此情况下，淡水侵蚀的作用仅限于表面，影响不大。但在流动的水中，水流会将Ca（OH）₂不断溶出并带走，从而促使其他水化产物分解，特别在有水压作用而混凝土的渗透性又较大的情况下，将会进一步增大孔隙率，使水更易渗透，使溶出侵蚀加快。

随着CaO的溶出，首先是Ca（OH）₂被溶解，随后是高碱性的水化硅酸盐、水化铝酸盐等分解而成为低碱性的水化产物。如果不断浸析，最后会变成无胶结能力的硅酸凝胶、氢氧化铝等产物，从而大大降低结构强度。水泥结构与淡水接触时间较长时，会遭到一定的溶出侵蚀破坏。但对于抗渗性较好的水泥石或混凝土，淡水的溶出过程发展很慢，几乎可以忽略不计。

2.7.3.2　酸和酸性水侵蚀

酸和酸性水侵蚀又称溶析和化学溶解双重侵蚀。这是指硬化水泥浆体与酸性溶液接触时，其化学组分就会直接溶析或与酸发生化学反应，形成易溶物质被水带走，从而导致结构破坏的现象。

酸和酸性水对水泥石的侵蚀作用主要是由于酸类离解出来的H⁺和酸根R⁺，分别与浆体中Ca（OH）₂电离出的OH^-和Ca²⁺结合成水和钙盐。酸的侵蚀作用强弱取决于溶液的H⁺，即酸性强弱。溶液酸性越强，H⁺越多，结合并带走的Ca（OH）₂就越多，侵蚀就越严重。当H⁺达到足够高的浓度时，还能直接与水化硅酸钙、水化铝酸钙甚至未水化的硅酸钙、铝酸钙等作用而严重破坏水泥结构。

侵蚀性的大小与酸根阴离子的种类也有关系。无机酸如盐酸和硝酸能与Ca（OH）₂作用生成可溶性的氯化钙和硝酸钙，随后也被水流带走，造成侵蚀破坏，而磷酸与水泥石中的Ca（OH）₂反应则生成几乎不溶于水的磷酸钙，堵塞在毛细孔中，侵蚀速率则较慢。有机酸不如无机酸侵蚀程度强烈，且侵蚀性与其生成的钙盐性质有关。如醋酸、蚁酸、乳酸等与Ca（OH）₂生成的盐易溶解，而草酸生成的都是不溶性钙盐，在混凝土表面能形成保护层，实际应用时还可以用于处理混凝土表面，增加对其他弱有机酸的抗蚀性。一般情况下，有机酸浓度越高，分子量越大，侵蚀性越强。

上述酸侵蚀一般只在化工厂或工业废水中才存在。在自然界中，对水泥有侵蚀作用的主要是从大气中溶入水中的CO₂产生的碳酸侵蚀。水中有碳酸存在时，首先与水泥石中Ca（OH）₂发生作用，在混凝土表面生成难溶于水的碳酸钙。所生成的碳酸钙再继续与碳酸反应生成易溶于水的碳酸氢钙，从而使Ca（OH）₂不断溶出，而且还会引起水化硅酸钙和水化铝酸钙的分解，其反应式如下。

第二个反应是可逆的，当水中CO₂和Ca（HCO₃）₂之间的浓度达到平衡时，反应即停止。由于天然水中本身常含有少量Ca（HCO₃）₂，因而能与一定量的碳酸保持平衡，这部分碳酸不会溶解碳酸钙，没有侵蚀作用，称为平衡碳酸。但是，当水中还有较多的碳酸时，其超过平衡需要的多余碳酸就会溶解碳酸钙，对水泥产生侵蚀作用，这一部分碳酸称为侵蚀性碳酸。因此碳酸的含量越大，溶液酸性越强，侵蚀也会越严重。

