混凝土冻融破坏的机理及危害分析

含水（或水接触）的混凝土在长期正负温度交替作用下会出现由表及里的逐渐剥蚀破坏，称为冻融破坏。混凝土产生冻融破坏有两个必要条件：一是混凝土必须接触水或混凝土中含有一定的水；另一个是混凝土建筑物所处的自然环境必须存在反复交替的正负温度，且负温必须低至一定程度。只有以上两个条件同时存在，混凝土才有可能出现冻融剥蚀破坏。因此，水利水电工程和港口码头工程发生混凝土冻融破坏较为普遍和严重。

混凝土在大气中遭受冻融破坏的机理还未完全研究清楚，但一般认为主要是因为在某一冻结温度下存在结冰的和过冷的水，结冰的水产生体积膨胀及过冷的水发生迁移，引起各种压力的结果。混凝土冻融破坏的程度与混凝土本身的抗冻融破坏能力有关，与环境条件因素有关。本节重点介绍混凝土冻融破坏的机理和影响混凝土冻融破坏的因素。

（一）混凝土冻融破坏及其危害

如前所述，混凝土的冻融破坏与混凝土中水分结冻膨胀有关。如果混凝土在凝固之前遭受冻结，这种冰冻的作用类似于饱和粘土冻胀的情况，即拌和水冻结使混凝土总体积增长，而且，由于水分冻结了，不能参与混凝土中的水泥起化学反应，使混凝土的凝结硬化延迟。当低温一直持续不变，则凝结过程一直中断着。若后来开始融化时，对混凝土进行重新振实，则其后的混凝土凝结硬化不会使混凝土的强度降低。然而，若不重新振实混凝土，则凝结的混凝土会存在大量的孔隙，因而混凝土的强度极低、抗渗性极差。融化之后的重新振实，尽管可以得到令人满意的混凝土，但这是不得已而采取的作法。

如果混凝土在凝结之后但未达到要求的强度时遭受冻结，则结冰的膨胀力将引起混凝土破裂，并造成不可恢复的强度破坏。但若混凝土已获得足够的强度，就能抵抗低温冻结而免遭破坏。这不仅是因为混凝土已具有较高的强度能够抵抗结冰的压力，而且还因为大部分拌和水已与水泥化合或处于凝胶孔中，而凝胶孔中的水一般情况下不能冻结。一般说来，混凝土中的水泥水化程度愈高，即强度愈高，则冰冻危害愈小。混凝土的冻融破坏也与其遭受第一次冻融循环时混凝土的龄期有关。冻融循环的暴露条件比延续冻结无融化期的情况更加恶劣。

当饱和的硬化混凝土温度降低到一定程度时，吸附于混凝土毛细孔内的水冻结，使混凝土发生膨胀，这与岩石中毛细孔水的冻结极为相似。若随后的融化紧接着又重新冻结，则将产生进一步的膨胀，可见冻融反复循环具有累积的效果，因此，这与疲劳破坏极为相似。

混凝土的冻融破坏是一个渐进过程，这一方面是因为热量以一定的速率向混凝土外部传递的，另一方面是因为混凝土中尚未冻结的水的溶液浓度逐渐增高，同时还因为孔隙中水的冻点是随孔隙尺寸而异。因此，越进入混凝土内部冻结越难。当冰冻和渗透等压力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土发生破坏。破坏的程度随冻融循环次数的增加从表面发生微裂纹到出现宏观裂缝，进而表面剥落直至完全破坏瓦解。这是因为冻结是从裸露的混凝土表面开始逐渐深入到混凝土内部的。

