碱矿渣水泥混凝土的微观结构和特性与其所用的激发剂和胶凝材料的性能有很大关系。研究表明，当碱矿渣水泥混凝土的水胶比或水渣比一定时，采用水玻璃溶液激发比用氢氧化钠激发时的强度和抗渗性高。如图9-1所示，当水胶比固定为0.55时，用氢氧化钠激发的碱矿渣混凝土（AASC N-1、AASC N-2）与普通硅酸盐水泥混凝土（OPCC-1、OPCC-2）相比强度较低，而用模数为1.2的水玻璃激发矿渣水泥混凝土（AASWG-1、AASCWG-2）的7天、28天抗压强度最高。同时，混凝土的总孔隙率和强度也呈现一定的关系。水玻璃激发的碱矿渣混凝土孔隙率最小，分别为7.6%和8.0%，其次是普通硅酸盐水泥混凝土，孔隙率为16.4%和12.4%，用氢氧化钠激发的碱矿渣混凝土孔隙率最大，分别达16.8%、19.3%。大的孔隙率导致混凝土的水渗透性增大。AASCWG-1、AASCWG-2的渗水高度都为0，OPCC-1、OPCC-2的渗水高度分别为11.0 mm和6.8 mm，AASC N-1、AASC N-2的渗水高度分别为11.0 mm、9.5 mm。
图9-1 各种混凝土7天、28天抗压强度和28天总孔隙率［1］
对于给定的原材料，水胶比或水渣比的增加对碱矿渣水泥混凝土的孔结构和渗透性影响较大。图9-2为不同水胶比时碱激发矿渣（AAS）砂浆与普通硅酸盐水泥（OPC）砂浆的孔隙连通因子与时间的关系。孔隙连通因子表明了砂浆中孔隙的连通性，此值越大，砂浆中的孔隙越相互连通。可见，水胶比越大，孔隙连通性因子值越大，AAS砂浆试样内部的孔隙比OPC砂浆内部孔隙更连通，水胶比为0.35的AAS砂浆孔隙连通因子和水胶比为0.5的OPC砂浆相似，且AAS砂浆中水渣比增大引起的孔结构变化比水胶比增大引起OPC砂浆的孔结构变化更为明显，主要原因是AAS砂浆中水渣比提高时，激发剂浓度下降，碱的激发效果被减弱。但从图9-3的实验结果可见，水胶比越大，两种砂浆的孔隙率也越大，当水胶比相同时，OPC水泥砂浆的开口孔隙率比碱矿渣水泥砂浆的大。碱激发矿渣水泥基材料中大于100nm的孔的数量比OPC中的要少，即有害孔的数量减少。因此，AAS砂浆的抗渗性优于OPC砂浆。
另外，从图9-2和图9-3可知，在30天龄期内，随着龄期的增长，砂浆的孔隙率和孔隙连通性因子降低，说明龄期延长，砂浆内部的密实度增加，因而抗渗性有所提高。但是，由于所用的原材料不同、试验条件不同，实验的结果也会有所不同。碱矿渣水泥混凝土干缩大，后期内部可能产生裂缝，导致其渗透性增加，如图9-4为28天龄期后碱矿渣水泥混凝土渗透系数研究结果。尽管碱矿渣水泥混凝土水渗透系数随着龄期的增加而增大，但如按照各龄期的渗透系数值不超过1.3×10-7m3/min为低透水性进行分类，碱激发矿渣混凝土仍属于低渗透性混凝土［4］。
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图9-2 不同水胶比时孔隙连通因子与时间关系［2］
图9-3 不同水胶比时开口孔隙率与时间关系［2］
图9-4 渗透系数和时间关系［3］
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