水的暂时硬度越大，所需的平衡碳酸量越多，即使有较多的CO₂存在也不会产生侵蚀，同时，Ca（HCO₃）₂或Mg（HCO₃）₂含量较高时，与硬化浆体中的Ca（OH）₂作用，生成溶解度极小的碳酸钙或碳酸镁，沉积在硬化浆体结构的孔隙内及表面，提高了结构的密实性，阻碍了水化产物的进一步溶出，这样就降低了侵蚀作用。而在暂时硬度不高的水中，即使CO₂含量不多，但只要是大于当时相应的平衡碳酸量，也会产生一定的侵蚀作用。

2.7.3.3　盐类侵蚀

（1）硫酸盐侵蚀　指介质溶液中的硫酸盐与水泥石组分反应形成钙矾石而产生结晶压力，造成膨胀开裂，破坏硬化浆体结构的现象。硫酸盐对水泥石结构的侵蚀主要是由于硫酸钠、硫酸钾等能与硬化浆体中的Ca（OH）₂反应生成CaSO₄·2H₂O，如下式。

上述反应使固相体积增大了124％，在水泥石内产生了很大的结晶压力，从而引起水泥石开裂以致破坏。但上述形成的CaSO₄·2H₂O必须在溶液中浓度足够大（达2020～2100mg/L）时，才能析出晶体。当溶液中浓度小于1000mg/L时，由于石膏的溶解度较大，CaSO₄·2H₂O晶体不能溶出。但生成的CaSO₄·2H₂O会继续与浆体结构中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，反应式如下。

由于钙矾石的溶解度很小，在浓度较低时就能析出晶体，使固相体积膨胀94％，同样会使水泥石结构胀裂破坏。所以，在硫酸盐浓度较低的情况下（250～1500mg/L）产生的是硫铝酸盐侵蚀。当其达到一定浓度时，就会转变为石膏侵蚀或硫铝酸钙与石膏混合侵蚀。

除硫酸钡以外，绝大部分硫酸盐对硬化水泥浆体都有明显的侵蚀作用。在一般的河水和湖水中，硫酸盐含量不多，通常小于60mg/L，但在海水中的含量常达2500～2700mg/L，有的地下水流经含有石膏、芒硝或其他富含硫酸盐成分的岩石夹层时，将部分硫酸盐溶入水中，也会提高水中浓度而引起侵蚀。

（2）镁盐侵蚀　在海水、地下水或某些沼泽水中常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。它们会与水泥石中的氢氧化钙发生如下反应。

由于生成的氢氧化镁溶解度极小，极易从溶液中沉淀出来，从而使反应不断向右进行，增加CaSO₄·2H₂O的浓度，导致其结晶胀裂而毁坏水泥石。由于氢氧化镁饱和溶液的pH值只是10.5，水化硅酸钙不得不放出氧化钙，以建立使其稳定存在所需的pH值。但是，硫酸镁又与放出的氧化钙作用，如此连续进行，实质上就是硫酸镁使水化硅酸钙分解，如下式所示。

同时，在长期接触的条件下，即使是未分解的水化硅酸钙凝胶中的Ca²⁺也要逐渐被Mg²⁺所置换，最终转化成水化硅酸镁，导致胶凝性能进一步下降。另外，由MgSO₄反应生成的二水石膏，又会引起硫酸盐侵蚀，所以危害更为严重。

（3）铵盐侵蚀　在农业化肥生产中通常含有氯化铵和硫酸铵的溶液，能使浆体组分转化成高度可溶性的产物，如：。显然，这两种产物的溶解度都很大，故侵蚀性相当强烈。硫酸铵既有硫酸盐侵蚀又有铵盐侵蚀的双重作用，侵蚀作用极强。

2.7.3.4　强碱侵蚀

一般情况下，水泥混凝土能够抵抗碱类的侵蚀。但如长期处于较高浓度（>10％）的含碱溶液中，也会发生缓慢的破坏。温度升高时，侵蚀作用加剧。这是由于碱溶液与水泥石的组分间发生化学反应，生成胶结力不强、易为碱液溶析的产物，代替了水泥石原有的结构组成。

