bzhbБетон и железобетонConcrete and Reinforced Concrete0005-98893034-1302АО «НИЦ «Строительство»10.37538/0005-9889-2026-2(633)-57-69XOQDWNbzhb-285Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИУсадка бетона: современные представления, методы измерения и нормативные моделиConcrete shrinkage: current concepts, measurement methods, and standard modelsЛангВ. Н.LangV. N.

Ланг Владимир Николаевич, аспирант

Астрахань

Lang Vladimir N., postgraduate student

Astrakhan

КочетковаА. Е.KochetkovaA. E.

Кочеткова Анна Евгеньевна, студент

Москва

 

Kochetkova Anna E., student

Moscow

Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, кафедра «Промышленное и гражданское строительство»РоссияDepartment of industrial and civil engineering, Astrakhan state university of architecture and civil engineeringRussian FederationФГАОУ ВО «Российский университет транспорта», Институт пути, строительства и сооружения, кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения»РоссияRussian university of transport, Institute of railway track, Department of building structures, buildings and facilities, construction and structuresRussian Federation20260606202663325769Copyright © Ланг В.Н., Кочеткова А.Е., 20262026Ланг В.Н., Кочеткова А.Е.Lang V.N., Kochetkova A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bzhb.ru/jour/article/view/285Введение

Введение. Усадка бетона – ключевой фактор долговечности и трещиностойкости железобетонных конструкций. Несмотря на многолетние исследования, вопросы количественного прогноза и экспертизы трещинообразования из-за усадки по-прежнему остаются актуальными, особенно с учетом перехода строительной отрасли к бетонам с низким водоцементным отношением и активным применением суперпластификаторов.

Цель

Цель. Обобщить современные представления о механизмах, видах и методах измерения усадки бетона, критически проанализировать нормативно-испытательные процедуры и выделить направления совершенствования расчетных моделей.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведен аналитический обзор отечественных и зарубежных публикаций 1975– 2025 гг.; проанализированы отечественные стандарты (ГОСТ 24544-2020, СП 63.13330 и др.) и международные нормативы (Model Code 2010, ACI 209R-22). Использовались сравнительно-аналитический и системный методы, дополненные обобщением экспериментальных данных исследовательских групп, включая результаты 2022–2025 гг.

Результаты

Результаты. Выявлена принципиальная двоякость природы усадки: автогенной, обусловленной самообжатием гидратирующего цементного камня, и высыхающей, вызванной миграцией влаги; показано, что при водоцементных отношениях  0,35 автогенная составляющая достигает 55–65 % суммарной усадки на 28-е сутки, а ее скорость пропорциональна удельной поверхности цемента. Рассмотрена роль градиентов влажности и температуры, формирующих неравномерное напряженное состояние, и обоснована необходимость комплексного учета усадки и ползучести в одномерных моделях жесткости. Систематизированы лабораторные и полевые методики (контактные, бесконтактные, интерферометрические), показаны их метрологические ограничения.

Выводы

Выводы. Современная конструктивная практика требует перехода от предельных нормативных значений к прогностическим моделям, учитывающим реальное влаготепловое состояние конструкции и рецептуру бетона. Перспективу представляют интеграция сенсорных систем онлайн-мониторинга деформаций и валидация расчетных кривых усадки для высокопрочных и композитных бетонов.

Introduction

Introduction. Concrete shrinkage is a key factor in the durability and crack resistance of reinforced concrete structures. Despite many years of research, issues of quantitative prediction and assessment of shrinkage cracking remain relevant, especially given the construction industry’s transition to low-water-cement ratio concrete and the extensive use of superplasticizers.

Aim

Aim. To summarize current understanding of the mechanisms, types, and methods of measuring concrete shrinkage, critically analyze regulatory testing procedures, and identify areas for improving calculation models. Materials and Methods. An analytical review of domestic and international publications from 1975 to 2025 was conducted, including an analysis of domestic standards (GOST 24544–2020, SP 63.13330, etc.) and international regulations (ModelCode 2010, ACI209R 22). Comparative analytical and systematic methods were used, supplemented by a summary of experimental data from research groups, including results from 2 022 to 2025.

Results

Results. A fundamental duality in the nature of shrinkage was revealed: autogenous, caused by self-compression of the hydrating cement stone, and drying, caused by moisture migration. It was shown that at water-cement ratios  0.35, the autogenous component reaches 55–65 % of the total shrinkage by the 28th day, and its rate is proportional to the specific surface area of the cement. The role of moisture and temperature gradients in creating uneven stress states is examined, and the need for a comprehensive accounting of shrinkage and creep in one-dimensional stiffness models is substantiated. Laboratory and field methods (contact, non-contact, and interferometric) are systematized, and their metrological limitations are  demonstrated.

