1、混凝土防凍機理
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外，受溫度影響很大。當溫度升高時，水化作用加快，強度增長也較快；當溫度降低到0℃時，水泥水化作用減慢甚至停止，強度增長變慢至停止，直至水化作用停止，強度不再增長；水變成冰后，體積增大約9%，產生較大的膨脹應力。該膨脹力值常常大于水泥石內部形成的初期強度值，破環混凝土內部結構，增加孔隙率，使得混凝土強度大幅度降低，表現為混凝土的凍損。
在一般情況下，混凝土早期允許受凍的臨界強度不得低于4MPa，氣溫越低，該數值越大。因此，提高混凝土的早期強度是保證混凝土避免受凍的重要渠道。加入防凍外加劑是使水的冰點下降，促使混凝土在負溫下硬化一段時間，使混凝土強度持續增長至受凍臨界強度之上。
2、防凍措施及控制要點
1.原材料的保溫和預熱
1.1水泥的使用
冬期施工時水泥儲存量不宜太多，在保證生產連續的情況下，盡量減少庫存。可減少存放倉位，盡量集中存放在某倉。新進的散裝水泥相對溫度較高，使用時可提高混凝土的初始溫度。
1.2攪拌用水預加熱
提高攪拌用水的溫度是防止混凝土受凍的重要手段。冬期生產時，建議安裝與生產量相適應的供熱鍋爐，將攪拌用水預先加熱，讓混凝土出機溫度不低于10℃，提高水泥的早期水化速度，提高混凝土的早期強度。
1.3砂石的儲備保溫
應盡量減少已儲存砂石物料的熱量損失。露天砂堆表面盡可能蓋上一層草墊或毛氈，降低砂子的受凍程度。若砂堆外層凍殼已形成，使用物料時，應去除凍殼，盡量避免結凍的砂塊進入攪拌機。封閉料棚內存放物料時，要確保料棚的密閉性，防止冷空氣的流入。在條件允許時，可在料棚的用料端生火，提高物料入機溫度。

2、原材料質量控制

使用優質的原材料是混凝土防凍的重要環節，應使用含水量低的各種原材料，要嚴格控制砂、石料的風化程度，嚴格檢測防凍劑中有效成分含量，防止原材料質量問題造成的混凝土防凍效果折減。

3、生產配比要求
3.1膠凝材料
水泥水化受溫度影響很大，而摻合料的水化要同時受到水泥水化產物量和溫度的雙重影響，溫度效應更大。混凝土的早期強度盡快增長至臨界強度，應適當提高水泥用量，降低摻合材用量。水泥用量增大，可提高混凝土的早期強度，同時，水化熱的增加也會延緩混凝土自身的溫度降低速率。此外，配置混凝土時，還要結合施工部位和工地的混凝土保暖措施。
3.2用水量控制
通過大量試驗證明，當總用水量降低到170kg以下時，混凝土的抗凍性有明顯提高。這說明，降低混凝土中水膠比，混凝土液相離子濃度提高，冰點下降，混凝土的受凍機率降低，因此，配制混凝土時應盡量降低水膠比。建議非泵送混凝土也適當摻加減水劑，這對提高混凝土的抗凍性有重要作用。
3.3復合防凍劑使用
使用有效的復合防凍劑，在混凝土防凍劑中加入具有減水、早強、防凍、引氣組份，保證混凝土在負溫下不受凍。復合防凍劑不但減少混凝土拌合物的用水量，減少凍害程度，增加混凝土的密實度，而且降低水的冰點，使水泥在負溫下繼續水化，強度繼續增長。
3.4攪拌時間控制

混凝土進行攪拌時，建議攪拌時間比夏季時延長30s左右，讓少量砂石凍塊解體，提高混凝土的勻質性，減少凍塊對混凝土構件局部結構的不良影響。

4、生產運輸與調度
為降低混凝土在嚴寒環境中的暴露時間，提高入模溫度，應提前做好相關工作保證運輸線路暢通，合理調配車輛，做到工地不壓車或輕微壓車，盡量縮短運輸環節和壓車時間，防止混凝土本身熱量的損耗。
5、混凝土施工與保溫養護的控制
5.1 嚴禁現場施工人員向混凝土中加水
應安排技術員進行現場監管或高頻次巡查，防止施工人員向混凝土中亂加水，降低混凝土的抗凍性。
5.2嚴控混凝土出機溫度和入模溫度
制定相關表格，記錄相關混凝土出機溫度和入模溫度。測量出機溫度和入模溫度，確保兩者符合要求。混凝土的出機溫度不得低于10℃ ，入模溫度不得低于5℃，大體積混凝土的入模溫度可以根據實際情況降低3℃左右。
5.3混凝土澆筑、振搗
為減少混凝土的熱量損失,應盡量連續整體澆筑。混凝土需要分層澆筑時，分層厚度不宜小于400mm。在被上一層混凝土覆蓋前，已澆筑層的溫度應滿足熱工計算要求，且不得低于2℃。
5.4保溫、養護拆模
(1)混凝土運輸、輸送機具及甭管應采取保溫措施。例如：混凝土運輸車罐體要穿上保暖車衣，泵送管道要用棉被或毛氈等包裹嚴實等。
(2)混凝土結構表面也要采用毛氈、棉被或加膜草墊等及時做好覆蓋。若條件允許，施工時可在施工層下部空間生火，降低混凝土受凍風險。對于低強度等級的薄層結構(如:墊層、防水保護層等)應特別關注，其受凍機率更大。
(3)冬期施工的混凝土應盡量延長養護時間和拆模時間。模板和保溫層應在混凝土達到要求強度，且混凝土表面溫度冷卻到5℃后再拆除。對墻板等等薄壁混凝土構件，宜延長模板拆除時間。當混凝土表面溫度與環境溫度之差大于20℃時，拆模后混凝土表面立即進行保溫覆蓋。混凝土強度未達到受凍臨界強度和設計要求時，應繼續進行養護。冬期施工期間，應編制越冬維護方案并進行保溫維護。
5.5受凍臨界溫度的要求
(1)當采用蓄熱法、暖棚法、加熱法施工時，采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，不應低于設計混凝土強度等級值的30%；采用礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥配制的混凝土時，不應低于設計混凝土強度等級值的40%。
(2)當室外最低氣溫不低于-15℃時，采用綜合蓄熱法、負溫養護施工的混凝土受凍臨界溫度不應低于4MPa；當室外最低氣溫不低于-15℃時，采用負溫養護施工的混凝土受凍臨界溫度不應低于5MPa。
(3)強度等級等于或高于C50的混凝土，不應低于設計混凝土強度等級值的30%。對有抗凍耐久性要求的混凝土，不應低于設計混凝土強度等級值的70%。
3、其它注意事項
1.重視氣象資料
密切關注天氣預報，定時觀測室外氣溫。根據氣象信息及時制定相應措施。當室外氣溫很低時，建議停止施工。
2.落實工作務必到位
在防止混凝土受凍的一系列措施中，能做到的盡量做的全面，避免遺漏重點項，落實工作務必到位。預拌混凝土企業和施工企業在分別做好自己的防凍措施的同時，必須做好交接環節的接洽工作。
從思想上重視混凝土防凍工作，必須全面考慮，系統分析，制定因地制宜防凍措施，從原材料進廠檢驗、物料的覆蓋蓄熱保溫、生產過程的配比控制以及運輸、澆筑和養護方面做好認真落實，不得遺漏重點控制項，提高混凝土防凍的保證系數，確保混凝土不受凍。