概述
普通矽酸鹽水泥混凝土常因水泥水化發生收縮而開裂，為了提高水泥混凝土的抗裂性，補償收縮，甚至使混凝土內部產生化學預應力，採用膨脹水泥或在混凝土中摻膨脹劑都能配製膨脹混凝土。
早在1890年凱德洛特（C．Candlot）就發現鋁酸三鈣和硫酸鈣在水介質中相互作用，會生成水化硫鋁酸鈣（即鈣礬石），鈣礬石含有32個結晶水，體積發生膨脹。1935年法國洛西葉（H．Lasier）在波特蘭水泥中摻入礬土、石膏和白堊磨成生料，經煅燒成熟料，再加入適量礦渣共同粉磨而成膨脹水泥。1942年前蘇聯米哈依洛夫、1964年美國克萊恩（A．Klein）先後都研製成功膨脹水泥。
1962年日本購買了美國K型膨脹水泥專利技術，並在此基礎上首次研製成功硫鋁酸鈣膨脹劑，取名CSA，這種膨脹劑是用石灰石、礬土和石膏煅燒成熟料後粉磨而成，在矽酸鹽水泥中摻入8%～12%和17%～25%CSA，即可分別配製成補償收縮混凝土與自應力混凝土（膨脹混凝土）。用膨脹劑來配製膨脹混凝土，可以降低造價，且使用靈活方便。
我國自20世紀50年代開始研製膨脹水泥，1957年吳中偉、曹永康等研製成功矽酸鹽自應力水泥（膨脹水泥），我國膨脹劑研製始於20世紀70年代．經過多年的努力，已研製出10多種膨脹劑產品，主要有硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣一氧化鈣類、氧化鈣類等三類混凝土膨脹劑。
脹性混凝土另外，我國水利水電丁程還用輕燒MgO作為膨脹劑配製水T大體積補償收縮混凝土，輕燒MgO膨脹劑是由菱鎂礦石經過1000℃左右溫度煅燒、粉磨而成。MgO與水反應生成 ，體積膨脹，因煅燒溫度比水泥熟料煅燒溫度（1450℃左右）低，故稱輕燒MgO。輕燒MgO因煅燒溫度低，作為水工混凝土膨脹劑的輕燒MgO，一般到180d時膨脹基本穩定，正好補償溫降收縮變形。
硫鋁酸鈣類與氧化鈣類膨脹劑使混凝土早期（1～7d）膨脹量大，在約束條件下產生預壓應力，因此適用於填充性補償收縮混凝土與自應力混凝土，而輕燒MgO膨脹劑在水泥水化初期嘭脹量很小，一般在7～90d膨脹量較大，至180d膨脹基本趨於穩定。因此輕燒MgO膨脹劑適用於水工大體積混凝土，使其自生體積變形為膨脹變形．以提高水工混凝土抗裂性。
因膨脹水泥膨脹量不可調、價格貴、保存防潮較困難，而膨脹劑膨脹量可用膨脹劑摻量來調節、摻量少、價格較便宜、易防潮保存等。因此一般不採用膨脹水泥配製膨脹混凝土，而是採用膨脹劑配製膨脹混凝土。
根據要求膨脹量大小．可分為微膨脹、小膨脹、較大膨脹與大膨脹4個等級：
脹性混凝土（1）微膨脹：水中14d限制膨脹率 ，用於大體積混凝土補償收縮。
脹性混凝土（2）小膨脹：水中14d限制膨脹率 ，用於補償收縮混凝土。
脹性混凝土（3）較大膨脹：水中14d限制膨脹率 ，用於填充用膨脹混凝土。
脹性混凝土（4）大膨脹：水中14d限制膨脹率 ，用於自應力混凝土。
摻膨脹劑的補償收縮混凝土應在限制條件與潮濕環境下使用，否則達不到預期效果。
對原材料要求
膨脹混凝土與普通混凝土原材料差別在於前者必須摻適宜的膨脹劑。
膨脹劑種類
混凝土膨脹劑可分成以下四類：
