抗渗混凝土是否必须用膨胀剂

甘昌成^1,2

（1. 重庆建筑大学，重庆  400030；2. 广东省鹤山市建力混凝土有限公司，广东  鹤山   529700）

［摘   要］《商品混凝土》2015 年 11 期 特别策划话题“抗渗混凝土是否必须用膨胀剂”，本文笔者根据多年工作经验对此话题展开讨论提出了自己的观点，供交流学习。

［关键词］ 抗渗混凝土；膨胀剂；研究；应用

长期以来，人们对混凝土的抗渗机理并没有完全搞清楚，认为混凝土的抗渗性能降低，是因为水化产物很难将毛细孔完全填充密实。于是人们便利用防水剂（抗渗剂）堵塞毛细孔，或利用膨胀剂的膨胀性能提高混凝土的密实度，借此提高混凝土的抗渗性。这种认识以及采取的措施都带有片面性，未能从本质上把握混凝土的抗渗规律，很多情况下，试验时混凝土达到了设计要求的抗渗等级，但是实际工程还是出现了严重的渗漏。

在我国，抗渗混凝土还是特种混凝土，主要用于防水工程。为了提高抗渗的可靠性，一些技术人员在设计抗渗混凝土配合比时，常常添加膨胀剂；一些设计人员在进行工程设计时，也往往要求防水工程的抗渗混凝土使用膨胀剂。抗渗混凝土是否必须用膨胀剂？

根据国家规范，工程中使用的抗渗混凝土，抗渗等级一般为 P6、P8 级，较高的为 P10 级，最高为 P12 级。笔者参与建设的几十个地下防水工程，没有一个掺用膨胀剂，抗渗等级全部达到 P30 级以上。

笔者 1997 年开始参加工程实践，1998 年在混凝土抗裂技术方面取得重大进展，1999 年发现了混凝土高抗渗形成的规律，2000 年 1 月首次将高抗渗混凝土应用于地下防水工程。该工程为城区一较大地下停车场，对混凝土要求为 C30P8，设计没有要求掺用膨胀剂。笔者采用Ⅱ级粉煤灰做掺合料，掺量 30%。该工程分成几大块，于不同日期施工。每次施工，混凝土均经出厂抽样和施工现场抽样，抗渗等级都达到 P30 级以上。混凝土按技术交底施工，抹压覆盖完成后蓄水养护。工程完工后，未发现任何可见裂缝；使用过程中，也未发现渗漏现象。

从 2000 年至 2011 年退休，笔者参与的几十个地下防水工程的施工，未使用任何特种材料，全部采用掺粉煤灰（或与矿粉双掺）的掺合料混凝土。混凝土高性能化（坍落度120～180mm，不泌水或很少泌水），泵送施工。工程设计要求的抗渗等级一般为 P6、P8 级，抽样检测的抗渗等级全都达到 P30 级以上。这些工程的施工，都有明确的技术交底。凡按技术交底或基本能按技术交底施工的工程，都没有出现开裂和渗漏。

从混凝土高抗渗形成规律的发现，到高抗渗混凝土在工程中的成功应用，笔者仔细研究了混凝土的抗渗构成机理，并对抗渗构成机理作出了新的解释：混凝土要实现高抗渗，其充水空间要足够小，要有足够填充充水空间的水化产物，以及混凝土密实成型以后，其拌合水不可以损失。这就是高抗渗必须满足的三个基本条件。只要同时满足这三个基本条件，水化产物就可以将充水空间完全填充密实。这样的混凝土没有连通缺陷，或极少连通缺陷，因而能够实现高抗渗性能。

根据高抗渗的三个基本条件，笔者分析，高抗渗应是密实混凝土的基本特性，所有密实混凝土都可以实现高抗渗，都应该实现高抗渗。以往混凝土的抗渗性能较差，或抗渗性能降低（不稳定），是因为配合比或施工养护工艺不够合理的缘故。