2.7.3.5　结晶侵蚀

结晶侵蚀是指水泥浆体或混凝土孔隙中的液相，因蒸发析晶产生结晶压力引起水泥石膨胀破坏。例如，孔隙中的NaOH在空气中的二氧化碳作用下形成Na₂CO₃·10H₂O，使体积增加而膨胀。结晶侵蚀属于物理性的破坏因素。

2.7.4　碱-集料反应

硅酸盐水泥如果碱含量较高，其耐久性还可能与配制混凝土时所用集料的品种有关。某些混凝土的破坏，是由于水泥水化所析出的KOH和NaOH与集料中的二氧化硅相互作用，形成了碱的硅酸盐凝胶，致使混凝土开裂，即产生所谓的碱-集料反应。

通常以为，只有在水泥中的总碱量较高，而同时集料中又含有活性SiO₂的情况下，才会发生上述的有害反应。活性集料有蛋白石、玉髓、燧石、流纹石、安山岩和凝灰岩等，其中蛋白石质的氧化硅活性最大。

活性氧化硅的特点是所有的硅氧四面体呈任意的网状结构，实际的内表面积很大，碱离子较易将其中起连接作用的硅-氧键破坏使其解体，胶溶成硅胶，或依下式反应生成碱的硅酸盐凝胶。

对膨胀的解释可粗分为两种理论：一种认为膨胀压的产生是因为凝胶吸水后体积增加，但受到周围水泥浆体约束的结果；另一种是渗透压理论，是指包围活性集料的水泥浆体起着半透膜的作用，使反应产物中的硅酸根离子难以透过，但允许水和碱的氢氧化物扩散进来，从而认为渗透压是造成膨胀的主要原因。

一般情况下，碱-集料反应进行得很慢，所引起的破坏要经过相当长的时间后才会明显出现。水分存在是碱-集料反应的必要条件，混凝土的渗透性对碱-集料反应有很大影响。提高温度将使反应加速。斯坦顿（T.E.Stanton）认为，影响碱-集料反应膨胀的主要因素还有：水泥中碱含量、活性集料粒径及其含量，分别如图2-12和图2-13所示。

由图可见，当水泥的碱含量（Na₂O+0.66K₂O）在0.6％以下时，不会发生过大的膨胀，对活性集料是安全的。集料的颗粒粒径也很重要，在中间尺寸时膨胀最大。更值得注意的是，对于给定的活性集料，有一个导致最大膨胀的所谓“最危险”含量。对于蛋白石，“最危险”含量可低至3％～5％；而对于活性较低的集料，“最危险”含量可达10％或20％，甚至100％。也就是在活性颗粒较少的情况下，随着含量的增加，碱的硅酸盐凝胶越多，膨胀越大。但超过“最危险”含量以后，情况正好相反：活性颗粒越多，单位面积上所能作用的有效碱相应减少，膨胀率变小。因此，掺加足够数量的活性氧化硅细粉或火山灰、粉煤灰等，可有效抑制碱-集料膨胀的效果。

此外，水泥中的碱还可与白云石质石灰石产生膨胀反应，导致混凝土破坏，常称为碱-碳酸盐反应。这类岩石仅限于细粒状泥质白云灰岩，其组成在方解石-白云石之间。膨胀大的岩石通常含有40％～60％的白云石以及5％～20％包括伊利石及其类似的黏土等酸不溶物。反应机理也尚未彻底了解。有人认为，当碱存在时会发生如下的白云石化反应。

通过上述反应使白云石晶体中的黏土质包裹物暴露出来，从而将黏土的吸水膨胀或通过黏土膜产生的渗透压作为造成破坏的主要原因。而且在Ca（OH）₂存在的条件下，还会依如下反应使碱重新产生。