（1）硫鋁酸鈣類膨脹劑，如UEA、AEA、PNC等；與水泥、水拌合後經水化反應生成鈣礬石；
（2）硫鋁酸鈣—氧休鈣類膨脹劑，如CEA，與水泥、水拌合後經水化反應生成鈣礬石和氫氧化鈣；
（3）氧化鈣類膨脹劑，與水泥、水拌合後經水化反應生氫氧化鈣；
（4）輕燒氧化鎂膨脹劑，與水泥、水拌合後經水化反應生成氫氧化鎂。
膨脹劑品質要求
（1）硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣一氧化鈣類、氧化鈣類膨脹劑品質要求列於圖1中。
圖1（2）輕燒氧化鎂膨脹劑品質要求。
由原能源部水利水電規劃設計總院1994年頒布的《水利水電工程輕燒氧化鎂材料品質技術要求》（試行）規定的輕燒氧化鎂膨脹劑品質要求列於圖2中。
圖2特性
（1）膨脹混凝土具有微膨脹性（大體積微膨脹混凝土）、或小膨脹性（補償收縮混凝土）、或較大膨脹性（填充性膨脹混凝土）
（2）摻膨脹劑膨脹混凝土的抗裂性、抗滲性均比普通混凝土的高，這是因為在限制條件下，膨脹劑在混凝土中產生一定預壓應力，改善了混凝土內部的應力狀態，從而提高了混凝土抗裂性。另一方面在水泥凝結硬化過程中，膨脹結晶體（如鈣礬石等）在混凝土內部起到填充、切斷毛細孔縫的作用，改善了混凝土孔結構，使混凝土更加密實，從而提高了混凝土抗滲性及力學性能。
脹性混凝土（3）摻粉煤灰膨脹混凝土的膨脹率比不摻粉煤灰的有所降低，這是因為粉煤灰火山灰反應會消耗部分膨脹劑中的硫酸鹽和體系中的氫氧化鈣，使漿體液相pH值降低，在沒有足夠鹼度和一定數量條件下生成的鈣礬石往往以粗粒狀形態結晶，表現出較差膨脹性能。
（4）膨脹混凝土7d齡期抗壓強度比不摻膨脹劑混凝土有所降低（約10%），這是因為摻硫鋁酸鈣類膨脹劑的膨脹混凝土1～7d膨脹量較大，在不帶模養護條件下．混凝土產生自由膨脹，使混凝土結構變得不夠緻密，導致混凝土7d抗壓強度降低，而28d齡期混凝土抗壓強度可以達到設計強度，應以28d抗壓強度來判定。
（5）膨脹混凝土拌合時間應比普通混凝土延長30s，以保證膨脹劑和水泥、減水劑等拌合均勻，提高混凝土勻質性。
脹性混凝土（6）摻膨脹劑膨脹混凝土能在低溫條件下膨脹，且低溫比常溫條件下產生更大的膨脹值，這是由於低溫條件下溶液中濃度較高，從而導致細粒鈣礬石體生成，產生較大的膨脹量。
脹性混凝土（7）大體積補償收縮混凝土內部溫度達80℃高溫，鈣礬石就可能向AFm（低硫型水化硫鍋酸鈣一）轉化，使硬化體固相體減少，空隙率增加，混凝土性能下降，並可能危害混凝土結構。因此大體積混凝土中摻用硫鋁酸鈣類膨脹劑，應控制大體積混凝土內部最高溫度不超過80℃。
（8）摻膨脹劑的膨脹混凝土，施工時必須進行不少於14d濕養護，以保證有足夠水供水化反應，達到預期膨脹量。
用途
（1）大體積補償收縮混凝土，如水電站大壩混凝土、大型結構基礎大體積混凝土；
（2）導流底孔與導流洞封堵混凝土；
（3）廠壩之間寬縫回填混凝土；
（4）壩基坑塘、斷層挖槽等回填混凝土；
（5）工業與民用建築無縫澆築混凝土（微膨脹混凝土+後澆加強帶）；
（6）核電站混凝土工程，秦山核電站二期工程與江蘇田灣核電站有關結構工程，已用AEA、UEA膨脹劑5000餘噸．取得良好效果。
