为满足冬季施工要求,降低因冬季施工造成的资源和能源的浪费,降低负温对混凝土造成不可逆转的冻害,防冻剂在冬季施工中被广泛应用。但是现阶段应用最为广泛的依旧为大掺量无机盐类防冻剂,这类防冻剂不可避免的会造成混凝土长期耐久性的损失,因此找到掺量小、对混凝土长期性能影响小的防冻剂迫在眉睫。本文通过研究三种低掺量防冻剂对硅酸盐水泥抗压强度发展规律及水化进程的影响,得到三种低掺量防冻剂的作用机理,并将三种试剂复合使用,探究其对混凝土性能的影响,从而达到设计一种复合成分防冻剂的目的。研究结果发现,在-5℃条件下,乙二醇、硫氰酸钠、草酸钠均可作为低掺量防冻剂使用。本文中的防冻剂作用机理均可以从早强和降低冰点两方面进行考虑,其中乙二醇主要通过促进水泥矿物溶解,促进C3S反应,加快AFt向AFm转化而起到早强作用,且乙二醇的加入能够显著降低水泥浆体冰点,使水泥浆体在负温下可持续水化;硫氰酸钠能够促进加速期的反应,获得早强作用,但其对冰点的降低效果较小。草酸钠通过促进诱导前期各离子的析出加快早期水泥的水化,随着水化进行其影响越来越小;草酸钠对冰点降低仅为2℃左右,防冻效果一般。将三种低掺量防冻剂复合使用,通过正交试验确定各组分对混凝土性能的影响,复合低掺量防冻剂对混凝土的负温性能有着极大的促进作用。负温下混凝土实现强度发展的关键是降低孔溶液的冰点,以及促进硅酸盐水泥的水化。硫氰酸钠作为促凝剂,主要通过与C3S反应缩短诱导期来促进低温及负温下的水化。故水泥水化反应初期硫氰酸钠起主导作用,随着预养时间的延长,乙二醇作为有机防冻剂对后期强度提供降低冰点的作用,而草酸钠仅起到促进强度增长的辅助作用。本文分析了三种低掺量防冻剂的作用机理,探究了各组分对混凝土性能的影响程度,为低掺量防冻剂的设计提供了思路。最终确定防冻剂配方为:0.5%乙二醇、0.5%硫氰酸钠与0.6%草酸钠混合使用。