L'acqua si espande quando congela perché le molecole si dispongono in una struttura cristallina esagonale più aperta. Questa struttura occupa più spazio dell'acqua liquida, provocandone l'espansione di circa il 9%.

Quando l'acqua congela in uno spazio ristretto, come una fessura in una roccia, l'espansione può creare una pressione sufficiente a rompere la roccia. Questo processo è chiamato “frost jacking” ed è uno dei modi principali in cui le rocce vengono esposte alle intemperie nei climi freddi.

Il sollevamento del gelo è un problema serio per le infrastrutture nei climi freddi, poiché può danneggiare strade, ponti ed edifici. Per prevenire il sollevamento del gelo, gli ingegneri progettano le strutture in modo che l'acqua non possa penetrare nelle fessure e congelarsi. Utilizzano anche materiali resistenti agli effetti del gelo, come il cemento con l'aggiunta di bolle d'aria.