Шлаки, охлажденные на воздухе, должны иметь достаточную механическую прочность и сохранять ее в процессе использования. Прочность зависит от плотности щебня, химического и минералогического составов шлака, а также скорости его охлаждения.

Пористость в охлаждаемом на воздухе шлаке развивается в результате образования пузырьков, которые не успевают всплыть на поверхность до застывания расплава. Источниками образования пузырьков являются газы, растворенные в шлаке, и сера или двуокись серы, полученная при окислении сульфида кислородом.

Плотность шлака, охлажденного на воздухе, определяется условиями процесса охлаждения. Плотность расплавленного шлака увеличивают введением добавок окислов железа, а также продувкой шлака паром. УралНИИЧМ совместно с НЛМЗ применил специальные добавки, с помощью которых удалось получить материал с насыпной плотностью 1350-1400 кг/м3 фракций 5-10, 10-20 и 20-40 мм дробимостью 12%. Щебень успешно испытан в бетонах марки.

Повышенную плотность получают в тех случаях, когда шлак сливают в траншею тонкими слоями.

Прочность щебня из доменного шлака с высокой основностью может быть нарушена в процессе службы при наличии в твердом шлаке метастабильной формы двухкальциевого силиката.

Охлаждение шлака на воздухе происходит при различных условиях: выдерживание в ковше до полного застывания; слив из ковша в траншею сразу же после подачи его на установку; выпуск в траншею непосредственно из доменной печи.

Наибольшее распространение получил способ, при котором наполненный шлаком ковш подают к траншеям и кантуют. Для ускорения охлаждения шлак поливают водой.