В условиях эксплуатации цементный камень подвергается воздействию различных видов агрессивных сред. Такой средой могут быть пресная и минерализованная вода, периодические процессы замерзания и оттаивания, увлажнения и высушивания, длительное воздействие высоких температур и газов. Помимо прочности по сравнению с портландцементом, в зависимости от условий применения предъявляются также требования по водостойкости, воздухостойкости, морозостойкости, температурной и химической стойкости. Существует ряд факторов, определяющих эти свойства портландцемента и способы повышения его долговечности.

Обыкновенный портландцемент имеет свойство разрушаться под воздействием пресной и минерализованной воды. Разрушение в пресной воде происходит путем выщелачивания свободного гидроксида кальция из цементного теста, образующегося при затвердевании трехкальциевого силиката. С одной стороны, это увеличивает пористость цементного теста, а с другой стороны, вызывает разрушение уже образовавшихся гидратов и их структуры за счет неконгруэнтного растворения с разложением и другими физико-химическими процессами, особенно осмотическими явлениями. .

В минерализованных водах возможно разрушение цементного камня за счет развития обменных реакций с солевыми растворами в воде. Продукты обменных реакций, не обладающие заданными свойствами или обладающие высокой растворимостью, легко вымываются из цементного теста, что в результате приводят к его полному разрушению.

Гидрат оксида кальция среди компонентов цементного камня также играет основную роль в метаболических реакциях. Некоторые гидраты клинкерных минералов, в частности гидроалюминат трикальция, активно взаимодействуют с раствором гипса, образуя гидросульфоалюминат кальция. Дальнейшая кристаллизация последнего сопровождается увеличением объема по сравнению с объемом исходной фазы, что вызывает разрушение стенок пор цементного камня.

Сущность коррозионных процессов портландцемента в водных условиях позволяет выявить и решить пути повышения водостойкости портландцемента. Эти методы заключались в использовании клинкеров с низким содержанием трехкальциевого алюмината. Однако в то же время цемент замедляет нарастание прочности в начальный период.

Бетоны на основе портландцемента отличаются высокой воздухостойкостью, но в случае отсутствия или оптимального содержания в них активных минеральных добавок. Этот же фактор важен и при производстве портландцемента для бетонов с особыми требованиями по морозостойкости. Морозостойкость цементного теста повышается также за счет ограничения в составе клинкера трехкальциевого алюмината, склонного к образованию рыхлой пористой структуры цементного теста.

Цементный камень обладает достаточно высокой термостойкостью, что позволяет использовать для бетонов специальный портландцемент, работающий при высоких температурах. Придание этих свойств обыкновенному портландцементу достигается введением в этот цемент тонкоизмельченного шамота, доменного шлака, топливного шлака от сжигания других углей и природных добавок, таких как пемза, лесс или лессовидная глина.

Химическая стойкость портландцемента оценивается способностью его камня длительное время выдерживать воздействие щелочей, кислот и газов. Кислоты даже в самых малых концентрациях разрушают цементное тесто, представленное соединениями основного типа. Слабые щелочи не опасны для портландцемента, однако концентрированные щелочи разрушают портландцемент, воздействуя на его компонент кремнезема и образуя растворимые соединения, такие как силикаты натрия или кальция.

Сухие газы практически не способны воздействовать на портландцементный камень, но могут разрушить его во влажной среде за счет образования кислоты. Суть этих коррозионных процессов аналогична действию кислот.