本发明属于混凝土的填料组份或混凝土外加剂技术领域。 国内外现有的混凝土膨胀剂品种较多，主要如表1所列。这些膨胀剂均存在不足之处。例如，NO1及NO2使用优质矾土煅烧而成，含大量fcao的硫铝酸钙熟料，能耗高，成本高，回转窑烧制技术尚不成熟，而NO5使用氟石膏废渣，不宜用于饮水工程;除NO.1及NO.2外，均掺入10%以上的明矾石作主要组份，引入的碱含量在0.7%以上，不利于抑制混凝土碱-骨料反应;各膨胀剂均需依赖硅酸盐水泥水化产物Ca（OH）2的参与才能形成足够的钙矾石，因此，膨胀速度缓慢、低效，往往需要增加膨胀剂用量才可起到补偿收缩作用。NO9及NO10以Ca（OH）2为膨胀源，不宜用于水工工程。
本发明的任务是提供一种膨胀速度较快、膨胀率较高、高效、低碱含量及中期又具有微小膨胀的混凝土膨胀剂，其生产工艺简单、易于实施、成本较低。
本发明是这样实现的：一种高效混凝土膨胀剂及其制法，其特征在于，由20-40%的硫铝酸盐水泥熟料或15-30%的铝酸钙熟料，35-60%的硬石膏或经400-500℃脱水处理的二水石膏，5-20%的生石灰，5-10%的天然明矾石共同粉磨而成，一般比表面积大于250m2/kg即可。上述的硫铝酸盐水泥熟料用市售的或用回转窑或立窑煅烧制成的，因其成本较低。
本发明的反应机理用以下化学反应式表示：
式②及式③表明，形成钙矾石C3A·3CaSO4·H32所需要的CaO，主要由膨胀剂自身含有的生石灰提供，基本上不再依赖C3S用C2S地水化产物Ca（OH）2。由市售硫铝酸盐水泥熟料中的Al203，能在较短令期大部或全部形成钙矾石，充分发挥膨胀功能;由明矾石提供的Al203则在中期形成钙矾石，由于加入的生石灰低于形成钙矾石所需的理论量，所以CaO既不是膨胀源，也不会导致安定性不良。
本发明的优点是明显的：
（1）由于该膨胀剂自身已经含有形成钙矾石所必需的CaO，膨胀功能在早期即可得到较高的利用。
（2）由于形成钙矾石基本上不再消耗C3S及C2S的水化产物Ca（OH）2，利于保持硅酸盐水泥，特别是矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的碱度，对于减小混凝土强度损失，防止钢筋锈蚀具有重要意义。
（3）由于该膨胀剂自身仅含10%以下的明矾石，在保证中期产生的微小膨胀的同时使K2O+Na20＜0.5%，利于抑制混凝土碱-骨料反应。
（4）由于制造该膨胀剂仅用粉磨设备，不用煅烧，故工艺简单，易于实施;由于可用商石原料：硫铝酸盐水泥熟料，故使成本大大降低。
（5）和与该膨胀剂相近的表1所列NO1、NO2相比，由于用价格低廉的生石灰及市售硫铝酸盐水泥熟料，等效取代了技术难度大、台时产量低、能耗高、污染重的特制硫铝酸钙熟料，使膨胀剂生产成本降低50-60元/t以上。
（6）按日本J1S A6202-1980或中国JC476-92混凝土膨胀剂标准检验，产品性能达到和高于标准规定的水平。尤其膨胀率较高，用量较少。
（7）使用该膨胀剂6-10%等量取代水泥可制备补偿收缩混凝土、11-13%等量取代水泥可制备大膨胀接缝混凝土，可形成0.2-0.1MPa的自应力值，收到抗裂防渗之效果，18-23%等量取代水泥可制备自应力混凝土，用量少、运费低、工程投资省。
表2是生产实施例。表3列出了实施例1中所用原材料及膨胀剂化学成份、膨胀剂配比;表4列出了在不同养护条件下的膨胀剂标准检验性能，膨胀剂比表面积400m/kg，初凝时间1∶30，终凝时间2∶20;’表5列出了用该膨胀剂配制的C28、Sb混凝土测定数据。
备注：表1所用参考文献如下：
（1）建筑技术，1978、NO147，日本。
（2）中国专利，CN85107101A。
（3）中国专利，88102924.6。
（4）中国专利，89108124.0。
（5）中国专利，91110609.X。
（6）中国专利，92105187.5。
（7）复合膨胀剂技术鉴定证书，1987。
（8）明矾石膨胀剂技术鉴定证书，1980。
（9）游宝坤等，《膨胀剂与碱-集料反应》，1992。
表2：
表3项别LoSSSiO2AL2O3Fe2O3TiO2CaOMgO硫铝酸盐水泥熟料10.1332.302.501.2643.341.12硬石膏9.861.290.180.0337.681.58明矾石7.04结晶水55.1316.341.670.580.360.01生石灰9.032.230.860.2384.382.89膨胀剂6.589.2211.420.960.4440.321.42
表3续项别SO3K2ONa2OΣ配比％硫铝酸盐水泥熟料9.2599.9030.0硬石膏49.0599.6750.0明矾石14.703.890.4199.7210.0生石灰99.6210.0膨胀剂28.780.390.0499.87
表5项别3d7d14d28d360d备注限制膨胀率％0.0110.0140.0180.0330.045取代水泥抗压强度MPa27.933.135.349.9率10％