概述
英文名稱
AAR，即AlkaliAggregateReaction in Concrete鹼骨料反應發生的條件
發生鹼骨料反應需要具有三個條件：首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加劑和水中含鹼量高；第二是骨料中有相當數量的活性成分；第三是潮濕環境，有充分的水分或濕空氣供應。混凝土鹼骨料反應的機理
水泥中95 %以上的主要成分是CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3，另外少量的其他氧化物MgO,SO3,K2O,Na2O 等，這些氧化物主要是生產過程中反應不夠充分而殘留在水泥中的，其成分與含量跟水泥生產的
原材料和工藝水平有關. Na2O 水化後生成NaOH,K2O 水化後生成KOH. 鹼骨料反應通常可分為鹼矽酸反應、鹼碳酸鹽反應、鹼矽酸鹽反應3 種類型.
1、鹼矽酸反應
是水泥中的鹼與骨料中的活性氧化矽成分反應產生鹼矽酸鹽凝膠或稱鹼矽凝膠，鹼矽凝膠固體體積大於反應前的體積，而且有強烈的吸水性，吸水後膨脹引起混凝土內部膨脹應力，而且鹼矽凝膠吸水後進一步促進鹼骨料反應的發展、使混凝土內部膨脹應力增大，導致混凝土開裂。發展嚴重的會使混凝土結構崩潰。
2、鹼碳酸鹽反應（Alkali-Carbonate Reaction，ACR）
1955年加拿大金斯敦城人行路面發生大面積開裂，懷疑是鹼骨料反應，用美國ASTM標準的砂漿棒法和化學法試驗，屬於非活性骨料。後經研究，斯文森於1957年提出一種與鹼矽酸反應不同的鹼骨料反應——鹼碳酸鹽反應。
一般的碳酸岩、石灰石和白雲石是非活性的，只有象加拿大金斯敦這種泥質石灰質白雲石，才發生鹼碳酸鹽反應。
鹼碳酸鹽反應的機理與鹼碳酸反應完全不同，在泥質石灰質白雲石中含粘土和方解石較多，鹼與這種碳酸鈣鎂的反應時，將其中白雲石（MgCO3）轉化為水鎂石Mg(OH)2，水鎂石晶體排列的壓力和粘土吸水膨脹，引起混凝土內部應力，導致混凝土開裂。
鹼碳酸鹽反應在斯文森提出後。在美國的印地安納、弗古尼亞、農華達等州和其它國家也發現有這種類型的反應，近幾年在中國的山東省和山西省也發現有過這種類型的反應。
3、鹼矽酸鹽反應
1965午基洛特加對加拿大的諾發·斯科提亞地方的混凝土膨脹開裂進行研究發現。
⑴形成膨脹的岩石屬於粘土質岩、千枚岩等層狀矽酸鹽礦物；
⑵膨脹過程較鹼矽酸反應緩慢得多；
⑶能形成反應環的顆粒非常少；
⑷與膨脹量相比析出的鹼矽膠過少。
又進一步研究，發現諾發·斯科提亞地方的鹼性 膨脹岩石中。蛭石類礦物的基面間沉積物是可浸出的，在沉積物被浸出後吸水，使基面間距由10A增大。到12A。致使體積膨脹，引起混凝土內部膨脹應力；因此認為這類鹼骨料反應與傳統的鹼矽酸反應不同，並使名為鹼矽酸鹽反應。對此，國際學術界有爭論。中國學者唐明述對此也進行 了研究，他從全國各地收集了上百種礦物及岩石樣品，從礦物和岩石學角度詳細研究了其鹼活性程度。研究表明，所有層狀結構的碳酸鹽礦物如葉蠟石、蛇紋岩、伊里石、綠泥石、雲母、滑石、高嶺石、蛭石等均不具鹼活性，有少數發生鹼膨脹的、經仔細研究，其中均含有玉髓、微晶石英等含活性氧化矽礦物、從而證明這仍屬於鹼矽酸反應，這一結論與基洛特起初發現的四個特點也並不矛盾。這個研究報告在第8屆國際鹼骨料反應學術會議上發表後，得到許多知名學者的贊同。但由於這種反應膨脹進程緩慢，用常規檢驗鹼矽酸反應的方法無法判斷其活性。因此，在進行骨料活性和骨料反應膨脹檢驗時，還必須與一般鹼矽酸反應類型有所區別。
研究方法
骨料鹼活性的檢驗方法
檢測骨料是否具有鹼活性並判定鹼活性的大小，對預防混凝土的鹼骨料反應是非常必要的. 現在，國際上比較通行的檢測方法有岩相法、化學法和砂漿長度法，這些方法在中國的相關標準中也得到了套用.岩相法，一般是通過眼睛觀察並結合偏光顯微鏡、X射線衍射、差熱分析、紅外光譜分析等手段，確定骨料的岩石種類、礦物組成和各組分含量，屬傳統的岩石鹼活性鑑定方法，所提供的信息僅表明被檢骨料產生鹼骨料反應的可能性或可疑性，無法對其膨脹性作出定量的判定，故不能作為骨料鹼活性的最終判定，還需要與化學法或砂漿長度法配合使用.
