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混凝土拌合物澆筑后之所以逐漸凝結和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的結果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關外，主要是隨著溫度的高低而變化的。當溫度升高時，水化作用加快，強度增長液較快；而當溫度降低到0℃時，存在于混凝土中的水有一部分開始結冰，逐漸由液相（水）變成固相（冰）。這時參與水泥水化作用的水減少了。因此，水化作用減慢，強度增長相應較慢。溫度繼續下降，當存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全液相變為固相時，水泥水化作用基本停止，此時強度就不在增長。
水變成冰后，體積約增大9%，同時產生約2500kg/平方厘米的膨脹應力。這個應力值常常大于水泥石內部形成的初期強度值，使混凝土收到不同程度的破壞（即早起受凍破壞）而降低強度。此外，當水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力，從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后，又會在混凝土內部形成各種空隙，而降低混凝土的密實性及耐久性。
由此可見，在冬季混凝土施工中，水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵，國內外許多學者對水在混凝土中的形態進行大量的試驗。研究結果表明，新澆筑混凝土在凍結前有一段預養期，可以增加其內部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。試驗研究還表明，混凝土受凍前預養期愈長，強度損失愈小。
混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續養護，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預養期長，獲得初期強度較高（如達到R28的35%）的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度都有不用程度的隨時。由此可見，混凝土凍結前，要使其在正常溫度下有一段預養期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的強度，一般稱臨界強度，即可達到預期效果。對于臨界強度，各國規定取值不等，我國規定為不得低于設計強度等級的30%，也不得低于35千克每平方厘米。
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