在低溫環境下,未摻任何外加劑的現澆混凝土,當氣溫在0~2℃時即受凍。當溫度低于0℃,特別是溫度下降到混凝土冰點溫度(新澆混凝土的冰點為-0.3~-0.5℃)以下時,現澆混凝土中的水就開始結冰。此時受凍的現澆混凝土體積膨脹約達9%,強度損失約達50%以上。而且在氣溫恢復到正溫后,這種未摻任何外加劑的受凍現澆混凝土強度也不再恢復。
為了使現澆混凝土在低溫養護期間盡早達到混凝土受凍臨界強度(一般為3.5~7.0N/mm2),通常都在現澆混凝土中摻入適當的早強劑,以促進水泥的硬化,而使混凝土具有早強效果來防止早期受凍。但摻早強劑只適用于在環境溫度高于-5℃以上的現澆混凝土中使用。如果在環境溫度低于-5℃以下時,現澆混凝土中即使摻有早強劑也會出現受凍現象,但在氣溫恢復到正溫后這種摻有早強劑的混凝土強度會繼續增長。
摻有防凍劑的現澆混凝土適應溫度一般低于摻早強劑的新澆混凝土,并由防凍劑的設計溫度所制約,通常可在0~-20℃的條件下進行冬期施工。但摻有防凍劑的現澆混凝土,在負溫下也會出現受凍現象。例如摻低溫早強防凍劑的現澆混凝土,在氣溫低于-10℃時即出現受凍現象。當氣溫低于-15℃后受凍,這種摻有低溫早強防凍劑的現澆混凝土強度損失約達20%以上。再例如摻負溫防凍劑的現澆混凝土,當環境溫度在-15~-20℃即受凍。在-25℃或更低溫度受凍時,這種摻有負溫防凍劑的現澆混凝土強度損失也可達20%以上。
在低溫環境下,大體積現澆混凝土因水泥水化產生熱量。容易使現澆混凝土內部溫度較高,加速現澆混凝土內部達到受凍臨界強度。而大體積現澆混凝土的外表面,由于其裸露在低溫環境下,所以當氣溫徒然下降時,就易出現表面層受凍的現象。