反應機理:Na+(K+)+SiO2+OH-→Na(K)-Si-Hgel

膨脹機理:吸水后的堿硅酸凝膠體體積遠遠大于反應前固體體積，最大時體積可增大3倍以上，大量凝膠體在混凝土骨料界面區的積聚、膨脹，導致混凝土沿著界面產生不均勻膨脹、開裂。

反應機理:堿與白云石發生反應,去白云化。

(1)CaMg(CO3)2+2ROH=Mg(OH)2+CaCO3+R2CO3

(2)R2CO3+Ca(OH)2=2ROH+CaCO3

膨脹機理:Gillott:黏土吸水膨脹，從而造成破壞作用。一方面，R+、OH-和水等進入受限制的緊密空間產生膨脹，另一方面，固相反應產物的框架體積的增大以及水鎂石和方解石晶體生長形成的結晶壓，產生膨脹應力。

堿-骨料反應的類型主要為以下兩種

1、堿-硅酸反應(Alkali-Silica Reaction，簡稱ASR)，是指混凝土中的堿與不定型二氧化硅的反應;

2、堿-碳酸鹽反應(Alkali-Carbonate Reaction，簡稱ACR)，是指混凝土中的堿與某些碳酸鹽礦物的反應。

堿-骨料反應是固相與液相之間的反應，起發生具備三個要素:Ⅰ堿活性骨料;Ⅱ有堿存在(K、Na等離子);Ⅲ水。

有人試圖用阻擋水分來源的方法控制堿骨料反應的發展，例如筆者見過的日本從大孤到神戶的高速公路松原段陸地立交橋，橋墩和梁發生大面積堿骨料反應開裂，日本曾采取將所有裂縫注入環氧樹脂，注射后又將整個梁、橋墩表面全用環氧樹脂涂層封閉，企圖通過阻止水分和濕空氣進入的方法控制堿骨料反應的進展，結果僅僅經過一年，又多處開裂。因此世界各國都是在配制混凝土時采取措施，使混凝土工程不具備堿骨料反應的條件。

堿骨料反應是指水泥中的堿性氧化物含量較高時，會與骨料中所含的二氧化硅發生化學反應 ，并在骨料表面生成堿-硅酸凝膠，吸水后會產生較大的體積膨脹，導致混凝土脹裂現象。

(1) 混凝土中堿含量:過量的Na2O(Na2O+0.66K2O)

來自水泥、外加劑、摻合料、骨料、拌合水等組分及周圍環境。

低堿水泥:鈉、鉀含量小于0.6%的水泥稱為低堿水泥。

發生堿骨料反應的堿含量范圍:高活性的硅質骨料(如蛋白石)，大于2.1kg/m3;中等活性的硅質骨料，大于3.0kg/m3;堿-碳酸鹽反應活性骨料，大于1.0kg/m3。

(2) 堿活性骨料

含活性二氧化硅的巖石分布很廣，堿-碳酸鹽反應活性的只有黏土質白云石質石灰石。充分掌握骨科堿活性的情況，建立堿活性骨料分布圖。

(3) 潮濕環境

現有的現場資料充分證明，絕大部分混凝土構筑物在季節性氣候變化的暴露條件下，其內部的相對濕度足以維持膨脹性AAR，因此在沙漠地帶的大多數公路、大壩以及干燥氣候條件下的橋面和柱也可能保持內部濕度而斷續發生膨脹反應。同時，在控制環境條件下，室內的大型混凝土構件也能長期維持適當的相對濕度。因此雖然水是堿-骨料反應發生的必要條件之一，但是并沒有好的方法預防這一點。

1)混凝土堿含量

堿含量越高，堿骨料反應膨脹開裂越嚴重;硅質集料的活性越高，其"安全總堿含量"越低。

2)活性骨料含量與尺寸:每種活性骨料都存在一個最不利摻量范圍，這與混凝土中活性SiO2/堿含量有關

3)礦物摻合料:可有效抑制堿骨料反應對混凝土的破壞。

4)環境溫度與濕度:高溫、高濕環境對堿骨料反應有明顯加速作用。

5)其它因素:

摻入引氣劑，可在一定程度上減小堿骨料反應膨脹;

骨料顆粒級配的影響:對于不同的活性二氧化硅含量，存在一個不同的最不利顆粒尺寸，此時的膨脹壓力最大。

受力狀態:受外約束力作用越大，膨脹開裂越小。

1、控制水泥含堿量自1941年美國提出水泥含量低于0.6%氧氣化鈉當量(即Na2O+0.658K2O)為預防發生堿骨料反應的安全界限以來，雖然對有些地區的骨料在水泥含量低于0.4%時仍可發生堿骨料反應對工程的損害，但在一般情況下，水泥含堿量低于0.6%作為預防堿骨料反應的安全界限已為世界多數國家所接受，已有二十多個國家將此安全界限列入國家標準或規范。許多國家如新西蘭、英國、日本等國內大部分水泥廠均生產含堿量低于0.6%的水泥。加拿大鐵路局則規定，不論是否使用活性骨料，鐵路工程混凝土一律使用含堿量低于0.6%的低堿水泥。

2、控制混凝土中含堿量由于混凝土中堿的來源不僅是從水泥，而且從混合材、外加劑、水，甚至有時從骨料(例如海砂)中來，因此控制混凝土各種原材料總堿量比單純控制水泥含堿量更重要。對此，南非曾規定每m3混凝土中總堿量不得超過2.1kg，英國提出以每m3混凝土全部原材料總堿量(Na2O當量)不超過3kg，已為許多國家所接受。

3、對骨料選擇使用如果混凝土含堿量低于3kg/m3，可以不做骨料活性檢驗，如果水泥含堿量高或混凝土總堿量高于3kg/m3，則應對骨料進行活性檢測，如經檢測為活性骨料，則不能使用，或經與非活性骨料按一定比例混合后，經試驗對工程無損害時，方可按試驗規定的比例混合使用。

4、摻混合材摻某些活性混合材可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應。根據各國試驗資料，摻S--10%的硅灰可以有效的抑制堿骨料反應，據悉冰島自1979年以來，一直在生產水泥時摻5-7.5%硅灰，以預防堿骨料反應對工程的損害。另外摻粉煤灰也很有效，粉煤灰的含堿量不同，經試驗，即使含堿量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地抑制堿骨料反應。另外常用的抑制性混合材還有高爐礦渣，但摻量必須大于50%才能有效地抑制堿骨料反應對工程的損害，現大美、英、德諸國對高爐礦渣的推薦摻量均為 50%以上。

5、隔絕水和濕空氣的來源如果在擔心混凝土工程發生堿骨料反應的部位能有效地隔絕水和空氣的來源，也可以取得緩和堿骨料反應對工程損害的效果。