这样，就使上述的白云石化反应继续进行，如此反复循环，有可能造成更严重的危害。

2.7.5　耐久性的改善途径

由上可见，影响水泥混凝土耐久性的因素主要为抗渗性差，各种有害介质易于进入内部；抗冻性不良，在冻融交替的条件下容易剥落破坏；在外界侵蚀性介质作用的环境中，会引起一系列化学、物理的变化，从而逐渐受到侵蚀；或者水泥含碱太多，且与集料配合不当，引起碱-集料反应的膨胀破坏等。为了提高耐久性，应该设法减少或者消除水泥混凝土内部的不利因素，增加本身的抵抗能力。

2.7.5.1　提高密实性和改善孔结构

硬化浆体或混凝土越密实，抗渗能力越强，环境的侵蚀性介质也越难进入。研究表明，提高混凝土的密实度是改善抗硫酸盐性，以及抗淡水浸析等溶出性侵蚀的有力措施。由于水分难以进入，对碱-集料反应的进展也会有良好的阻滞作用。为此，必须正确设计混凝土的配合比，保证足够的水泥用量，适当降低水灰比，仔细选择集料级配，讲究施工质量。

从抗冻性的角度看，硬化浆体或混凝土的抗渗性、吸水率和充水程度都是决定抗冻性的重要因素。透水性高的浆体，极易被水饱和，超过充水极限。因此，使用低的水灰比，使浆体中的毛细孔径减小，同时可冻结水减至尽可能的最小程度，也就是通过提高密实度的途径，来提高抗冻性，这在不少的工程实践中已经得到很好的证明。另外，在密实度高的浆体中，水被迫流动时所产生的阻力加大，相应会产生较大水压，反而可能对抗冻性不利。因此，还必须从调整孔结构着手，才能进一步提高抗冻能力。加入适量的引气剂，可在浆体中形成数量众多的微小气泡，其直径约为0.05mm数量级。如果微气泡间距足够小，有可能消除结冰时的膨胀。研究认为，为充分防止膨胀所需的气孔间距，不宜超过0.25mm。所以，在实际使用中，采用低水灰比，再掺加适量的引气剂，使浆体既密实又有合理分布的微孔结构，可以获得相当良好的抗冻性能。还要提出的是，引入的微气泡都彼此分离，不会形成连通的透水孔道，故较难达到充水极限，同时对抗渗性也没多大影响。但由于总的孔隙体积增加，强度略有下降。因此引气剂要适量，特别是实际引入的空气量要加以控制。不过，在通常情况下，掺入引气剂后和易性能够明显改善，故可减少用水量，相应降低水灰比，从而使强度得到一定的补偿。采用适量的引气剂，在某些场合也会使抗蚀性获得一定改善。

2.7.5.2　改变熟料矿物组成

实践证明，调整熟料的矿物组成，是改善水泥抗蚀能力的主要措施。降低熟料中C₃A的含量，相应增加C₄AF的含量，可以提高水泥的抗硫酸能力。有关研究表明，在硫酸盐作用下，铁铝酸钙所形成的水化硫铁酸钙或其与硫铝酸钙的固溶体，是隐晶质呈凝胶状析出，而且分布比较均匀，因此其膨胀性能远比钙矾石小。而且，如果有游离的水化铝酸钙存在，水化铁酸钙还能在其周围形成保护性薄膜，因此可将水泥的A/F比作为评价抗硫酸盐能力的依据。也有人认为，在一般水泥中形成的钙矾石，当所掺石膏用尽以后要转化成单硫型硫铝酸钙。而以后在硫酸盐溶液的作用下，又会再度转化成钙矾石，随之产生体积膨胀，造成破坏。而在C₃A含量低的水泥中，钙矾石不可能向单硫型转化，则是抗硫酸盐性能提高的主要原因。

由于C₃S在水化时析出较多的Ca（OH）₂，而Ca（OH）₂又是造成溶出侵蚀的主要原因，故适当减少C₃S的含量，相应增加较为耐蚀的C₂S，也能提高水泥的耐蚀性，尤其是抗水性。