为了验证笔者的推断，笔者分批次对普通混凝土、泵送混凝土、掺粉煤灰混凝土、大掺量掺合料混凝土、剪力墙混凝土、路面混凝土、膨胀混凝土等 10 多种密实混凝土，应用高抗渗的三个基本条件，先后做了抗渗试验。除膨胀混凝土外，其他的混凝土都没有掺用膨胀剂，也不掺用其他有助抗渗性能提高的特种材料，只使用常规材料。结果与预期完全一致，所有密实混凝土的抗渗等级都达到了 P30 级以上的高抗渗，而且不需要 28d，只要 3d～7d。第一次试验结果的数据载于《混凝土高抗渗防裂》一文中。

高抗渗的形成规律是在抗裂实践中发现的。笔者在施工中发现，混凝土密实成型以后，如果不失水，表现了很强的抗裂能力；失水则会造成开裂，失水越多，开裂越严重。试验中发现，混凝土不失水，可以达到很高的抗渗等级；失水则会造成抗渗性能降低，严重失水会使混凝土完全丧失抗渗能力。由此笔者论证了混凝土的抗裂与抗渗是不可分割的，它们之间存在着密切的内在联系。混凝土要防裂就必须抗渗，不抗渗则难以防裂，高抗渗防裂的理念就是这样产生的。笔者通过理论分析和试验论证，证实了密实混凝土都可以实现高抗渗，为实际工程全面实现高抗渗，利用高抗渗进行防裂提供了先决条件。

不用膨胀剂，只用常规材料，密实混凝土都可以实现高抗渗，这已经是不争的事实。这样，抗渗混凝土就失去了“抗渗”的特种意义，而成为通用混凝土了。

高抗渗的三个基本条件表明，混凝土要实现高抗渗，绝不仅仅是材料和配合比的问题，涉及施工养护工艺的合理性。因此，在实际工程中要提高混凝土的抗渗抗裂能力，首先考虑的不是使用何种特种材料，而是必须强调合理的配合比和合理的施工养护工艺。

在施工现场，曾有施工人员问及笔者，专业刊物上报道了不少膨胀混凝土开裂的工程案例，对此怎么看，混凝土生产中又是如何操作的。笔者回答说，膨胀剂市场一度比较混乱，膨胀混凝土的开裂，不排除劣质膨胀剂造成的后果，但更多的应是施工工艺不够合理造成的。对于膨胀剂，因试验比较复杂，且有一定风险性，不是很主张使用，但也不惧怕使用，只要有合理的工艺措施，就可以达到厂家所说的效果。下举几例：

