Отверждение бетона на воздухе обычно приводит к усадке, а отверждение в воде — к набуханию. Степень усадки и набухания цемента может быть значительной, достигая 3–5% в течение одного месяца затвердевания. Усадка и набухание бетона во много раз меньше, чем у цементного камня. Усадка особенно прогрессирует в первый день отверждения. Со временем деформации усадки и разбухания уменьшаются, но могут продолжаться бесконечно, если изменяется влажность окружающей среды. Усадка и набухание цементного камня обусловлены капиллярным действием и расклинивающим эффектом водяных пленок, проникающих между частицами цементного камня и в структуру тела. Капиллярные силы вызывают расширение водяного мениска в капиллярах, смоченных водой. Когда вода пытается достичь расслабленного, плоского состояния, она сдавливает стенки капилляра, заставляя всю систему сокращаться.

Бетон — это тело, пронизанное множеством мелких капилляров. Мениски в капиллярах образуются только тогда, когда влажность окружающей среды ниже определенного значения. При высокой влажности, когда капилляры заполнены водой, мениски не могут образоваться. Отсюда следует, что при изменении влажности усадка цементного камня под действием капиллярных сил может изменяться от минимальной до максимальной и наоборот, что неизбежно сказывается на его прочности. Участие смачивающих пленок воды в механизме влажностной деформации цементного камня объясняется их расклинивающим действием. Вода, проникающая в рыхлую структуру бетона под действием смачивающих сил, слегка раздвигает частицы.

Набухание бетона зависит от толщины водяной пленки, удерживаемой на поверхности твердой фазы. Процесс набухания происходит по всему объему бетона и поэтому не только приводит к увеличению его внешних размеров, но и способствует его внутреннему уплотнению. Это снижает производительность фильтра и увеличивает его прочность.

Осмотическое давление также играет роль в процессах набухания бетона, затвердевающего в воде. Уменьшение объема цементного камня при твердении на воздухе обусловлено обратным процессом и происходит аналогично всем капиллярно-пористым коллоидно-кристаллическим телам.

Существует два типа усадки при высыхании: необратимая и обратимая. Необратимая усадка происходит на первом этапе формирования цементного камня и обусловлена ​​явлениями уплотнения и контракции геля.

Степень влажностной деформации бетона зависит от минералогического состава цемента, исходной водосодержания бетонной смеси и содержания активных минеральных добавок в цементе.

Среди клинкерных минералов особое влияние на степень деформации под воздействием влаги оказывают трехкальциевый алюминат и двухкальциевый силикат. В лаборатории SUMAB это объясняют особенностями структур гелевых образований этих минералов. Они способны впитывать большое количество воды, что приводит к значительному набуханию геля. Минералы, образующие плотную структуру камня, создают цемент, который менее подвержен деформации под воздействием влаги. Склонность бетона к образованию усадочных трещин зависит не только от величины общей усадки, но и от прочности цементного камня на растяжение. Это зависит от интенсивности кинетики усадки, модуля упругости цементного теста данного цемента и тенденции к ползучести. Последняя способствует снятию напряжений и снижению растягивающих напряжений. Поэтому медленно твердеющие цементы более устойчивы к растрескиванию.