在煅烧熟料后采用急速冷却的方法，增加玻璃体含量，对水泥的抗硫酸盐性会有不同的影响。由于玻璃体水化所得到的水化铝酸钙与水化铁酸钙的固溶体C₃（A，F）H₆以及水化石榴石在硫酸盐溶液中都具有较好的稳定性，所以对于氧化铝含量高的水泥应采用急冷方式。但铁铝酸盐的晶体比高铁玻璃体更加耐蚀，所以对于氧化铁含量高的水泥，采用急冷方式反而使抗蚀性变差。

不过，在选择熟料的矿物组成时，还需考虑到强度，特别是早期强度的发展。在某些情况下，如果硬化过慢，反而会使侵蚀加快。这可能是因为浆体的早期结构过弱，不能抵抗晶体膨胀的缘故。另外，混凝土的密实度通常比水泥的组成有着更为重要的影响。

2.7.5.3　掺加混合材

在硅酸盐水泥中掺加火山灰质混合材或粒化高炉矿渣后，可有效提高其抗蚀能力。因为熟料水化时析出的Ca（OH）₂能与混合材中的活性氧化硅或氧化铝结合，生成低碱水化产物，例如：

在混合材掺量足够的条件下，所形成的水化硅酸钙中C/S接近于1，使其平衡所需的石灰极限浓度仅为0.05～0.09g/L，比普通硅酸盐水泥为稳定水化硅酸钙所需的石灰浓度低得多。因此，在淡水中的溶析速率要明显减慢。同时，还能使水化铝酸盐的浓度降低，而且水化硫铝酸钙在氧化钙浓度较低的液相中产生结晶，膨胀较为缓和。又因掺加混合材后，熟料所占比例减少，C₃A和C₃S的含量相应降低，也会改善抗蚀性，而且由于生成较多的凝胶，提高了硬化水泥浆体的密实性，抗渗性好。所以一般来说，火山灰水泥和矿渣水泥的抗蚀性比硅酸盐水泥要强。而矿渣水泥的抗硫酸盐性又随矿渣掺量的增加，矿渣中Al₂O₃含量的降低而提高。

但火山灰水泥的抗冻性和大气稳定性不高，在硫酸盐侵蚀的同时，在有反复冻融和干湿交替情况下，耐久性欠佳。在含酸或镁盐的溶液中，掺加火山灰质混合材也没有什么帮助，因为这些侵蚀性介质对水化硅酸钙和水化铝酸钙的直接破坏作用仍无法避免。另外，在掺烧黏土类火山灰质混合材时，由于活性Al₂O₃含量较高，抗硫酸盐能力反而可能变差，应当引起重视。

掺加适当的混合材，对碱-集料反应有明显的抑制作用，而且混合材的酸性氧化物，主要是氧化硅含量越高，抑制碱-集料反应的能力越强。

2.7.5.4　表面处理或涂覆

还可用化学的方法对混凝土表面进行处理，以提高其表面的密实程度。例如，在使用前先在空气中碳化一段时间，将氢氧化钙转变成碳酸钙可以形成难溶的保护性外壳。在混凝土表面用硅酸钠或氟硅酸盐的水溶液处理，使其在表面孔隙中生成氟化钙和硅酸凝胶等。用桐油或亚麻仁油涂刷混凝土表面，对一些酸和盐的稀溶液同样有一定的防护作用。还可采用压渗法，将四氟化硅气体以一定压力压渗进混凝土内部，能够获得较厚的保护层。对于具有特殊要求的工程，可以采用浸渍混凝土。必要时，还可使用各种防渗涂层，如沥青或用树脂改性的沥青。也有加用沥青毡等保护层覆盖表面。在某些强化学侵蚀等要求较高的工程中，更需采用陶瓷、金属等贴面材料等。

当然，应根据工程的具体条件，针对不同的破坏因素，采取相应的预防措施和改善耐久性的方法。当有几种因素同时作用时，更应注意复合作用的影响，分清主次，抓住主要因素并采取针对措施，才能获得较好的技术经济效果。