ファイルサイズを左右するのは音量ではなく情報量。
高音質＝高ビットレート＝ファイルサイズ大
低音質＝低ビットレート＝ファイルサイズ小

mp3gainは、実際にmp3の音声部分をいじっているのではなく
ファイル内のゲインに関する設定部分を変更しているだけなので、
実質ファイルサイズは変更前と後で変わらない。