（1）2000 年 5 月，笔者所在的混凝土公司承担了一港外合资企业车间耐磨地面混凝土的供货任务。车间地面较大，由广州某设计院设计，钢筋混凝土结构，混凝土要求为 C30P8，金刚砂铺设混凝土表面。为了提高地面的防裂能力，设计要求使用膨胀剂，并指定省外某厂产品。施工单位传达这一要求还是比较早的，有足够时间做试验。根据提供的地址，笔者取回了样品。但笔者还是有顾虑。参加工程实践之前，笔者从事建材科研、实验教学和建材质检工作。 1992 年，笔者兼职的质检站参与了一起由膨胀剂质量问题引发的工程质量事故处理，笔者对此印象深刻。重庆某水厂的蓄水池，由设计单位指定使用省外某厂生产的膨胀剂，结果发生了较严重的大面积开裂，混凝土强度倒缩。现在虽然样品做了试验，万一生产用的膨胀剂，其品质与样品不一致怎么办？因为生产用的膨胀剂，没有足够时间做同样的试验。为了减小混凝土公司可能承担的风险，也为了工程质量更可靠，笔者建议不用膨胀剂，而采用掺粉煤灰的高抗渗混凝土。设计人员认为掺粉煤灰的混凝土质量不好，对此规范是有限制的。笔者解释了以往有些粉煤灰混凝土质量不好的原因，是因为使用不当造成的，如果使用得当，粉煤灰混凝土的质量比纯水泥混凝土更好、耐久性更高，并举了很多工程案例。混凝土掺用粉煤灰在国内外越来越广泛，是混凝土技术发展的大方向。笔者还将试验室试配的掺抗渗剂样品的膨胀混凝土和掺粉煤灰的高抗渗混凝土的配合比和试验数据提供给设计人员和施工方，以供选择，两者的膨胀值（收缩值）并没有太大的差别（遗憾的是，因为时间较长，本文写的也比较仓促，还未能找到该数据），但成本却低得多。笔者至今还是很感谢这位设计人员，他从不以势压人，能够平心静气与笔者探讨交流这些技术问题。经过几番相互尊重的“论战”，最终设计人员同意不用膨胀剂，甲方和施工单位也愿意选用掺粉煤灰的高抗渗混凝土。工程施工后，笔者一直在施工现场，与施工人员一起控制施工养护的操作过程。混凝土表面撒匀金刚砂，由耐磨地面专业施工队伍采用双盘抹光机抹压后，立即覆盖湿麻袋并浇水保湿养护。全部抹压完成后蓄水养护 7 天。养护结束，观察混凝土表面，未发现任何可见裂缝，混凝土呈铁蓝色，十分美观，结构致密，强度高，质量好。经抽样检测，混凝土的抗渗等级全部达到 P30 级以上。甲方和施工单位对质量都很满意。

（2）2004 年 10 月，某港资企业五层厂房屋面施工。这是一个大面积屋面，供应混凝土 1300m³，等级 C25。供货前三天，施工单位才通知，设计要求为膨胀混凝土。因为笔者所在公司很少生产膨胀混凝土，没有专门储罐储存膨胀剂，因此没有备料。此时进货，生产前的试验已经来不及，工期不允许延后。工地召开了有甲方、设计单位、施工单位、监理、质检和混凝土公司参加的现场会，商量解决办法。工程由江门某设计单位设计。设计人员最初坚持要用膨胀剂，目的是大面积屋面防裂，膨胀剂的国家规范注明适宜屋面施工。笔者提出了不同的看法，认为混凝土防裂，主要靠施工养护工艺的合理性，工艺不合理，掺了膨胀剂一样开裂，国内掺了膨胀剂的屋面，开裂的案例不少，为此争议也不少。建议采用高抗渗的掺粉煤灰混凝土，从已竣工的工程来看，较大面积的屋面，我们不乏成功的案例，凡能按技术交底施工的，都没有开裂，成功率很高。并且，现在待施工的这个屋面，屋面以下的楼层，也都是大面积，也没有使用膨胀剂，也都没有开裂。施工单位表示，抹压机具和覆盖养护的麻袋、土工布等都是准备好了的。最后，会议一致同意改用高抗渗混凝土，设计人员对图纸进行了修改。1300m³ 混凝土是连续生产的，先后抽样两组抗渗试件，抗渗等级都达到 P30 级以上。屋面泵送施工，历经一天一夜，采用边抹压边覆盖边浇水保湿，防止混凝土失水的完美湿养护方法。施工完成后，没有蓄水，整个屋面全覆盖，因此需要较多的覆盖材料。覆盖养护7天，笔者要求饱水养护，即屋面较低处应有积水，较高处的覆盖物脚踩有水流淌。养护期间检查，养护基本上算是充分。养护后观察，偌大一个屋面，没有发现可见裂缝。

