一般來講，物質都是遵守'熱脹冷縮'規律的，而水恰恰相反。水的密度在4℃時最大，水分子呈流動性獨立運行。水由4℃到0℃，溫度降低，冰中的水分子呈三維圖樣排列成一種異常松的形式，這種結構形式實際上留下了許多'空洞'，密度反而減少。實驗表明，當1M3的水結成冰后，其體積會增加至1.11M3。因此當水進入石材毛孔或縫隙后遇冷結冰，體積增大，從而脹大石材的毛孔或縫隙，然后，石材吸入更多的水，毛孔或縫隙被進一步脹大，如此惡性循還，最終導致了石材的碎裂。

由于凍融產生的主要因素是水，我們只要阻止水份進入石材就可以防止凍融的發生。所以，我們只要用石材養護劑將石材做好防護處理就行了。