天然石材冻融现象主要发生在靠近北方等天气比较寒冷的地方。当文化石毛细孔吸收足够的水份后，一旦气温降到0℃以下，天然石材中的水份开始结冰，体积发生膨胀。当冰块的膨胀力大于天然石材的结构力时，天然石材就会产生碎裂。这就是石材冻融现象。

　　一、石材冻融形成的原因

　　一般来讲，物质都是遵守“热胀冷缩”规律的，而水恰恰相反。水的密度在4℃时最大，水分子呈流动性独立运行。水由4℃到0℃，温度降低，冰中的水分子呈三维图样排列成一种异常松的形式，这种结构形式实际上留下了许多“空洞”，密度反而减少。实验表明，当1立方米的水结成冰后，其体积会增加至1.11立方米。

　　因此当水进入天然石材毛孔或缝隙后遇冷结冰，体积增大，从而胀大天然石材的毛孔或缝隙，然后，天然石材吸入更多的水，毛孔或缝隙被进一步胀大，如此恶性循还，最终导致了天然石材的碎裂。

　　二、石材冻融的预防

　　由于石材冻融产生的主要因素是水，我们只要阻止水份进入文化石就可以防止石材冻融的发生。所以，我们只要用天然石材养护剂将天然石材做好防护处理就行了。