（3）2004 年，某港资电子企业厂房，A、B、C三栋，各三层。屋面施工先浇注 A 栋。与上述案例二相似，在混凝土浇注的前一天，施工单位才突然通知，按施工图纸要求，三个屋面都采用膨胀混凝土。由于没有备料和试验，有关各方紧急磋商，找应对措施。有人提出修改图纸，不用膨胀剂。施工单位征求甲方意见时，这位香港老板倒是很有“主见”，坚决不同意，说设计图纸不能改。他又不允许 28d 的试验时间，最多只能给 7 天。为了不至于会议开不下去，笔者答应了 7 天的试验期。回来在公司的工程质量分析会议上，笔者提出立即进货并试验。可以不理会膨胀剂的膨胀值，主要试验掺膨胀剂后，混凝土硬化是否正常，强度会不会倒缩，配合比可否实现高抗渗。笔者指出，利用的是高抗渗防裂的原理，而不是膨胀抗裂。试验检测了混凝土 1d、3d、5d、7d 的强度值（也预留了 28d、90d 强度试件）以及 3d 的抗渗值。结果表明，混凝土硬化正常，1~7d 强度增长，没有倒缩，3d 抗渗等级＞P30 级。笔者同意浇注混凝土，但强调了施工工艺，必须按技术交底操作。施工前一天，施工单位一位副总亲自送来施工文件，郑重其事要求笔者签字。笔者签字时，在文件中再次要求按技术交底操作。混凝土浇注施工时，笔者始终坚持在现场，配合施工人员，指导民工操作。边抹压边覆盖边浇水保湿。屋面呈龟背形，抹压完一片后，用红砖和水泥砌筑砂浆围起来，蓄水养护。屋面施工完成后，整个屋面成梯田式水养护。7d 之后，拆除养护设施，香港老板也亲自上屋面观察，没有发现任何可见裂缝。

B 栋屋面的施工与 A 栋时间相隔约一个月，期间有大批民工从珠三角流向长三角。B 栋的施工在下午和晚上。半夜时分，已有过半的屋面面积抹压完毕，尚未有人覆盖和浇水。笔者找到施工员，施工员很无奈地说，人手不够呀，工头手下已不足一半人了，并答应天亮之前一定覆盖浇水。整个屋面施工在拂晓完成。上午十一点，笔者再次到现场，发现只有四位“老弱”民工在慢条斯理运送、铺设麻袋和淋水。只有一条软水管，水流很小，偌大一个屋面，仿佛杯水车薪。还有一半多的屋面没有覆盖淋水，暴露在强烈的太阳光下。经观察，屋面已多处出现裂缝，其中拂晓前浇注的最后部分，裂缝犹大。

C 栋屋面的施工又得到重视，虽没有蓄水，但抹压后覆盖浇水比较及时，也没有开裂。

以往人们利用膨胀剂提高混凝土的抗裂性，利用防水剂提高混凝土的抗渗性，抗裂与抗渗是被分割了的。关于膨胀剂和防水剂对混凝土的抗裂抗渗作用，笔者曾在有关的文献资料中看到这样一种观点：抗渗剂只能提高混凝土的抗渗性，不能提高抗裂性，而混凝土一旦开裂，也就失去整体防水功能；膨胀剂不但能提高混凝土的抗裂性，也能提高混凝土的抗渗性。因此，这种观点的结论是，抗裂是抗渗的前提，抗裂比抗渗更重要。

笔者看到这种观点时，已经在工程实践中产生了高抗渗防裂的理念。高抗渗防裂认为，抗裂与抗渗是不可分割的，混凝土的收缩开裂是由抗渗性能降低引发的，混凝土要防裂就必须抗渗，不抗渗则难以防裂。因此，抗渗才是抗裂的前提，抗渗实际上比抗裂更重要。

显然，两种观点是相悖的。

笔者认为，混凝土的充水空间是可以完全填充密实的，只有将充水空间完全填充密实，才能提高混凝土的抗渗抗裂性。以往认为很难避免毛细孔的形成，混凝土存在连通的毛细孔隙缺陷是正常的。产生这些认识的原因，是因为人们尚未认识混凝土密实成型以后，其拌合水是不可以损失的。高抗渗的形成规律表明，拌合水不损失，混凝土中就不存在失水通道，水化产物就可以将充水空间完全填充密实。只有不失水，混凝土才能实现高抗渗。实现了高抗渗的混凝土，没有连通的毛细孔隙缺陷，或极少连通缺陷，最大限度地消除了收缩内应力产生的条件，内应力被减到最小；另一方面，实现了高抗渗的混凝土，强度得到最大保证，抵抗能力得到增强。以得到最大保证的强度去抵抗被减到最小的内应力，混凝土的抗裂能力因此得到大幅度的提高。

