現在膨脹劑是我國最重要的混凝土外加劑之一，也是爭論最大的混凝土外加劑。膨脹劑在工程中的應用效果波動很大，同一個品牌的膨脹劑，在一個工程中應用成功，卻可能在下一個工程中失敗。膨脹劑在某一地區大規模推廣，卻在另一地區遭到排斥。雖然發表的論文介紹了大量成功的案例，“不用膨脹劑不裂，用了膨脹劑反而裂”的傳聞卻不絕于耳。關于大體積補償收縮混凝土內部是否存在延遲生成鈣礬石的爭論也受到廣泛關注。這些爭論說明，我們目前仍然需要深入系統地研究膨脹劑和補償收縮混凝土的基礎理論和應用技術。
1、現代補償收縮混凝土性能的變化
目前我國補償收縮混凝土配制與應用的理論基礎仍然是吳中偉院士在60年代提出的冷縮與干縮的聯合補償模式。這一理論認為在混凝土中摻加一定量的膨脹劑，使混凝土在濕養護期間的膨脹率達到1.5×10^-4～2.0×10^-4，即可在混凝土結構中產生0.2MPa～0.7MPa的預壓應力，補償溫度收縮和干燥收縮，從而避免結構開裂。
這一理論在膨脹劑發展初期的應用是成功的。與現在的混凝土相比，上世紀80年代的混凝土很少使用礦物摻和料，強度等級較低，水化速率較慢，水灰比較高。當時膨脹劑多用于修補, 漿錨接頭或節點、接縫的灌漿, 進而發展到地下室或屋面剛性防水面層以及水池、儲水罐、噴錨、隧洞襯砌、護坡等, 自應力混凝土用于有壓力或無壓力管以及壓力管接頭等, 使用的部位多為較薄斷面，內部水化溫升較低。在這種環境中，膨脹劑的水化速率與硅酸鹽水泥的水化速率比較協調，膨脹劑的水化程度高，混凝土的膨脹與強度同步發展，最終得到致密無裂縫的混凝土結構。
目前膨脹劑的性能、應用對象和使用環境都發生了很大變化。高質量的膨脹劑的主要組成是硫鋁酸鹽熟料，水化快、膨脹率大；相應地需要更加充分的水分供應，才能保證膨脹劑充分發揮作用。近年來高層、大跨建筑物發展迅速, 期望使用膨脹劑抗裂、防水的工程增多, 因而發展到用于大體積的基礎底板、厚度較大的墻以及梁、板、柱等結構混凝土中。這些大體積混凝土的厚度可達數m，體積達數千m³；強度等級常為C40～C50。這些變化必然導致膨脹劑的使用環境變化，從而導致補償收縮混凝土性能的變化。如果我們不能針對這些變化，采取相應的技術措施，則有可能達不到預期目的，甚至有可能適得其反，給結構安全留下隱患。只有在科學的基礎理論指導之下，才能選擇適當的技術措施，建造性能優良的工程。
2、大體積高強補償收縮混凝土內部的膨脹劑效能的發揮程度
按照標準,摻入膨脹劑的混凝土的膨脹、收縮性質是在養護溫度為20±2℃，養護濕度大于90％的條件下，利用100mm×100mm斷面的試件測定的?；炷翉姸忍岣?膠凝材料用量增大,導致較大體積的混凝土內部溫升增高。摻入膨脹劑后,盡管取代了等量的水泥，但由于含鋁相組分和石灰(含于復合膨脹劑中)的水化熱較大，并不會降低混凝土的溫升，反而可能使混凝土溫升有所提高。當水灰比為0.45左右、使用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥而又摻入膨脹劑時，混凝土的絕熱溫升可達55℃。高強混凝土的水膠比低、結構致密，外部水分難于進入。混凝土是熱的不良導體，大體積混凝土芯部的熱量難于散發。所以大體積混凝土芯部在澆筑后的幾天內，處于近似絕熱絕濕狀態。在這樣的環境中，補償收縮混凝土的水化過程將與標準狀態下養護的小試件有很大差別，并影響其性能。
由于自干燥效應的影響，高強混凝土內部的相對濕度可降低到80％左右。此時需水量很大的膨脹劑的水化反應可能受到抑制。在理論上,完全水化的水泥結合水量占水泥質量的0.227,而使水泥完全水化并具有最低毛細孔孔隙率的水灰比為0.438；實際上，即使水膠比為0.5左右，隨著水化的不斷進行,水化物增多，自由水減少，混凝土中的水泥也不可能完全水化?；炷林械淖杂伤S水膠比的降低而減少，而水泥水化則隨水灰比降低而加快，與水化時需要大量水的膨脹劑爭奪自由水。另外膨脹劑中重要組分CaSO₄的溶解度和溶解速率都很低，其溶出量隨自由水的減少而減少。因此大體積補償收縮混凝土芯部的水化程度低于標準試件，其降低程度受混凝土強度等級、配合比、結構形式和施工過程的影響很大，難于預先估計。
