A água se expande quando congela porque as moléculas se organizam em uma estrutura cristalina hexagonal mais aberta. Essa estrutura ocupa mais espaço que a água líquida, fazendo com que ela se expanda cerca de 9%.

Quando a água congela num espaço confinado, como uma fenda numa rocha, a expansão pode criar pressão suficiente para quebrar a rocha. Este processo é chamado de Frost Jacking e é uma das principais formas pelas quais as rochas sofrem desgaste em climas frios.

O levantamento de gelo é um problema sério para a infraestrutura em climas frios, pois pode danificar estradas, pontes e edifícios. Para evitar o congelamento, os engenheiros projetam estruturas para que a água não possa penetrar nas rachaduras e congelar. Eles também usam materiais resistentes aos efeitos do congelamento, como concreto com bolhas de ar adicionadas.