由此可见，混凝土的抗渗抗裂能力能否得到增强，与混凝土密实成型以后，拌合水是否损失有关。

膨胀剂可以看作是与水泥相似的一种无机胶凝材料。它与水泥的主要区别是，它的水化产物主要为钙矾石。钙矾石是一种能够在早期快速生成的水化产物，一般早强剂的水化产物即钙矾石。钙矾石有一定的膨胀性能，过度的膨胀会破坏混凝土已形成的结构，使强度降低（即强度倒缩），因此膨胀剂一般不单独作胶凝材料，作添加剂其掺量也有严格限制。从它与水泥的相似性可知，它一般不具备阻止拌合水损失的功能。如果不能有效阻止拌合水的损失，和水泥一样，就不能防止连通的毛细孔的生成，混凝土的抗渗性能会因此降低，此时膨胀剂也就很难发挥抗裂作用。

不过，掺膨胀剂的混凝土与纯水泥混凝土和大掺量掺合料混凝土相比，在失水不是很严重的一般气候环境下，如果它们同时处于长时间不养护的状态，膨胀混凝土由于膨胀剂的作用，早期水化产物生长发育较快，较早地、相对完整地封堵了毛细孔，使拌合水损失较少；而纯水泥混凝土封堵较慢，失水较多；大掺量掺合料混凝土水化更慢，失水更多。在这种情况下，必然是大掺量掺合料混凝土开裂最严重，纯水泥混凝土次之，膨胀混凝土不开裂，或开裂最轻。有了对比，开裂的责任自然归咎于粉煤灰等掺合料，抗裂的功臣自然是膨胀剂了。

但是，在不利的气候环境下，如果不养护或养护不周，混凝土密实成型以后失水较快，钙矾石也还来不及生成即大量失水，这时候膨胀混凝土内部也由于丰富的失水通道构成大量连通的毛细孔隙缺陷，抗渗性能急剧降低，甚至完全丧失抗渗能力（这已为笔者的试验所证实），这时的混凝土内部积蓄着很高的应力，体系变得很不稳定。膨胀混凝土走到这一步，想不开裂也很难了。

相反，有些防水剂，如果它属于一种不挥发、不蒸发，也不溶于水的材料，混凝土密实成型后，占据着充水空间一定的位置，也不移动。这时的防水剂则起到阻止内部的拌合水向外迁移的作用，其结果是减少了拌合水的损失，抗渗能力得到提高。根据高抗渗防裂的原理，这样的防水剂可能比膨胀剂更具抗裂作用。

这只是一种分析推断，并没有试验结果证实。笔者在职时很想找到两个相近的工程，分别掺用这两种特种材料，选择一个不利的气候环境，不作养护，对比两种混凝土的抗裂能力，评判两种添加剂的抗裂作用。但不作养护的试验，谁愿意承担工程风险呢？出了问题谁负责呢？因此笔者想做的试验一直未能如愿。

后来，在 2005 年第 4 期《混凝土》杂志上，笔者看到了董士文《自防水混凝土外加剂使用限制条件的探讨》一文。文中报道了同一个工程，分别使用膨胀剂和防水剂来配制自防水混凝土，呈现出不同的抗裂效果。青岛某污水处理厂，1996 年 7 月，先期施工的两个二沉池，采用掺膨胀剂的商品混凝土，池壁均出现垂直裂缝。而由同一个施工队同时施工、采用相同养护方式的掺防水剂的现场搅拌混凝土浇筑的两个污泥浓缩池，却没有开裂。在随后进行的一个二沉池施工中，仍采用膨胀剂，但将配筋加密，希望通过加密钢筋提高对开裂的抑制作用。拆模后发现，开裂与先前完全相同。10 月，又用膨胀剂施工一个初沉池，这次不但加密钢筋，膨胀剂的掺量也由 12% 加大至 15%，但混凝土仍然开裂。随后进入冬季施工，12 月 20 日和 26 日，换用防水剂对最后一个二沉池和最后一个初沉池进行施工。1997 年 1 月 20 日拆模，两个池壁质量很好，没有出现裂缝。这两个池壁还先后经历了 12 月 28 日和 1 月 23 日两次寒流的袭击，气温骤降至 -12℃ 和 -15℃，两池壁仍完好如初，表现了较强的抗裂能力。

