其發生的原因是由于含有無定形的或結晶程度低的二氧化硅組成的集料，在混凝土中會被水泥漿液相中的堿和石灰侵蝕并發生反應，生成一種固體的，黏滯狀的或液體的二氧化硅凝膠粘附于有活性的骨料(如蛋白石、玉髓等)周圍。

這種凝膠吸水后，可能是無限膨脹型的，也可能是有限膨脹型的凝膠，干燥后都會結晶出來并產生膨脹應力，破壞硬化后混凝土的物理結構和力學強度，使混凝土表面出現地圖狀開裂，直至混凝土全部毀壞。

目前，研究資料表明，混凝土的“堿集料反應”大致可分為兩類：

一是堿硅酸反應(包括反應速度極慢的堿硅酸鹽反應)，是迄今對混凝土工程破壞甚、也是國內外學者研究多的。

二是堿碳酸鹽反應，主要是使用碳酸鹽質巖石時會產生。

1、“堿集料反應”的判別方法：

（1）外觀評估判別：主要是從裂縫與泌出物判別。

①.網狀裂縫：典型的裂縫網為龜背紋，接近六邊形，多出現在混凝土不受約束(無筋或少筋)的情況下。有時也會出現順筋裂縫。

這里應指出：混凝土“堿集料反應”的裂縫與收縮裂縫是不同的。首先是裂縫出現的時間，收縮裂縫多在混凝土澆筑后幾天內；而“堿集料反應”的裂縫則多在數年甚至一、二十年后才出現。

其次是收縮裂縫的環境越干燥裂縫越擴大；而“堿集料反應”的裂縫則是環境越濕潤裂縫越增大。第三是在受約束的情況下，收縮裂縫是垂直于約束力方向；而“堿集料反應”的裂縫則是平行于約束力的方向。

②.裂縫有泌出物：混凝土工程的“堿集料反應”產物——半透明的乳白色或黃褐色二氧化硅凝膠多會順裂縫滲流出來，是其特征。

（2）取芯檢驗判別：即用“鉆芯取樣”法從混凝土結構內部取出具有代表性的必要數量的試件，通過以下三方面的檢驗分析進行判別：

①.試件外觀檢驗；

②.試件膨脹性檢驗；

③.試件抗壓強度檢驗。

（3）對混凝土所用骨料進行堿活性檢驗判別。

2、混凝土工程“堿集料反應”的預防：

混凝土工程若出現“堿集料反應”，目前世界上尚未找到根治的方法，只有“預防”是有效的措施。預防的方法就是用控制原材料的含堿量來控制混凝土的總堿量。當前世界許多國家都采用“混凝土總堿量3kg/m3”為預防混凝土堿硅酸反應的安全界限。我國在1993年制訂了CECS53——93《混凝土堿含量限值標準》規定：如果骨料具有堿硅酸反應活性時，混凝土總堿量應按下面附表《101》控制。

注：1、處于含堿環境的一般工程結構在限制混凝土堿含量的同時，應對混凝土表面做防堿處理，否則應換用非活性骨料。

2、大體積混凝土結構的水泥堿含量尚應符合有關行業標準的規定。

標準規定，如混凝土堿含量大于上表的限值時，可采用：

①.使用含堿量低的水泥；

②.降低水泥用量；

③.不用含NaCI和KCI的海砂、海石或海水；

④.不用或少用含堿外加劑。否則必須換用非活性骨料。因為寧夏地區氣候偏干燥，至今尚未發現有“堿集料反應”的混凝土工程。但也必須防患于未然，可用以下方法預防。

（1）控制水泥含堿量：

水泥帶入混凝土中的堿量是混凝土總堿量的主要來源。目前世界公認的預防混凝土堿硅酸反應的安全界限是美國早在40年代就提出來的，水泥含堿量應低于0.6%Na2O當量(Na2O當量是Na2O+0.658K2O之和的堿量)。我國目前只有大壩水泥和低堿水泥能達到這個指標。寧夏的普通硅酸鹽水泥基本上都是高堿水泥。

（2）控制使用堿活性骨料：

盡量用“火成巖”，如花崗巖、片麻巖、玄武巖等；少用或不用石英類、硅質類的巖石。寧夏地區多為“碳酸鹽巖”的石灰巖，因此發生堿硅酸反應的幾率較小，而發生堿碳酸反應的可能性大。但寧夏地區的礦砂，若含石英或黏土較多時，則有較大的堿活性。混凝土用砂應盡量選用石英或黏土含量低、顆粒質地堅硬的砂。

（3）用火山灰質摻合料抑制：

經各國混凝土工程的大量試驗與應用實踐證明，在含有堿活性骨料的混凝土中摻用火山灰質摻合料，對緩解抑制“堿集料反應”能起到有效作用。按作用大小排序為：硅灰→粉煤灰→沸石粉→水淬高爐礦渣。

（4）摻用引氣劑(詳見前面“外加劑”中的引氣劑內容)。

（5）對混凝土結構采取與水、空氣的隔離措施。