我国水利水电工程受冻融剥蚀破坏极其严重。1985年水利水电系统曾组织了一次全国性的水工混凝土建筑物病害调查，调查结果表明［7］，有22%的大型水工混凝土工程（大坝）存在混凝土的冻融剥蚀破坏，有21% 的中小型水工钢筋混凝土工程（水闸等）也存在有混凝土的冻融剥蚀破坏。大型水工混凝土建筑物的冻融破坏主要集中在东北、华北和西北地区，中小型水工混凝土建筑物的冻融破坏，不仅东北、华北和西北地区存在，在气候比较温和，但冬季仍然出现冰冻的华东、华中地区以及西南高山地区也普遍存在。其中位于吉林省第二松花江上的丰满水电站，坝高91m，坝长108m，混凝土总量210万m3。坝区极限最低气温为-39 ℃，一年内气温正负交替的次数最多时达80 余次。该坝在运行40余年的过程中出现了大面积的混凝土冻融剥蚀破坏，冻融剥蚀破坏的总面积达数万平方米。一般剥蚀深度200～500mm，最大剥蚀深度超过1000mm。位于吉林省鸭绿江中游的云峰水电站，坝高113.7m，坝长828m，大坝混凝土总量304.8万m3。坝区极限最低气温-41 ℃，一年内气温正负交替的次数最多时达74 次左右。大坝建成后运行10年即出现了溢流面的大面积冻融剥蚀破坏。至1981年运行15年，破坏面积达9000m2，占溢流面总面积的50%。剥蚀深度一般为50～200mm，个别部位达400～500mm。位于北京门头沟区永定河的下马岭水电站，坝高33.2m，坝长132m，在30余年的运行过程中，大坝上游面的水位变化区、溢流面、闸墩等部位均出现了混凝土的冻融剥蚀破坏，破坏面积约300～500m2，剥蚀深度40～60mm。同一河流上的下苇甸水电站，坝高19.5m，坝长220.7m，运行30年，发生在大坝上游面水位变化区、溢流面和闸墩的冻融剥蚀破坏总面积约达1500m2，最大剥蚀深度70mm。位于华东北部鲁北地区的许多水闸的水位变化区都出现了不同程度的冻融剥蚀破坏，深度达5～60mm，有的已露出钢筋。位于华中地区中部的江苏省万福闸，尽管月平均气温已达0 ℃以上，但冬季最低气温仍低至-10 ℃左右，该闸1960年建成投入运行，1963年在闸墩水位变化区就出现冻融剥蚀。至1985年，冻融剥蚀面积达1500m2，最大剥蚀深度达100mm，部分主筋已露出。

（二）混凝土冻融破坏机理

含水混凝土在大气中遭受冻融破坏的机理虽有许多学者进行了大量研究，提出各种假说，但至今尚未完全研究清楚。一般认为主要是因为在某一冻结温度下，存在结冰的水和过冷的水，结冰的水产生体积膨胀，过冷的水产生迁移，混凝土表面存在温度梯度等引起混凝土表面产生拉应力，混凝土内部孔隙承受各种压力。当这些力超过混凝土的抗拉强度时，使混凝土表面产生裂缝、内部孔隙及微裂缝逐渐增大、扩散、互相连通，混凝土强度逐渐降低，表面剥落，造成混凝土的破坏。如前所述，混凝土产生冻融破坏有两个必要条件：一是混凝土必须接触水或混凝土中含有一定量的水，另一个是混凝土建筑物所处的自然环境必须存在反复交替的正负温度，且负温必须低至一定温度。只有以上两个条件同时存在，混凝土才有可能出现冻融剥蚀破坏。

1.混凝土孔隙中水的冰点降低

水的冰点是某一压力下，水、冰共存的平衡温度，通常指1.013×105Pa（一大气压）下溶有空气的水与冰平衡共存的温度，即0 ℃。水的冰点根据物理化学条件而变化。

由于混凝土的亲水性，混凝土毛细孔中的水呈凹液面，孔径越细，凹液面越弯曲。引起混凝土毛细孔中的冰点下降的主要作用是凹液面，它使水面内侧压力减小Δp，即相当于外部对孔隙内的水增加压力Δp：

式中：σ为水的表面张力；r 为毛细孔的孔半径。

将0 ℃时水的表面张力为7.562×10- 2 N/m 代入式（3-20），可计算得不同孔径毛细孔中的水所增加的外压力如表3-8所列。压力的变化引起相平衡温度的变化。根据克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程［10］

表3-8　不同孔径下毛细孔中的水所增加的外压力

注　1 Å = 1×10- 1 0m。

应用于水-冰平衡体系中，得

式中：表示压力对水的冰点的影响。因为水的体积小于冰的体积，故V水-V冰为负值，因此也为负值，即压力增加时，水的冰点降低。若将0 ℃冰的融化热为6008J/mol，冰和水的体积19.625ml/mol和18.018ml/mol代入式（3-21）

