关于掺粉煤灰后混凝土的抗冻安全性问题，世界范围内都进行了大量的研究。质量差的粉煤灰随掺量增加，混凝土的抗冻融耐久性剧烈降低。但当掺用质量较好的粉煤灰，同时适当降低水灰比，则可以收到改善抗冻融耐久性的效果。交通部航局科研所曾用不同细度、不同烧失量的粉煤灰进行混凝土的抗冻试验，结果表明：随着粉煤灰细度和烧失量的増加，粉煤灰混凝土的抗冻性降低。中国水利水电科学研究院对粉煤灰混凝土的抗冻性做过较系统的研究，证明了在等量取代的条件下，粉煤灰掺量为15%时，混凝土抗冻性可得到改善，但当粉煤灰掺量超过一定范围时，将使混凝土的抗冻性受到影响。

中等强度粉煤灰混凝土的碳化不容忽视，在髙性能混凝土中，如果用粉煤灰以较高比例等重量来取代水泥，可能存在碳化问题，故GBJ 146—90规定了粉煤灰在混凝土中取代水泥的限量，通过长期研究和工程实践，防止掺粉煤灰混凝土碳化，首要因素是确保粉煤灰混凝土的密实度。只有密实度得到保证，抗碳化能力才能得以提高。

关于粉煤灰对ASR的抑制作用，当向混凝土中掺入粉煤灰后，粉煤灰和水泥中的碱反应，能够防止碱-集料反应的过度膨胀。原因可概括为：①粉煤灰对碱的物理稀释作用；②粉煤灰酸性颗粒对R+（Na+、K+）和OH-的滞留、吸附作用；③粉煤灰与Ca(OH)2的火山灰反应减少甚至消除体系中的Ca(OH)2；④粉煤灰与Ca(OH)2的火山灰反应生成的低Ca/Si比、较高比表面积的C-S-H产物对碱的吸附和滞留；⑤粉煤灰与水泥水化产物的火山灰反应使水泥石结构致密化，从而阻止碱液的迁移，减低R+和OH-水泥石中的扩散系数等几个方面。在计算单方混凝土的总碱量时，粉煤灰带入的有效碱量按照粉煤灰总碱含量的15%计算。