混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)硬化，直至獲得最終強(qiáng)度，是由于水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外，還與外界溫度密切相關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)水化作用加快，強(qiáng)度增長加快，而當(dāng)溫度降低到0℃度時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相(水)變?yōu)楣滔?冰)，這時(shí)參與水泥水化作用的水減少了，水化作用減慢，強(qiáng)度增長相應(yīng)變慢。溫度繼續(xù)降低，當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變成固相時(shí)，水泥水化作用基本停止，此時(shí)混凝土的強(qiáng)度不會(huì)再增長。

 混凝土單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)冬季施工的混凝土進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，結(jié)果表明:在受凍混凝土中水泥發(fā)生水化作用停止之前，使混凝土達(dá)到一個(gè)最小臨界強(qiáng)度(我國規(guī)定為不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30 %且不低于3.5MPa)，可以使混凝土不遭受凍害，最終強(qiáng)度不受到損失。所以延長混凝土中水的液體形態(tài)，使之有充裕的時(shí)間與水泥發(fā)生水化反應(yīng)，達(dá)到混凝土的最小臨界強(qiáng)度及減少混凝土中自由水的含量是防止混凝土凍害的關(guān)鍵。在實(shí)際的工程中，針對(duì)具體情況，通常采用蓄熱法和摻加防凍劑兩種方法來保證水的液態(tài)。防凍劑的作用在于降低拌和物冰點(diǎn)，細(xì)化冰晶，使混凝土在負(fù)溫下保持一定數(shù)量的液相水，使水泥緩慢水化，改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，從而使凝土達(dá)到一個(gè)最小臨界強(qiáng)。