因此

即当压力增大1.013×105Pa（一个大气压）时，冰的融点降低0.00753 ℃。因此，毛细孔中的水0 ℃时不可能结冰，只有当温度低于0 ℃时，粗孔中的水才开始结冰。孔径越细，其中的水冰点越低。严格地说，表面张力σ和融化热ΔH融化都随温度而变化，温度越低σ越大，ΔH融化越小。因此，按式（3-21）计算的结果是不可能精确的。当压力增大1.013×105Pa（一个大气压）时，冰的融点降低直接测定值为0.0076 ℃。

另一方面，混凝土孔隙中的水一般都溶有盐类。根据稀溶液的性质，其冰点低于纯水时的冰点，冰点的降低值与溶液的浓度成正比，即

式中：T0 为水的冰点；T 为稀溶液的冰点；m 为溶夜的质量摩尔浓度；kf 为水的冰点下降常数，kf=1.86℃。

尽管混凝土孔隙水中盐溶液浓度不高，但仍对孔隙水的冰点降低产生影响。

由于上述原因，混凝土孔隙中的水必须在0 ℃以下才会结冰，孔隙越小冰点越低。混凝土中凝胶水，其冰点约为- 73～-78℃，实际上是不结冰的。

2.混凝土冻融破坏的机理［11］

如前所述，一般认为混凝土遭受冻融破坏主要是因为在某一结冰温度下存在结冰的水和过冷的水，结冰的水产生体积膨胀及过冷的水发生迁移，混凝土表面存在温度梯度的结果。

图3-8　球形气孔

（1）毛细孔水结冰产生的最大膨胀压力。设想混凝土中某一范围水泥石包围着一个半径为rb的球形气孔，气孔周围有一定厚度的水。泥石（相当于一球形壳）中含有可冻结的毛细孔水，如图3-8 所示。

设水泥石球壳中有一厚度为△r'的单元壳，则此单元壳的体积为4πr'2Δr'，其中r'为气孔中心至单元壳的距离。在0 ℃时，水的密度为0.917g/cm3，所以水一旦结冰，体积就增大到1.09 倍，即水结冰时体积膨胀达9%。由于冻结，从单元壳中排出的水的体积为ΔV，则

式中：S为水泥石毛细孔的体积含水率；ωf 为单位体积的水泥石平均结冰水量（cm3/cm3）。

当S=1时，即1cm3 的水结冰时发生的标准膨胀。

因为冻结水量是温度的函数，因此排出水量也是温度的函数，即

式中：θ为温度，℃。

从单元壳中排出水的量为

式中：t 为时间，s。

那么，距气孔中心为r 至rm 的水泥石球壳由于冻结，排出体积膨胀后多余的水分，在r 处的总流量为

积分式（3-26）得

根据达西定律

即

式中：p 为水压力；k 为与水泥石的渗透有关的系数；η为水的粘度；a 为在r 处的渗流总面积，a =4πr2。

由式（3-27）和式（3-28）得

式中：(www.xing528.com)

将式（3-29）从rb 到r 积分，得

此即为水泥石球壳任意一点上水压力的表达式。最大压力pmax发生在r= rm 处，因此

令L= rm - rb，则式（3-31）变为

式中

式（3-32）也可写成

令则上式变为

式中：η为水的粘度，在-2 ℃时为0.019Pa·s或0.0019Pa·s；S 为水泥石毛细孔的体积含水率；uR 为水的冻结速度。

式中：ωf 为单位体积的水泥石平均结冰水量，cm3/cm3；θ为温度，℃；t 为时间，s；u 为每降低温度1 ℃，冻结水的增加率；R 为温度降低速度，℃/s；k 为与水泥石渗透有关的系数：k=3.55ε3.6×10-4，cm2，ε为水泥石的孔隙率，0.1～0.35；φ（L）为与气孔大小、分布有关的函数：cm2；rb 为气孔半径，cm；L 为气孔的间距系数，cm。

对于毛细孔中完全饱水的水泥石，S=1，则

式中：up为水泥石饱水时，温度每降低1℃，结冰水的增加率。

（2）过冷水迁移产生的渗透压力。除了水冻结膨胀引起的压力之外，当毛细孔水结冰时，因凝胶孔尺寸极小形成冰核的温度极低，因此凝胶孔中的水实际上不结冰而处于过冷状态。过冷水的蒸汽压比同温度下冰的蒸汽压高，将发生凝胶水向毛细孔中冰的界面渗透，直至达到平衡状态。渗透压与蒸汽压之间的关系，由热力学得

