川渝拆除17713551981混凝土拌和水中凝固硬化后遺存的游離水和周圍環境中通過孔隙滲透進人的水，都存留在混凝土內部的各種孔隙中。當混凝土孔隙含水率超過某一臨界值（約91.7%）時，如遇周圍溫度降低，部分孔隙中的水受凍結冰，體積膨脹9%，迫使未結冰的孔溶液從結冰區向外遷移，因而產生靜水壓力。靜水壓力超過混凝土的細觀強度時，混凝土孔壁結構破壞，混凝土內部開裂并逐步向外延伸。周圍環境溫度的周期性降低和升高，使混凝土內部的水凍成冰，冰融成水，反復循環。每次循環使混凝土內部結構的損傷不斷累積，裂縫和內部孔隙繼續擴展延伸并相互貫通，使混凝土表層逐漸向深層發展，促使混凝土強度下降，有效面積減小，最終導致混凝土破壞。凍融破壞是寒冷地區影響混凝土結構耐久性的重要因素之一，一般發生于經常與水接觸的混凝土結構物中，如水位變化區的海工、水工混凝土結構物、水池、發電站冷卻塔以及與水接觸部位的道路橋梁工程、建筑物勒腳、陽臺等。
在寒冷地區，城市道路、立交橋或露天車庫往往使用除冰鹽融化冰雪，也會加速混凝土凍融破壞。除冰鹽作用下混凝土表面冰雪融化時，混凝土表層溫度顯著下降引起的收縮受到深層混凝土的約束，使混凝土外層開裂。此外，由于除冰鹽濃度隨混凝土深度增加而降低，對水的融點影響不同，可能出現各層混凝土在不同時間內凍結現象，導致混凝土分層剝落。硬化混凝土中的孔隙有凝膠孔、毛細孔、空氣泡等。各種孔隙之間的孔徑差異很大，凝膠孔的孔徑在15~100A；毛細孔孔徑一般在0.01~10um之間，而且往往互相連通；空氣泡是混凝土攪拌與振搗時自然吸人或摻加引氣劑人為引入的，且一般呈封閉的球狀。混凝土在水中時，毛細孔處于飽和狀態，而空氣泡內壁雖也吸附水分，但在常壓下很難達到飽和。此外，由于孔隙表面張力的作用，不同孔徑的孔內水的飽和蒸汽壓和冰點不同，孔徑越小，孔內水的飽和蒸汽壓越小，冰點越低。當環境溫度降低到一1℃~-1.9℃時，混凝土孔隙中的水由大孔開始結冰，逐漸擴展到較細的孔。一般認為溫度在一12℃時，毛細孔都能結冰，而凝膠孔中的水分子物理吸附于水化水泥漿固體表面，在一78℃以上不會結冰。因此，凝膠孔水實際上是不可能結冰的，對混凝土抗凍性有害的孔隙只是毛細孔。
混凝土拌和時摻入引氣劑后，硬化后混凝土漿體內分布有不與毛細孔連通的，相互獨立且封閉的空氣泡，空氣泡直徑達25~500um，且不易吸水飽和。空氣泡的存在使受壓迫的孔隙水可就近排入其中，提供了孔隙水的“卸壓空間”，減少了靜水壓力，從而使混凝土的抗凍性大大提高，這就是引氣混凝土抗凍性遠好于普通混凝土的原因。
飽水混凝土抵抗凍融循環作用的性能稱為混凝土的抗凍耐久性（簡稱抗凍性），用抗凍標號作為定量指標。《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）規定用28天齡期的標準試件進行慢凍法，在每次凍融循環后測定其重量和抗壓強度，質量損失達到5%或強度損失達到25%的最大凍融循環次數即為混凝土的抗凍標號，如D25，…，D300。
為使受凍融作用的混凝土結構滿足設計使用年限要求，混凝土抗凍標號可用式（12-6）確定：
D=細m。（12-6）n.
式中D——混凝土抗凍標號；tim——設計使用年限；n、—一室內一次凍融循環相當于天然凍融的次數；m.——結構一年內可能遭受的天然凍融循環次數，北方沿海海工混凝土結構，經調查m。可定為50次。
為保證混凝土抗凍性能，我國技術規范根據氣候條件規定混凝土抗凍標號的同時，給出了水灰比最大允許值（表12-1）。
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