ایجاد ریز ترک در سیمان بتن
انبساط بتن
ترک در بتن
۱-۳-۲-واکنش قلیایی کربناتی (ACR ) :
واکنش ACR پیچیده تر از انواع دیگر است و ماهیت آن هنوز به خوبی شناخته نشده است . اما مراحل زیر برای آن متصور است :

در واکنش اول دولومیت با قلیایی موجود در محیط واکنش داده و کربنات کلسیم تولید می شود . سپس هیدروکسید کلسیم حاصل از هیدراتاسیون سیمان با نمک به وجود آمده از مرحله اول شرکت کرده و کربنات کلسیم تولید می شود . محصولات حاصل از واکنش مشخص هستند ̨ اما توضیح دقیق مکانیسم فرایند به صورت فرموله بسیار دشوار است ̨ چرا که واکنش به صورت تبدیل حجم به حجم پیش می رود و حجم جدیدی به وجود نمی آید .
برای انبساط بتن علل مختلفی ذکر شده است . یکی از علتها این است که منشورهای دولومیت که توسط قابی از کلسیت احاطه شده اند ابعاد اولیه خود را حفظ می کنند . اما جزء   موجود در دولومیت تبدیل به   می شود که حجم آن با پیشرفت واکنش زیاد می شود . لذا نیروهای فزاینده داخلی به وجودآمده و در نهایت سبب به وجود آمدن ترک در بتن می شود .
برخی از محققین جذب آب توسط کانیهای رس حاصل از واکنش را علت تورم بتن می دانند .
خرابی ناشی از ACR با ترکهایی که در دانه های درشت سنگدانه به وجود می آید شروع و با توسعه ترک به چسب سیمان ادامه می یابد .
۱-۴-شرایط لازم برای واکنش قلیایی سنگدانه ها
سه رکن اصلی واکنش را می توان به صورت زیر بیان کرد :
وجود سنگدانه هایی که قابلیت انجام واکنش را داشته باشند .
وجود یون هیدروکسید در محیط به میزان کافی
وجود رطوبت کافی در محیط
سنگدانه هایی که قابلیت واکنش را دارند شامل سنگهای آذرین ̨ رسوبی و سنگهای دگردیسی هستند . به همین دلیل بخش عمده ای از سنگدانه ها قابلیت این واکنش را دارند . انواع سنگ کوارتز که می تواند باعث واکنش قلیایی سنگدانه ها شود عبارت است از :
بلورهای کوارتز (چخماق ̨ سنگ معدن کوارتز و …..)
بلورهای کوارتز (شامل انواع مختلف سنگها از جمله سنگ آهک سیلیسی و …..)
کوارتز موجود در سنگهای رسوبی ( ماسه سنگ کوارتزی و …..)
دانه های بزرگتر کوارتز با ترکهای داخلی یا شکستگی
نسبت ذرات واکنش زا در سنگدانه بسیار مهم است چرا که نسبت خاص از این ذرات می تواند سبب بیشترین تورم شود که به آن بخش پسینه (Pessimum Portion) می گویند . برای مثال چرت ¹ یا سیلیکس ² تنها در صورتی که به میزان بخش پسینه در سنگدانه باشند می توانند سبب بیشترین نرخ تورم گردند .
بهترین منبع یون هیدروکسید لازم برای واکنش ̨ سیمان موجود در ترکیب بتن است . هرچه میزان سیمان موجود در بتن (برحسب   ) یا میزان قلیاییت (برحسب درصد معادل   ) بیشتر باشد انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها بیشتر است .
درصدی از رطوبت نسبی برای شروع و ادامه واکنش لازم است . این میزان بین ۸۰ تا ۸۵ درصد است . برای سازه های عظیمی چون بتن توده سد این فاکتور همواره مهیاست .
۱-۵-مراحل فرایند واکنش قلیایی
فرایند واکنش قلیایی سنگدانه ها را می توان به سه مرحله تقسیم کرد :
۱-۵-۱-مرحله نهفتگی
در این مرحله واکنش رخ داده و ژل اطراف سنگدانه ها تشکیل می گردد که تمایل دارد به سمت فضاهای خالی حرکت کند . ژل به وجود آمده در تماس با آب حجیم شده ولی به علت اینکه می تواند به آسانی در داخل بتن حرکت کند فشار داخلی معنا داری به وجود نمی آید . بنابراین انبساط قابل توجهی در بتن در این مرحله به وجود نمی آید .
۱-۵-۲-مرحله ایجاد ترک
در این مرحله محصولات واکنش به مرور زمان درداخل فضاهای خالی انباشته شده و به علت در دسترس نبودن فضای خالی بیشتر ̨ ژل به سنگدانه ها فشار آورده و وقتی این فشار از مقاومت کششی بتن تجاوز کند ترک در بتن ایجاد می شود . از آنجا که ژل به سمت سطح خارجی حرکت کند فشار های داخلی می توانند آزاد شوند . در اکثر حالات مشاهده می شود که پیدایش ترک همزمان با رسوب ژل روی سطح بتن رخ می دهد .
۱-۵-۳-مرحله تثبیت
در این مرحله حتی اگر واکنش قلیایی سنگدانه زمان زیادی در برگیرد ̨ به محض به تعادل رسیدن نرخ شکل گیری ژل و نرخ بیرون آمدن ژل به سطح ̨ نرخ انبساط نیز به مرور زمان کاهش می یابد . در اثرکاهش سنگدانه سیلیس دار یا مواد قلیایی در داخل بتن ̨ واکنش حتی ممکن است متوقف شود . در این مرحله خرابیهای بیشتر واکنش قلیایی سنگدانه رخ نخواهد داد .
۱-۶- نشانه های واکنش قلیایی سنگدانه ها
به طور کلی علائم مشترک در تشخیص واکنش قلیایی سنگدانه ها عبارتند از :
علائم اولیه
ترکهای نقشه ای ^۳ : معمولا در نواحی که تحت تاثیر سیکل های متوالی خشک و تر شدن قرار دارند بیشتر دیده می شود . در مورد یک سد این نواحی عبارتند از :
دیوارهای سد
پایه ها
تاج سد
سفیدک
¹ chert
² silicic
³Map Cracking
شکل۱ - ۱- وقوع ترکهای ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها
ایجاد یک پوسته سخت روی بتن
حلقه های سفید رنگ ذرات سنگدانه
تورم
علائم ناشی از واکنش شدید
جدایش بلوک ها در محل لایه های بتن ریزی ( در مورد سد)
اختلال در عملکرد دریچه ها( در مورد سد)
ترکهای شدید