式中：ΔP 为渗透压力，Pa；Pw 为凝胶水的蒸汽压，Pa；Pi 为毛细孔内冰的蒸汽压，Pa；V 为水的摩尔体积，0.018L/mol；T 为温度，°K；R 为气体常数［8314Pa·L/（K·mol）］。

例如，温度在-5 ℃（268.15°K）时，Pw =421.70Pa，Pi=401.70Pa，计算得渗透压力约为6.02MPa。

由于渗透达到平衡状态需要一定时间，所以水泥石即使保持在一定的冻结温度上，由渗透压力引起的水泥石的膨胀将持续发生一段时间。

（3）混凝土表面因温度梯度产生拉应力。除了上述结冰水产生的膨胀压力和过冷的水发生迁移引起的渗透压力外，由于混凝土是热的不良导体，混凝土表面降温造成表面混凝土收缩，而内部混凝土由于温度较高而不收缩，造成对表面混凝土收缩的抑制。混凝土表面出现拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面产生裂缝。

3.混凝土冻融破坏过程

混凝土中通常存在不同孔径的孔隙，包括大孔、毛细孔、过渡孔和凝胶孔。大孔的直径大于104 Å，一般以气孔的形式存在。毛细孔是直径在103～104 Å的管状孔，它们主要是泌水和混凝土中多余水分蒸发后形成。凝胶孔是直径小于100 Å ，处于凝胶中的极细小孔隙。过渡孔直径100～1000 Å ，介于毛细孔和凝胶孔之间。也有将混凝土中的孔隙分为粗大孔隙（孔径大于1.0mm）、细小孔隙（孔径0.01～0.1mm）和极细孔隙（孔径小于0.01mm）的。根据孔隙是否与混凝土表面连通，将其分为开口孔隙和闭口孔隙。对于开口孔隙，粗大者水分易于透过，但不易被水充满，孔隙中的水易冻结；极细孔隙，水分易被吸入，但不易在其中流动，既易被水充满，孔隙中的水也相对较易冻结。

当饱和的混凝土周围温度降低时，随着环境温度的下降，混凝土表面温度逐渐降低，而内部混凝土温度降低较慢，形成温度梯度。当温度降低至0 ℃以下时，粗大孔隙中靠近混凝土表面部位的水开始结冰，形成“瓶塞”。随着温度的进一步下降，冻结逐步深入至混凝土内部，细小孔隙中的水也逐步冻结。在结冰水膨胀力及过冷水渗透力的作用下，孔壁出现较大的拉应力，孔壁产生新的微细裂纹。随着温度的降低，结冰水膨胀力和过冷水的渗透力不断增大，裂纹不断扩展。在较大温度梯度情况下，混凝土表面产生温度裂缝。当外界温度升高时，混凝土内孔隙水解冻，细小的孔隙及新产生的微细裂纹因毛细现象而吸水饱满，与其相连的粗大孔隙若有水分供给也得到补充。当重复发生冻融时，将反复发生上述过程，使混凝土内部不断产生新的微细裂缝，原有的裂缝不断延长、扩展，使混凝土破坏不断加剧。

