Когда гель образуется в процессе структурного формирования бетона, некоторая часть воды содержится в пространствах между частицами геля. Эта вода, называемая структурной водой, удерживается в клетках преимущественно механическим путем и легко удаляется путем испарения.

В микропорах и микрокапиллярах малого радиуса может присутствовать слабосвязанная капиллярная вода, а в микропорах и микрокапиллярах малого радиуса вода носит характер свободного состояния.

Усадка цементного камня и бетона – это физический процесс, происходящий по ходу их высыхания.

Испарение свободной воды не изменяет объем затвердевающего цементного камня или бетона. Когда начинается удаление капиллярной воды и особенно структурно связанной и адсорбированной воды, частицы твердой фазы, состоящей из кристаллов субмикроскопических размеров, сближаются, уменьшается толщина водных пленок и уменьшается объем цементного теста. что внешне проявляется в усадке образца или бетонного изделия.

Сопротивление усадке крупных заполнителей и арматуры создает внутренние напряжения, сжимающие напряжения в заполнителях и арматуре и растягивающие напряжения в цементном камне. Это сжимает зерна заполнителя и арматурные стержни, улучшая сцепление цементного камня с ними. Это положительный эффект усадки.

Если процесс сушки цементного камня или бетонных изделий идет интенсивно, распределение влаги по толщине происходит неравномерно из-за относительно медленной миграции влаги через материал. В более сухих наружных слоях уже идет процесс усадки, но еще не прошедшие его более глубокие слои противодействуют усадочной деформации наружных слоев. В результате эти слои начинают испытывать растягивающие напряжения. Если последние превышают временную прочность материала на разрыв, бетон разрушается и на его поверхности появляются усадочные трещины, снижающие его водостойкость, морозостойкость и устойчивость к агрессивным средам. По мере увеличения интенсивности процесса усадка меняется с положительного фактора на отрицательный.

Следует также отметить, что усадка несколько снижает эффект предварительного уплотнения бетона с предварительно напряженной арматурой при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Степень усадки зависит от состава бетона, типа вяжущего, условий твердения и других технологических факторов. Наполнители уменьшают усадочную деформацию. Усадка бетона у пуццоланового портландцемента всегда больше, чем у портландцемента. При пропаривании бетона усадка происходит достаточно интенсивно, но последующая усадка при дальнейшем твердении на воздухе уже незначительна. По мнению специалистов лаборатории СУМАБ, автоклавная обработка бетона дополнительно снижает последующую усадку бетона в условиях эксплуатации.

Процесс усадки частично обратим, поскольку бетон может восстановить некоторые свои первоначальные размеры под водой. При затвердевании бетона в воде этот процесс сразу же сопровождается набуханием. Однако степень разбухающей деформации существенно меньше, чем усадочной.

Температурные деформации в твердеющем бетоне возникают по двум причинам. При затвердевании в нормальных условиях в бетонном элементе возникает перепад температур из-за эктотермы цемента. В результате внешние зоны остывают быстрее и их температура примерно соответствует температуре окружающей среды. В массивных конструкциях термическая деформация может привести к появлению трещин в бетоне. Эти деформации тем больше, чем массивнее конструкция, чем выше активность цемента и больше его доля в бетоне.