专职抗裂者，未能防裂；专职抗渗者，抗裂作用斐然。这一现象，可否用上述观点加以解释呢？

美国的 Burrows 长期涉足混凝土的耐久性问题，经过几十年的研究和观察，总结出“以往的混凝土因崩溃而劣化，现在则因开裂而劣化”。循着这一思路，笔者把混凝土的抗渗性能降低和开裂，看作是耐久性降低的两种基本类型（《论商品混凝土的湿养护》）。

随着研究的深入，以及工程实践经验的积累，笔者进一步深化了认识，认为不管混凝土开不开裂，耐久性降低的根源都在于混凝土抗渗性能的降低，开裂只是增加了混凝土的被腐蚀面，加速了混凝土的劣化（《混凝土抗裂与抗渗的辩证关系》、《控制混凝土早期裂缝需要转变防裂观念》）。

混凝土的收缩开裂是由于拌合水损失造成的。从混凝土的开裂过程来看，混凝土失水后，总是先由失水通道形成连通的毛细孔隙缺陷，然后才生成裂缝。因此，裂缝的周围总存在着大量连通的毛细孔隙缺陷，使这些部位的混凝土更容易被腐蚀。环境有害介质在混凝土的新老界面，沿着裂缝周边的这些毛细孔通道进入混凝土内部，腐蚀破坏混凝土。故混凝土开裂，其耐久性降低的原因，并非开裂才引起劣化，其根源还是连通的毛细孔隙缺陷，还是混凝土抗渗性能的降低。近年有媒体报道，很容易产生早期裂缝的泵送混凝土，平均寿命只有 30 年左右。

黄士元教授在调查泵送混凝土发生大面积开裂、普遍性开裂时说，这是过去土木建筑工程师长期施工中很少见的事故。这表明以往现场搅拌的普通混凝土，抗裂能力较强。笔者分析了这两种混凝土不同的开裂机理（《混凝土收缩裂缝的控制——混凝土硬化技术》）。然而，有资料表明，以往现场搅拌的普通混凝土，平均寿命只有 40 年左右。有专家学者指出，混凝土的正常寿命应在 100 年以上。混凝土不开裂或很少开裂，其平均寿命为什么也只有 40 年呢？笔者分析认为，这是混凝土的抗渗性能差造成的。以往现场搅拌的普通混凝土，配合比和施工养护工艺可能都不够合理，故抗渗性能普遍较差。人们还不了解施工养护工艺对混凝土的抗渗抗裂性能影响如此之大（如果混凝土的配合比是合理的，施工养护工艺对混凝土的抗渗抗裂性能就起着决定性的作用），于是想方设法从材料性能上、从配合比上（包括添加特种材料）提高混凝土的抗渗性。这样，抗渗混凝土就成了特种混凝土，用于防水工程，而一般工程只要求抗裂，不要求抗渗。由于混凝土的抗渗性能普遍较差，环境有害介质容易侵入混凝土，故混凝土的耐久性差，建筑物的寿命短。

