要提高混凝土的抗冻性,使混凝土免受受冻破坏,就需从以下四点考虑:

一是改变混凝土的结构,改混凝土内部大的孔为小的封闭孔,使得混凝土受冻后不能产生负压水的流动;二是减少混凝土内部游离水的数量,使混凝土内部受冻结冰时不能产生足够的应力,使混凝土破坏;三是降低混凝土内部水的冰点,使混凝土内部水不结冰或少结冰,使混凝土不受水结冰造成的破坏;四是提高混凝土的早期强度,使混凝土在受冻时有一定的强度能抵抗外来的破坏应力,保护混凝土的结构。

因此,复合型防冻剂一般由减水组分、防冻组分、早强组分和引气组分构成。高效减水组分使混凝土拌和物达到规定稠度的需水量大大减少,亦即减少了可冻水(冰冻的内因)的数量,防冻组分溶液的浓度也提高了,水的冰点进一步降低,同时细化了毛细孔径,从而降低了毛细管水的冰点,保证了水泥正常水化的进行,增强了混凝土的防冻能力。

高效减水剂还能在混凝土中引人一定量的微小的封闭气泡,并有一定的减水塑化作用,能减缓冰晶的冻胀应力,从而减少对混凝土内部结构的损伤,同时也能大幅度提高硬化混凝土的抗冻融能力。有机无机早强组分能加速水泥中C3A水化形成钙砼石的过程,从而使混凝土在较短的时间内形成强度骨架,尽快达到抗冻临界强度,增强混凝土抵御冻害的能力。同时水泥早期的快速水化,使混凝土内大部分可冻的自由水变成了不可冻的化合水,从而也减少了可冻水的数量。防冻组分能降低水的冰点,使混凝土在一定负温下保持液态水存在,以保持水泥持续水化的基本条件。

有机醇类物质使冰的晶格构造严重变形,因而无法形成冻胀应力而使混凝土强度受损。引气组分改混凝土内部大的孔为小的封闭孔,使得混凝土受冻后不能产生负压水的流动。四种组分联合作用使混凝土免受冻害。