混凝土遭受冻融循环达到一定程度时，混凝土表面开始剥落，破坏也从表面逐渐深入到混凝土内部。

（三）影响混凝土冻融破坏的因素

影响混凝土冻融破坏的因素主要包括以下几方面。

1.混凝土的孔隙率、孔隙构造和饱水程度对混凝土抵抗冻融破坏能力的影响

从式（3-34）和式（3-35）可知，毛细孔水结冰产生的最大膨胀压力与孔隙直径、孔隙的间距系数及混凝土孔隙的体积含水量密切相关。换句话说，该膨胀压力与混凝土的孔隙率、孔隙构造以及孔隙吸水饱和程度密切相关。显然，假如混凝土的孔隙率为零，其内部不可能存在孔隙水，因而不存在结冰膨胀压力和渗透压力，只有混凝土表面温度梯度引起的裂缝及表面结冰膨胀压力积累的破坏，其破坏程度较轻。一般的混凝土，孔隙构造相同时，随混凝土孔隙率的增大，其抗冻融破坏的能力变差。当混凝土的孔隙率相同时，混凝土的抗冻能力随混凝土中孔隙构造的不同而变化。粗大孔隙中水的冰点较高，易冻结，但其中的水易流动，不易充满孔隙，结冰膨胀压力有一定的削弱；极细孔隙中的水冰点极低，一般情况下不结冰，因此冰冻破坏影响较小；细小孔隙易吸满水且其中的水冰点不是很低，较易结冰，故存在较多小孔隙的混凝土抗冻能力相对较差。由于混凝土冻融破坏的主要原因是混凝土孔隙中的水结冰引起的，显然，若混凝土中的孔隙都是封闭的、孔隙中没有水或即使是开口孔隙，但孔隙中充水不饱满，则冻融破坏的程度将会有很大的改善。一般认为，混凝土孔隙充水饱和程度低于91.7%，就不会产生结冰膨胀压力，称为极限饱和度，实际上，极限饱和度比此值低。在完全饱和状态下冻结膨胀压力最大。

2.混凝土的配合比及混凝土性能对抗冻融破坏能力的影响

影响混凝土抗冻融破坏能力的因素中很重要的因素是混凝土自身的特性，包括力学特性（如强度、韧性、变形性能等）和物理特性。混凝土自身的特性与配制混凝土使用的原材料品质及混凝土配合比直接相关，也与混凝土施工质量密切相联系。

在原材料品质方面，与混凝土抗冻融破坏能力相联系的包括配制混凝土时使用的水泥品种、掺合料种类及掺量、骨料的品质以及是否掺用引气剂等。目前工程中常用的水泥主要是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。不同的水泥品种对混凝土的抗冻融破坏能力有一定的影响。当水泥强度等级、混凝土配合比等因素相同时，使用不同水泥品种配制的混凝土抵抗冻融破坏能力大致排列如下：硅酸盐水泥＞普通硅酸盐水泥＞矿渣硅酸盐水泥＞火山灰质硅酸盐水泥＞粉煤灰硅酸盐水泥。当混凝土掺用引气剂之后，水泥品种对混凝土抗冻融破坏能力的影响减小。对于某些早期强度较高而熟料含量太少的新品种水泥，其抗冻融破坏的能力并不高，不少水利水电工程混凝土中都掺有一定量的掺和材料，随着掺和材料品种、品质及掺量的不同，配制出的混凝土抵抗冻融破坏的能力也不同。研究已经表明，单独掺用粉煤灰时，除了采用硅酸盐水泥和掺少量（不大于10%）的优质粉煤灰的情况，28d龄期混凝土抗冻融破坏的能力都随粉煤灰掺量的增加而降低。若以90d 龄期抗冻融破坏的能力进行比较，则粉煤灰掺量可有一定增加。如果将粉煤灰和引气剂联合掺用，也可以配制出高抗冻融破坏能力的粉煤灰混凝土。但对于F300 及以上的高抗冻融破坏能力混凝土，粉煤灰的最高掺量一般也不超过30%～40%。研究还表明，掺用适量（少于10%）的硅粉并掺引气剂，混凝土的抗冻融破坏能力有明显的提高。骨料中软弱颗粒含量过多或含泥量太高、使用风化的骨料等，都会导致配制出的混凝土抗冻融破坏能力下降。使用粒径太大或片状颗粒比例大的粗骨料，都对混凝土的抗冻融破坏能力有影响，因为在这种粗骨料的下部，往往可能因为混凝土的泌水而集聚水囊。掺用引气剂是改善混凝土抵抗冻融破坏能力的最有效的途径。从式（3 - 34）和式（3-35），可知，毛细孔水结冰产生的最大膨胀力与气泡大小、气泡的影响范围有关。如果使气泡的间隔接近到某种程度，则气泡周围的水泥石就全部处于气泡的影响范围。也就是说，水泥石的抗冻融破坏能力不仅与气泡的数量有关，而且与气泡大小和间隔有密切关系。根据混凝土中所含气泡的体积百分率近似等于切面气泡面积所占百分率，而切面气泡面积所占百分率近似等于切面内气泡弦长的总和占导线长度的百分率的原理，可得［12］［11］

①　公式推导见（日）岩崎训明著，尹家辛、李景星译，混凝土的性能，中国建筑工业出版社，1980年。

式中：为气泡平均弦长，cm；Σl 为全导线切割的气泡弦长总和，cm；N 为全导线所切割的气泡总个数；α为气泡比表面积，cm2/cm3；r 为气泡平均半径，cm；nv 为1cm3 混凝土中的气泡个数；A 为混凝土的空气含量（体积比）；T 为全导线总长，cm；nl 为平均每厘米导线所切割的气泡个数；为气泡间距系数，cm。

