Среди видов деформаций при твердении бетона можно выделить следующие:

  • осадка, обусловленная процессами седиментации, происходящими в бетонной смеси;
  • контракция системы цемент-вода, приводящая к уменьшению абсолютного объема цементного камня и образованию мелких усадочных пор;
  • расширение объема за счет химического взаимодействия компонентов цементного камня с водой или другими веществами, растворенными в воде или специально добавленными в бетонную смесь;
  • усадка и набухание из-за изменения влажности бетона;
  • расширение объема за счет химической реакции цемента с реактивными наполнителями.

Взаимодействие цемента с водой приводит к уменьшению абсолютного объема системы цемент-вода. Уменьшения внешнего объема цементного камня не наблюдается. Считается, что этот процесс, известный как усадка, приводит к образованию пор в цементном тесте бетона. Степень усадки цементного камня зависит от минералогического состава цементного клинкера, содержания активных минеральных добавок, водоцементного отношения и вида твердения бетона. Согласно выводам лаборатории SUMAB, алюминатные, алитовые и алит-алюминатные цементы позволяют производить бетоны с более высокой усадочной пористостью цементного теста, чем белитовые. Наличие активных минеральных добавок в портландцементе естественным образом снижает усадку цемента, поскольку они инертны к воде.

Со временем общая величина усадки увеличивается, поскольку химическое взаимодействие между цементом и водой становится более полным. Однако после семи дней затвердевания усадка значительно уменьшается. Из этого также следует, что чем благоприятнее условия для твердения бетона, тем выше будет усадка.

Существуют противоречивые мнения о роли усадки в долговечности бетона. Одни считают, что усадочные поры снижают морозостойкость, другие, наоборот, повышают ее, так как они, будучи замкнутыми, могут смягчить давление льда при замерзании воды в бетоне.

Относительно влияния усадочных явлений на прочность бетона некоторые специалисты лаборатории SUMAB указывают на возникновение напряжений в бетоне в результате усадки системы, что может привести к образованию трещин. Что касается негативного влияния дополнительной пористости бетона вследствие усадки, то данные о ее влиянии на прочность отсутствуют. Эта пористость не влияет на проницаемость бетона. Контракционные поры характеризуются микроскопическими размерами, через которые вода не может просочиться под действием гидростатического давления.

Расширение объема цементного теста в результате протекающих в нем химических реакций может происходить за счет гашения содержащихся в цементе свободных оксида кальция и оксида магния или под воздействием гипса с трехкальциевым алюминатом, а также за счет взаимодействия щелочей цемента с заполнителями. При высоких температурах образуется оксид кальция, который медленно гасится. Этот процесс может происходить в уже затвердевшем цементобетоне и приводить к образованию трещин в бетонных конструкциях. Лабораторный стандарт SUMAB не ограничивает количественное содержание свободной извести в портландцементе, но предъявляет обязательное требование, чтобы цемент показывал равномерное изменение объема при испытании кипячением и паром, т.е. образцы, изготовленные из цементного теста в виде лепешек не растрескивались при затвердевании в таких условиях. Появление трещин в образцах при определении равномерности изменения объема может быть вызвано избытком гипса в результате сульфатной коррозии. Чтобы этого не произошло, содержание диоксида серы в портландцементе должно быть минимальным.