Conclusions

Conclusions. Modern design practice requires a transition from limiting standard values to predictive models that take into account the actual moisture-thermal state of a structure and concrete formulation. The integration of sensor systems for online deformation monitoring and the validation of calculated shrinkage curves for high-strength and composite concretes offer promising prospects. 

усадка бетонаавтогенная усадкавысыхающая усадкадеформациитрещинообразованиеползучестьизмерениецементный каменьModel Codeconcrete shrinkageautogenous shrinkagedrying shrinkagedeformationscrackingcreepmeasurementcement pasteModelCodeReferencesБелов В.В., Смирнов М.А., Куляев П.В. Основные направления и проблемы при получении современных высокопрочных бетонов // Тверской государственный технический университет. 2024. №. 1. С. 5–11. DOI: https://doi.org/10.46573/2658–7459–2024–1-5–11.Belov V.V., Smirnov M.A., Kulyaev P.V. Main directions and problems in production of modern high-strength concretes. Tverskoy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet, 2024, no. 1, p. 5–11. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.46573/2658–7459–2024–1-5–11.Григорьева И. Завод по производству железобетонных изделий стал резидентом ТОР «Приамурская» // Амурская правда [газета] от 01.11.2021. URL: https://ampravda.ru/2021/11/01/108115.htmlGrigoreva I. A reinforced concrete plant has become a resident of the Primorskaya priority development area. Amurskaya pravda [newspaper] November 1, 2021. (In Russian). URL: https://ampravda.ru/2021/11/01/108115.htmlДжанкулаев А.Я., Шогенов О.М., Лихов З.Р., Казиев А.М., Блянихов И.А. Расчет несущей способности изгибаемых плит с учетом диаграмм деформирования бетона // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2023. Т. 50. № 1. С.161–166. DOI: https://doi.org/10.21822/2073–6185–2023–50–1-161–166.Dzhankulaev A.Y., Shogenov O.M., Likhov Z.R., Kaziyev A.M., Blyanikhov I.A. Calculation of the load-bearing capacity of the bent plates taking into account the diagrams of concrete deformation. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences, 2023, vol. 50, no. 1, pp.161–166. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.21822/2073–6185–2023–50–1-161–166.Добшиц Л.М. Пути повышения долговечности бетонов // Строительные материалы. 2017. № 10. С. 4–9.Dobshits L.M. Ways to improve the durability of concrete. Stroitel’nye materialy, 2017, no. 10, pp. 4–9. (In Russian).Купчикова Н.В., Ланг В.Н. Анализ методов прогнозирования длительных деформаций бетона сооружений в природных условиях юга России // Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования. Астрахань: ГБОУ Астраханской области ВО «Астраханский государственный архитектурно-строительный университет», 2023. С. 536.Kupchikova N.V., Lang V.N. Analysis of methods for predicting long-term deformations of concrete structures in the natural conditions of southern Russia. The potential of intellectually gifted youth for the development of science and education. Astrakhan: GBOU Astrakhanskoy oblasti VO “Astrakhanskiy gosudarstvennyy arkhitekturno-stroitel’nyy universitet”, 2023, p. 536. (In Russian).Макушина Ю.В., Шмитько Е.И., Белькова Н.А. Пути оптимизации качества цементных бетонов по показателю влажностной усадки // Химия, физика и механика материалов. 2020. Т. 27. №. 4. С. 50–65.Макушина Ю.В., Шмитько Е.И., Белькова Н.А. Ways to optimize cement quality of concrete by humidity shrinkage index. Chemistry, physics and mechanics of materials, 2020, vol. 27, vol. 4, pp. 50– 65. (In Russian).Мухаметрахимов Р.Х., Зиганшина Л.В. Виды дефектов бетонов и растворов в технологии аддитивного строительного производства // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2024. Т. 67. № 1. С. 107–116. DOI: https://doi.org/10.48612/NewsKSUAE/67.11.Mukhametrakhimov R.Kh., Ziganshina L.V. Types of defects in concrete and mortar in additive manufacturing technology. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta, 2020, vol. 27, no. 4, pp. 50–65. (In Russian).Бессонов И.В., Жуков А.Д., Демиссе Б.А., Поудел Р.С. Оптимизация состава и свойств специальных видов текстиль-бетона. Москва: Директ-Медиа, 2023. 