混凝土的冻害机理研究始于20世纪30年代，有静水压假说、渗透压假说等，但由于混凝土结构冻害的复杂性，至今尚无公认的混凝土冻害的机理理论。在早期的研究中，一般认为水泥浆体中的空隙水结冰膨胀，是引起混凝土冻害破坏的根本原因。水结冰产生时9%的体积膨胀，如果混凝土中的空隙中完全充满水，那么大的膨胀足够使混凝土开裂破坏。从理论上讲，当混凝土的水饱和度小于91%时，混凝土就不会受冻破坏。混凝土受冻破坏时，粗孔中的水先结冰，在水结冰膨胀力的推动下，孔中未结冰的水向周围迁移，形成静水压力，这是冻融破坏的动力，当静水压力超过混凝土抗拉强度时，就会造成混凝土的破坏。混凝土的饱水度越高，冻结速度越快，混凝土的静水压力和破坏力就越大。实际上，由于水的分布不均匀，以及静水压力作用下未结冰水并不能自由、快速地想周围迁移，混凝土的临界饱水度远小于91%,一般不会发生受冻破坏。但冻和融反复进行，使混凝土因承受疲劳作用而不断加重破坏。所以混凝土抗冻性还与冻融次数有关。

 

      盐溶液与冻融的协同作用比单纯的冻融严酷的多，一般把盐冻破坏看作是冻融破坏的一种特殊形式，及最严酷的冻融破坏。黄士元、杨全兵认为，当混凝土浸水时，主要靠毛细管孔张力吸水；当混凝土中含有盐溶液时，除毛细孔张力外，还存在盐浓度差产生的渗透压，因此在毛细孔张力和渗透压共同作用下，吸水率和吸水速率都大大增加，使混凝土内部的饱水度也明显提高。此外，孔中盐溶液在干湿和冷热循环作用下，盐会过饱和而结晶，产生结晶压及盐溶液的渗透压和结晶压共同作用的结果，因此，盐冻破坏要比单纯的冻融破坏严酷得多。

 

      如静水压理论、渗透压理论、临界饱水程度理论、吸附水理论、微冰晶模型理论等。静水压理论和渗透压理论最具有代表性。混凝土在反复冻融过程中，混凝土中的可冻水结冰时产生的体积膨胀所致的结冰压和过冷水向冰界迁移的渗透压导致混凝土内部细微裂纹不断扩展，在多数裂纹贯通时连成网状裂纹，使混凝土产生表面剥蚀或内部网状裂纹不断向外扩散致混凝土表面开裂，加剧混凝土的破坏，导致混凝土质量损失和强度的降低。 

 

      氯盐对混凝土抗冻融循环有双重作用，有利的方面是盐可以降低冰点，使溶液在在更低的温度下才结冰，延缓了冻融破坏的速度。但盐的吸湿性和保水性，这大大增加了混凝土的保水程度，增大混凝土的渗透压，此外，氯盐融冰化雪过程中从混凝土中吸收大量的热，使冰雪覆盖下的混凝土温度骤降，产生温度应力，引起低温冲击作用，加剧混凝土的破坏；混凝土在盐溶液中经反复冻融后，盐结晶压作用和氯盐与混凝土中的水化产物发生的化学反应生成的膨胀性复盐使试件发生膨胀，当膨胀压力超过混凝土的抗拉强度时就发生开裂，加剧混凝土破坏。