混凝土的抗渗性与耐久性关系如此密切，决定着建筑物的使用寿命。混凝土的耐久性问题甚至可能会影响国家经济、世界经济的可持续发展，因而引起世界性的广泛关注。要解决混凝土的耐久性问题，就必须解决混凝土的抗渗抗裂问题。以往由于技术条件的限制，抗裂与抗渗被分割成两个不相关的性能，各自被复杂化了。它们其实是一体，抗裂就是抗渗，抗渗就是抗裂。只要配合比和施工养护工艺都合理，两个复杂的问题一下子都解决了，问题也简单化了。由于抗渗抗裂能力的提高，混凝土的耐久性也得到提高。笔者认为，只要在实际工程中全面实现混凝土的高抗渗性能，一般环境下，建筑物的使用寿命普遍达到 100 年以上，是没有问题的。

因此，当前摆在我们面前最重要的任务，是通过合理的配合比和合理的工艺措施，在实际工程中全面实现混凝土的高抗渗，利用高抗渗进行防裂，以提高混凝土的耐久性，提高建筑物的使用寿命。如果今后混凝土的平均寿命也还只是 30 年、40 年，我们这一代的建筑人将会有辱于时代赋予我们的历史使命。国家规范应当为提高实际工程混凝土的抗渗透能力提供配合比和施工工艺的强制性保证，促进混凝土施工技术的进步，推动全国建筑质量的提高。

笔者之所以认为膨胀混凝土的耐久性问题值得深入研究，是因为业界一些专家、学者在研究混凝土或膨胀混凝土时，提出了一些值得思考的问题。

廉慧珍教授指出，日本的研究，尽管膨胀混凝土的早期自由膨胀和此后的自由收缩叠加后残存的应变是正的（即干缩后仍存在剩余膨胀率——笔者注），也还是产生了裂缝；同时指出，如果膨胀结束后的收缩量与不掺膨胀剂时的相同，开裂仍然会发生。

阎培渝教授指出，膨胀混凝土可能存在“二次钙矾石”或“延迟生成钙矾石”的问题。混凝土硬化阶段在特定条件下膨胀剂可能反应不完全，硬化后条件具备时会继续反应，生成二次钙矾石或延迟生成钙矾石，对混凝土结构不利。对于超厚的大体积结构，阎教授建议优先选用大掺量粉煤灰混凝土，而不是掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土。

王铁梦教授指出，掺膨胀剂后期在不利环境下，其微观结构的附着水、层间水、结晶水会依次脱出，造成混凝土后期的收缩开裂。

袁润章教授主编的高等学校教材《胶凝材料学》上，有这样一个表，引用了鲍威尔斯（Powers）的研究成果，详见表 1 。

表 1   水泥水化物中不可蒸发的水分子数 (原著 1980 年版，表 4-35）

表 1 中，水泥熟料矿物 C₃S、C₂S 的水化产物3CaO·2SiO₂·3H₂O（即 C-S-H 凝胶）与 Ca(OH)₂（氢氧钙石）为硅酸盐水泥的主要水化产物，含水量较低，可蒸发的水分子数更低。其他水化产物由 C₃A、C₄AF 生成，含水量较高。其中 3CaO·Ai₂O₃·3CaSO₄·31H₂O 即钙矾石，由 C₃A 在饱和石膏溶液中水化生成。我们知道，钙矾石在硅酸盐水泥的水化产物中，量不多，影响较小，但在膨胀剂中，它是主要水化产物。31 个结晶水，其中 22 个结晶水容易蒸发脱出。结晶水损失比吸附水损失会造成混凝土更大的收缩，故膨胀混凝土后期的收缩可能会比普通混凝土的收缩大。如果损失的结晶水被排出混凝土体外，那么必然存在失水通道，这些失水通道也会成为环境有害介质入侵混凝土的通道，对耐久性不利。

董士文高工总结了青岛地区十几年来使用的钙矾石类膨胀剂所做的自防水混凝土工程出现的严重渗漏情况之后，指出自防水混凝土应优先考虑使用防水剂而不是膨胀剂，膨胀剂产生的结晶体是相对不稳定的，用其防水的风险是很大的，尤其是在混凝土的耐久性方面。