149 с.Bessonov I.V., Zhukov A.D., Demisse B.A., Poudel R.S. Optimization of the composition and properties of special types of textile-reinforced concrete. Moscow: Direkt-Media, 2023, 149 p. (In Russian).Панченко Г.В. Оргaнические добaвки для снижения деформaций усaдки бетонa // Фундаментальные и прикладные аспекты развития современной науки. 2023. С. 71–76. URL: https://perviy-vestnik.ru/wp-content/uploads/2023/05/2023-K-376–4-05_23.pdfPanchenko G.V. Organic additives for reducing concrete shrinkage deformations. Fundamental’nye i prikladnye aspekty razvitiya sovremennoy nauki, 2023, pp. 71–76. URL: https://perviy-vestnik.ru/wp-content/uploads/2023/05/2023-K-376–4-05_23.pdf (In Russian).Титова Л.А., Бейлина М.И., Шабалин В.А., Титов М.Ю., Иванов С.И. Пересмотр стандарта ГОСТ 32803 «Бетоны напрягающие. Технические условия» в свете возможности дальнейшего развития области применения эффективных бетонов // Бетон и железобетон. 2023. Т. 616. № 2. С. 31–39. DOI: https://doi.org/10.37538/0005–9889–2023–2(616)-31–39Titova L.A., Beilina M.I., Shabalin V.A., Titov M.Yu., Ivanov S.I. Revision of the State Standard 32803 “Self-stressing concrete. General specifications” in the light of the possibility of further development of the field of application of effective concrete. Concrete and Reinforced Concrete, 2023, vol. 616, no. 2, pp. 31– 39. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.37538/0005–9889–2023–2(616)-31–39.Фахратов М.А., Аль-Джубури Х.А.М.С. Изготовление монолитных конструкций в условиях сухого жаркого климата // Системные технологии. 2023. Т. 48. № 3. С. 167–176. DOI: https://doi.org/10.55287/22275398_2023_3_167Fakhratov M.A., Al’-Dzhuburi Kh.A.M.S. Production of monolithic structures in a dry hot climate. Sistemnye tekhnologii, 2023, vol. 48, no. 3, pp. 167–176. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.55287/22275398_2023_3_167.Шляхова Е.А., Горских А.Е., Якубова Н.С. Анализ факторов, влияющих на трещинообразование в монолитном бетоне // Актуальные проблемы науки и техники. Материалы Всероссийской (национальной) научно-практической конференции. Ростов-на-Дону, 2021. С. 960–962.Shlyakhova E.A., Gorskikh A.E., Yakubova N.S. Analysis of factors influencing crack formation in monolithic concrete. Current problems of science and technology. Proceedings of the All-Russian (national) scientific and practical conference. Rostov-on-Don, 2021, pp. 960–962. (In Russian).Шутин М.Д. Влияние добавки суперадсорбирующих полимеров на строительно-технические свойства портландцемента // Инновации и инвестиции. 2021. № 3. С. 327–331.Shutin M.D. Influence of superadsoring polymer additives on building and technical properties of portlandcement. Innovatsii i investitsii, 2021, no. 3, pp. 327–331. (In Russian).Al Moman A. et al. Autogenous and drying shrinkage in Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) and the effectiveness of internal curing. Construction and Building Materials, 2025, vol. 464, p. 140217. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.140217.Al Moman A. et al. Autogenous and drying shrinkage in Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) and the effectiveness of internal curing. Construction and Building Materials, 2025, vol. 464, p.140217. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.140217.Al-Massri G. et al. Chemical shrinkage, autogenous shrinkage, drying shrinkage, and expansion stability of interfacial transition zone material using alkalitreated banana fiber for concrete. Journal of Structural Integrity and Maintenance, 2024, vol. 9, no. 3, p. 2390650. DOI: https://doi.org/10.1080/24705314.2024.2390650.Al-Massri G. et al. Chemical shrinkage, autogenous shrinkage, drying shrinkage, and expansion stability of interfacial transition zone material using alkalitreated banana fiber for concrete. Journal of Structural Integrity and Maintenance, 2024, vol. 9, no. 3, p. 2390650. DOI: https://doi.org/10.1080/24705314.2024.2390650.Cao J. et al. Creep behavior of steel bonded reinforced concrete members under small eccentric compression. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2021, vol. 638, no. 1, p. 012104. DOI: https://doi.org/10.1088/1755–1315/638/1/012104.Cao J. et al. Creep behavior of steel bonded reinforced concrete members under small eccentric compression. