环境温度低，水泥的水化反应慢，影响混凝土强度的增长。试验得出：温度每降低1℃，水泥的水化作用降低约5％～7％，在1℃～0℃范围内水泥的水化活性剧烈地降低，水化作用缓慢。一般当温度低于0℃的某个范围时，游离水将开始结冰，温度达到-15℃左右时，游离水几乎全部冻结成冰，致使水泥的水化和硬化完全停止。

当水转化为固态的冰时，其体积约增大9％，使混凝土产生内应力，造成骨料与水泥颗粒的相对位移及内部水分向负温表面迁移，在混凝土体内形成冰聚体引起局部结构破坏。新浇筑的混凝土过早遭受冻结将大大降低极限强度，强度损失率可能达到设计标号的50％，甚至引起整体结构破坏；但当混凝土达到临界强度后遭受冻结，混凝土的极限强度损失较小，也不会发生整体结构破坏。

混凝土的拌合水中掺入一定量的防冻剂会使水溶液的冰点降低，其冰点的降低幅度与防冻剂的种类和掺量或溶液的浓度有关。防冻剂的使用效果在很大程度上取决于溶液的浓度以及混凝土硬化过程经受的负温值。混凝土内掺入防冻剂的主要目的是使其在负温下保持足够的液相，使水泥的水化得以继续进行；转入正温后，混凝土强度能进一步增长，并达到或超过设计标号。