一般地说，为获得耐久的混凝土，最好将气泡间距系数低至200～250μm以下。因此，需在混凝土中掺用引气剂。引气剂气泡α=200～260cm2/cm3。

由式（3-37）可得：

假如混凝土的单位用水量为W，kg/m3，单位水泥用量为C，kg/m3，水泥的密度为ρc，g/cm3，由此，计算混凝土空气含量的必要值为

若取α=200cm2/cm3，=0.024cm，W=150kg/m3，C=315kg/m3，ρc=3.15g/cm3，则根据式（3-39）计算得A=4.6%。这就是改善混凝土耐久性所必须的含气量。根据式（3-34），温度下降速度越大，所需的气泡间距系数越小，因而所需的含气量随之增加。

图3-9　水灰比对水中养护28d 的混凝土抗冻融破坏能力的影响［9］

1 — 引气混凝土；2—非引气混凝土

图3-10　水灰比对湿空气中养护14d 后在相对湿度50%的空气中养护76d 混凝土抗冻融破坏能力的影响［9］

1— 引气混凝土；2 —非引气混凝土

在混凝土配合比方面，影响抗冻融破坏能力的因素包括水灰比及骨灰比等。在原材料一定的条件下，水灰比是影响混凝土抗冻融破坏能力的主要因素。因为水灰比是决定混凝土孔隙构造参数的最主要因素之一。随着水灰比的增大，不仅可吸水饱和的开口孔隙总体积增加，平均孔径也增大，从而降低混凝土的抗冻融破坏能力。图3-9 及图3-10 示出了混凝土抗冻融破坏能力与初始水灰比的关系。在水灰比相同的条件下，混凝土的抗冻融破坏能力随着骨灰比的增大而降低，如表3-9 所示。从表3-9 的试验结果可以看出，对于较高抗冻融破坏能力要求的混凝土，其水泥用量不宜太少，砂石料用量不宜太多。

表3-9　骨灰比对混凝土抗冻融破坏能力影响的试验结果

在混凝土本身性能方面，若混凝土的抗拉强度较高、韧性较大、变形性能较好（如弹性模量较低、极限拉伸值较大、徐变较大等），则其抗冻融破坏能力较强。此外，若混凝土的亲水性较差，水分不易吸入或吸水率较小，都使混凝土的抗冻融破坏能力较高。

3.混凝土施工质量及环境条件对其抗冻融破坏能力的影响

根据设计要求，加强施工质量管理，使浇筑完毕的混凝土均匀密实，同时做好养护和防护，使混凝土得到正常的凝结硬化，防止出现裂缝或影响混凝土强度的现象产生，是保证混凝土具有较高抗冻融破坏能力的基础。试验和工程实践证明，在引气剂掺量相同的情况下，人工搅拌时混凝土的含气量将比机械搅拌时的含气量下降一半左右。因此，为了保证引气混凝土能达到规定的抗冻融破坏能力，一般均以机械搅拌为宜。搅拌时间宜保证2～3min。对于非引气混凝土，采用真空模板，待混凝土发生泌水后，将其表面及附近的一部分水抽吸排出，降低表层混凝土的水灰比，使混凝土表层形成具有一定厚度、非常致密的保护层，可以明显提高混凝土的抗冻融破坏能力。对于引气混凝土，使用真空模板效果不明显。浇筑完毕的混凝土养护及防护质量也是影响其抗冻融破坏能力的因素。对新浇筑的混凝土进行较长时间的潮湿养护，防止混凝土干燥裂缝的发生、保证其强度不断增长，寒潮到来之前，对混凝土进行防冻结保护是极其必要的。

影响混凝土冻融破坏的环境因素包括：环境温度下降的程度、温度下降的速度以及冻融循环的频繁程度。混凝土孔隙中的水是逐渐冻结的，环境温度越低，孔隙中的水冻结越充分，其冰冻膨胀压力越大。外界温度下降速率越大，混凝土徐变对冰冻膨胀压力破坏的缓解作用越小，破坏力也越大。正负温度交替变化越频繁，混凝土所受的冻融破坏也越严重。