Зимние условия: среднесуточная температура наружного воздуха снижается до +5° С, а в течение суток наблюдается ее падение ниже нуля.
При снижении температуры процессы гидратации цемента замедляются. При отрицательных температурах не вступившая в реакцию с цементом вода переходит в лёд, и реакция гидратации прекращается.
Вода, замерзая, увеличивается в объёме примерно на 9%. В результате микроскопических образований льда в бетоне возникают силы давления, нарушающие образовавшиеся структурные связи, которые при твердении в нормальных температурных условиях уже не восстанавливаются.
Кроме того, вода образует вокруг крупного заполнителя обволакивающую ледяную пленку, которая при оттаивании нарушает сцепление, монолитность бетона. При раннем замораживании по тем же причинам резко снижается сцепление бетона с арматурой, увеличивается пористость, что влечёт за собой снижение прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. Из-за ранее нарушенной структуры конечная прочность такого бетона оказывается ниже прочности бетона, выдержанного в нормальных условиях, на 15-20 %. Особенно вредно попеременное замораживание и оттаивание бетона.
Температура бетонной смеси в момент укладки ее в опалубку колеблется в значительных пределах в зависимости от способов выдерживания. Так, минимально необходимая температура при выдерживании бетона по методу термоса 25° С, для бетонов с противоморозными добавками — не менее 5° С, при использовании электропрогрева — не ниже 5° С.
Противоморозные добавки — вещества, понижающие температуру замерзания воды и способствующие твердению бетона при отрицательных температурах.
Традиционные ПМД это специальные соли способствующие снижению температуры замерзания воды и ускорению набора прочности бетона. Соли используют различные: поташ, мочевину, хлорид кальция, смесь нитратов и нитритов (приложение 8 к СНиП 3.03.01-87), и наиболее современные – формиаты натрия, антифризы на основе многоатомных спиртов .
Температура бетона, при которой он с некоторыми противоморозными добавками, хотя и медленно, но систематически набирает прочность за счет гидратации цемента без дополнительного обогрева, составляет —25 °С