С повышением отрицательной температуры мерзлых глинистых материалов лед, образовавшийся за счет замерзания части воды микрокапилляров, переходит в жидкое состояние, т. е наблюдается таяние льда при отрицательной температуре. Таким образом, в отличие от воды макрокапилляров она участвует в фазовых превращениях в области отрицательных температур.
В пластичных глинистых материалах с высоким содержанием тонкодисперсной фракции и с разветвленной сетью тонких капилляров количество незамерзшей воды при одних и тех же температурных условиях будет значительно большим, чем у тощих, запесоченных глин или лёссе.
Вода макро — и микрокапилляров, за исключением отмеченных выше особенностей, близка по своим свойствам и может быть объединена под общим названием свободной воды. К свободной воде также относится вода, находящаяся в глинистых материалах в виде пара.
Наличие этого вида воды не превышает 0,001% от веса глины.
В отличие от свободной воды связанная вода в глинистых материалах обладает иными свойствами, что определяется силами, связывающими ее с поверхностью глинистых частиц. В зависимости от величины связывающих сил она может быть в прочно — и рыхлосвязанном состояниях.
Прочно связанная вода удерживается поверхностью глинистых частиц, а также поглощенными катионами и составляет адсорбционный слой вокруг частицы. По своим свойствам она отличается от обычной воды, приближаясь к твердому телу, так как первый слой молекул воды, находящийся непосредственно у поверхности частиц, испытывает давление до 10000 атм. По исследованиям А. В. Дерягина, толщина пленки адсорбционной воды составляет 0,075 м, а модуль сдвига воды только в 300 раз меньше, чем у свинца.
Вода передвигается только переходя в пар.