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2021, vol. 638, no. 1, p. 012104. DOI: https://doi.org/10.1088/1755–1315/638/1/012104.Ghanem H. et al. A review on chemical and autogenous shrinkage of cementitious systems. Materials, 2024, vol. 17, no. 2, p. 283. DOI: https://doi.org/10.3390/ma17020283Ghanem H. et al. A review on chemical and autogenous shrinkage of cementitious systems. Materials, 2024, vol. 17, no. 2, p. 283. DOI: https://doi.org/10.3390/ma17020283Gupta V. et al. Physics-based data-augmented deep learning for enhanced autogenous shrinkage prediction on experimental dataset. Proceedings of the 2023 Fifteenth International Conference on Contemporary Computing. Noida, India, 2023, pp. 188–197. DOI: https://doi.org/10.1145/3607947.3607980.Gupta V. et al. Physics-based data-augmented deep learning for enhanced autogenous shrinkage prediction on experimental dataset. Proceedings of the 2023 Fifteenth International Conference on Contemporary Computing. Noida, India, 2023, pp. 188–197. DOI: https://doi.org/10.1145/3607947.3607980.Kebir A., Brahma A. Modeling the drying shrinkage of structural concretes. Innovative Infrastructure Solutions, 2021, vol. 6, no. 3, p. 151. DOI: https://doi.org/10.1007/s41062–021–00519–8.Kebir A., Brahma A. Modeling the drying shrinkage of structural concretes. Innovative Infrastructure Solutions, 2021, vol. 6, no. 3, p.151. DOI: https://doi.org/10.1007/s41062–021–00519–8.Kordas G., Liokumovich L., Ushakov N. Structural Health Monitoring with Integrated Optical Fiber Sensors: a review. AlfaBuild, 2023, 29 Article, no 2909. DOI: https://doi.org/10.57728/ALF.29.9.Kordas G., Liokumovich L., Ushakov N. Structural Health Monitoring with Integrated Optical Fiber Sensors: a review. AlfaBuild, 2023, 29 Article, no. 2909. DOI: https://doi.org/10.57728/ALF.29.9.Lura P., Kovler K. M&S highlight: Jensen and Hansen (1995), A dilatometer for measuring autogenous deformation in hardening Portland cement paste. Materials and Structures, 2022, vol. 55, no. 2, pp. 39. DOI: https://doi.org/10.1617/s11527–021–01853–0.Lura P., Kovler K. M&S highlight: Jensen and Hansen (1995), A dilatometer for measuring autogenous deformation in hardening Portland cement paste. Materials and Structures, 2022, vol. 55, no. 2, p. 39. DOI: https://doi.org/10.1617/s11527–021–01853–0.Qasim O.A. Experimental investigation on autogenous shrinkage of high and ultra-high strength concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2018, vol. 454, no. 1, p.120. DOI: https://doi.org/10.1088/1757–899X/454/1/012067.Qasim O.A. Experimental investigation on autogenous shrinkage of high and ultra-high strength concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2018, vol. 454, no. 1, p. 120. DOI: https://doi.org/10.1088/1757–899X/454/1/012067.Statkauskas M., Grinys A., Vaičiukynienė D. Investigation of concrete shrinkage reducing additives. Materials, 2022, vol. 15, no. 9, p. 3407. DOI: https://doi.org/10.3390/ma15093407Statkauskas M., Grinys A., Vaičiukynienė D. Investigation of concrete shrinkage reducing additives. Materials, 2022, vol. 15, no. 9, pp. 3407. DOI: https://doi.org/10.3390/ma15093407Tazawa E. Autogenous shrinkage of concrete. CRC Press, 1999. DOI: https://doi.org/10.1201/9781482272123.Tazawa E. Autogenous shrinkage of concrete. CRC Press, 1999. DOI: https://doi.org/10.1201/9781482272123.Vintimilla C., Etxeberria M., Li Z. Durable structural concrete produced with coarse and fine recycled aggregates using different cement types. Sustainability, 2023, vol. 15, no. 19, p.14272.Vintimilla C., Etxeberria M., Li Z. Durable structural concrete produced with coarse and fine recycled aggregates using different cement types. Sustainability, 2023, vol. 15, no. 19, p.14272.Xi Y.F. et al. Impact of high-performance expansion and shrinkage-reducing agents on the mechanical properties and shrinkage compensation of high-strength concrete. Buildings, 2023, vol. 13, no. 3, p. 717.Xi Y.F. et al. Impact of high-performance expansion and shrinkage-reducing agents on the mechanical properties and shrinkage compensation of highstrength concrete. Buildings, 2023, vol.13, no. 3, p. 717.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.