化學法，是在一定試驗條件下測定某些粒級的骨料與規定濃度的NaOH 溶液反應所溶出的二氧化矽濃度Sc (mmol/ l) 及溶液鹼度降低值Rc (mmol/ l) .當試驗結果出現Rc > 70 而Sc > Rc 或Rc < 70 而Sc> 35 + Rc/ 2 中的任一種情況，該骨料就被認為具有潛在活性. 如果不出現上述情況，則判定為非活性骨料，可作為最終判定. 工程實踐證明，化學法可能出現誤判，不適用於膨脹過程緩慢的骨料，如片麻岩、含微晶石英或應變石英的砂岩等. 因此，化學法的適用範圍正在縮小.
混凝土鹼含量的測定
混凝土鹼含量是指混凝土中等質量Na2O 的含量，以kg/ m3 計；混凝土原材料的鹼含量是指原材料中等質量Na2O 的含量，以質量百分率計； 等質量Na2O 含量是指Na2O 與0. 658 倍的K2O 之和.預防方法
鹼骨料反應的預防方法
鹼骨料反應條件是在混凝土配製時形成的，即配製的混凝土中只有足夠的鹼和反應性骨料，在混凝土澆築後就會逐漸反應，在反應產物的數量吸水膨脹和內應力足以使混凝土開裂的時候，工程便開始出現裂縫。這種裂縫和對工程的損害隨著鹼骨料反應的發展而發展，嚴重時會使工程崩潰。有人試圖用阻擋水分來源的方法控制鹼骨料反應的發展，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鹼骨料反應開裂，日本曾採取將所有裂縫注入環氧樹脂，注射後又將整個梁、橋墩表面全用環氧樹脂塗層封閉，企圖通過阻止水分和濕空氣進入的方法控制鹼骨料反應的進展，結果僅僅經過一年，又多處開裂。因此世界各國都是在配製混凝土時採取措施，使混凝土工程不具備鹼骨料反應的條件。防止發生鹼骨料反應必須採取的措施
1、控制水泥含鹼量自1941年美國提出水泥含量低於0.6%氧氣化鈉當量（即Na2O+0.658K2O）為預防發生鹼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於0.4%時仍可發生鹼骨料反應對工程的損害，但在一般情況下，水泥含量低於0.6%作為預防鹼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範。許多國家如紐西蘭、英國、日本等國內大部分水泥廠均生產含鹼量低於0.6%的水泥。加拿大鐵路局則規定，不訟是否使用活性骨料，鐵路工程混凝土一律使用含鹼量低於0.6%的低鹼水泥。2、控制混凝土中含鹼量由於混凝土中鹼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鹼量比單純控制水泥含鹼量更重要。對此，南非曾規定每m3混凝土中總鹼量不得超過2.1kg，英國提出以每m3混凝土全部原材料總鹼量（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鹼量低於3kg/m3，可以不做骨料活性檢驗，如果水泥含鹼量高或混凝土總鹼量高於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後，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、抑制混凝土的鹼骨料反應。根據各國試驗資料，摻S——10%的矽灰可以有效的抑制鹼骨料反應，據悉冰島自1979年以來，一直在生產水泥時摻5—7.5%矽灰，以預防鹼骨料反應對工程的損害。另外摻粉煤灰也很有效，粉煤灰的含鹼量不同，經試驗，即使含鹼量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地抑制鹼骨料反應。另外常用的抑制性混合材還有高爐礦渣，但摻量必須大於50%才能有效地抑制鹼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鹼骨料反應的部位能有效地隔絕水和空氣的來源，也可以取得緩和鹼骨料反應對工程損害的效果。