補償收縮混凝土的補償收縮效能除與膨脹劑的水化程度有關外，約束形式和程度的影響也很大。鋼筋和地基等產生的約束可以預先計算，混凝土自身結構產生的約束則是隨時間變化的復雜因素。根據王棟民的研究成果，同樣的膨脹劑品種和摻量，在高強混凝土中的膨脹效能較低。這可能是由于高強混凝土強度發揮快，很快形成剛性結構，抑制了膨脹劑的膨脹效能發揮。在高強混凝土內部致密結構內，沒有足夠空間供鈣礬石結晶生長，鈣礬石以膨脹能力較小的分散微晶狀態存在，使結構更加致密。此時膨脹劑更多地發揮增強劑的作用，但補償收縮的能力下降。
所以，膨脹劑在大體積高強補償收縮混凝土結構內的膨脹能力將低于標準狀態下的測定值，其相差幅度難于估計。如果控制不當,膨脹劑產生的膨脹應力不足以補償結構內部的收縮應力時,即使使用了膨脹劑，結構也難于避免開裂。這需要引起膨脹劑生產廠家和應用單位的重視。
在高強混凝土中，還需要考慮收縮補償對象變化的問題。膨脹劑主要補償溫度收縮和干燥收縮。但在大體積高強混凝土結構中，干燥收縮并不是一個嚴重的問題，而自身收縮卻很大，如何補償在水化早期發生的大幅度收縮是膨脹劑面臨的新問題，現在的補償收縮理論沒有考慮這個問題。
3、鈣礬石的分解溫度與膨脹劑的適用范圍
近年來，關于鈣礬石的分解溫度一直存在爭論。國際上比較一致的看法認為鈣礬石在溫度高于70℃時會發生分解，我們的實驗結果與此相同。國內一些人則認為溫度高于80℃時鈣礬石才會發生分解，還有人認為超過100℃鈣礬石才分解。雖然只有10℃之差，但對于膨脹劑的適用范圍卻有很大影響。對于厚度超過1m的基礎底板,當外界溫度為20℃左右時,混凝土內部的溫度會超過70℃。例如北京航華大廈厚度為2.5～5m的基礎底板，使用礦渣硅酸鹽水泥,摻用了20％的粉煤灰和EA-2型減水膨脹劑，8月份澆筑，實測混凝土內部最高溫度為79℃?！痘炷镣饧觿眉夹g規范》GBJ50119－2002中規定，含硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣－氧化鈣類膨脹劑的混凝土不得用于長期環境溫度為80℃以上的工程。雖然規范沒有定義多長時間算“長期”，但考慮到安全系數，如果沒有降溫措施，厚度在2m以上的混凝土結構就不應使用膨脹劑，厚度超過1m的基礎底板也需要慎重使用膨脹劑。根據我們的研究成果，膨脹劑在30℃～40℃水化時，膨脹能力最大，超過50℃，膨脹能力開始下降，60℃以上膨脹能力就很低了。而大體積混凝土內部溫度超過50℃是很普遍的情景。所以對于厚大結構，采用膨脹劑來補償收縮的作用很小。
4、大體積補償收縮混凝土結構內部延遲生成鈣礬石的可能性
自從我們提出大體積補償收縮混凝土內部可能發生延遲鈣礬石生成（DEF）現象以來，引起了混凝土生產廠商對于正確使用膨脹劑的注意，但持反對意見的人也非常多。反對者指出我國多年來大量使用補償收縮混凝土，迄今尚未有因DEF而破壞的工程實例，所以認為補償收縮混凝土內部是不存在DEF的危險。但是沒有工程實例并不等于不存在發生的可能性。
自上世紀80年代Ludwig確認在蒸養混凝土制品中存在由于DEF導致的破壞以來，對于DEF的研究一直是許多研究者的重點課題。隨著研究的深入，對于DEF的認識也在不斷加深。Taylor和Collepardi等將DEF定義為由混凝土內部含有的硫酸鹽作用（Internal Sulphate Attack ISA）所導致的后期不均勻膨脹。此時并不區分這些硫酸鹽是由已生成的鈣礬石受熱分解而得，還是混凝土內部根本就未參與反應的硫酸鹽。按照整體論的觀點，DEF必須同時滿足三個條件才能發生：1）內部硫酸鹽延遲釋放；2）水分滲入；3）微裂縫。如果沒有其它原因（如堿－骨料反應）導致的裂縫存在，DEF則難于發生。在英國和法國已發現數個現場澆筑的混凝土結構發生了DEF破壞。這些結構物均沒有經過蒸氣養護，都是橋墩、擋土墻等暴露于潮濕環境的大體積混凝土結構，所用膠凝材料為高堿普通硅酸鹽水泥（SO₃不超過3.5％）。在澆筑以后，結構內部溫度超過70℃的時間達數日之久。
我國應用補償收縮混凝土只有20年歷史，多為基礎底板等隱蔽結構，底板外面多數還有外包防水層，在外包防水層失效以前，水分不能侵入混凝土，DEF發生的條件不能滿足。即使底板有一些裂縫，也難于發現，對于承載力也不會有明顯影響。所以迄今沒有DEF導致的破壞實例報道，但發生DEF的潛在風險總是存在的。
5、結論
用膨脹劑配制補償收縮混凝土，以控制結構物的開裂是有效的，但不是萬能的。只有在科學理論的指導下，精心組織施工，才能獲得良好效果。在厚大、高強混凝土結構內，由于水分供應困難、溫度過高，使膨脹劑水化程度降低，膨脹效能減小，甚至使已生成的鈣礬石分解，達不到預期目的。膨脹劑在此類結構中使用時必須慎重。