Bazı kayaç türleri, çimentodaki alkalilerden (Na₂O, K₂O) türetilen gözenek suyundaki hidroksitlerle reaksiyona girerek betona zarar verebilen reaktif silika içermektedir. Bu reaksiyona alkali-silika reaksiyonu denilmektedir. Alkali-silika reaksiyonu (ASR) hasarının görsel işaretleri, beton yüzeyindeki çatlaklardan gelen jellerle birlikte ortaya çıkan çıkıntılar veya Şekil 1’de görülen “harita” çatlaklarıdır.

Şekil 1. Alkali-silika reaksiyonu sonucu oluşan harita çatlakları

ASR, çimento hidratasyonu sonucu açığa çıkan alkali iyonların agregadaki reaktif silis içeren minerallere saldırmasıyla başlar ve agregaların yüzeyinde veya gözeneklerinde alkali-silis jeli oluşumuna neden olur. Oluşan jel; suyu emerek şişer ve bölgesel genleşmeye ve çatlamaya neden olur. Bu da agrega bütünlüğünü veya agrega ile hidrate çimento hamuru arasındaki bağı (aderansı) bozar. Su, betonun içine nüfuz ettikçe jel katı fazdan sıvı faza geçer. Sıvı jelin bir kısmı daha sonra su ile süzülür ve çatlaklarda birikir.

Şekil 2. Agrega etrafında ASR jeli oluşumu (kırmızı oklar)

ASR nedeniyle oluşan hasar; yapı sahiplerinde ve özellikle de birçok inşaat mühendisliği yapısının (barajlar, iskeleler ve köprüler) yapısal bütünlüğünden sorumlu olan yetkililerde büyük endişeye neden olabilmektedir. Bununla birlikte, ASR’nin ne ölçüde zararlı olabileceği; agregaların doğası ve boyutu, reaktif silika miktarı, alkali konsantrasyonu ve nemin mevcudiyeti gibi belirli kritik koşullara bağlıdır.

Alkali-karbonat reaksiyonu olarak bilinen bazı dolomitik kireç taşları ile çimentodaki alkaliler arasındaki reaksiyon da betona zarar verebilmektedir. Ancak reaktif karbonat kayaçları çok yaygın değildir.

ASR yalnızca yüksek pH’ta gerçekleşmektedir çünkü silisli minerallerin çözünürlüğü pH arttıkça artmaktadır. Düşük alkali içeren çimento kullanımı alkali içeriğini ve dolayısıyla gözenek çözeltisinin pH’ını kontrol etmektedir. Reaktif alkali içeriği genellikle alkali eşdeğeri (Na₂O + 0,65 K₂O) cinsinden ifade edilir ve maksimum seviye genellikle çimento kütlesinin %0,6’sı veya 3,0 kg/m³ beton olarak kabul edilir. Puzolanik malzemeler içeren katkılı çimento kullanımı ya da beton üretiminde doğrudan bu mineral katkıların kullanımı çeşitli nedenlerden dolayı ASR açısından faydalıdır. Bunlardan en önemlileri puzolanik reaksiyonla oluşan C-S-H oluşumu, geçirgenliğin azalması ve pH’ın düşmesidir.

Silika jelinin şişmesi yalnızca suyun varlığında meydana gelmektedir ancak pratikte, özellikle su tutan yapılarda, suyu açıktaki betondan uzak tutmak neredeyse imkansızdır. Servis koşullarında suyun varlığı nedeniyle baraj, iskele ve rıhtım gibi yapılar ASR saldırılarına karşı diğer yapılara göre daha savunmasızdır.

ALKALİ – SİLİKA REAKSİYONU (ASR) ÖZET BİLGİ
ASR’nin nedenleri	Reaktif silis içeren agrega ve yüksek alkali içeren çimento kullanımı ve ortam rutubeti
ASR’nin zararları	ASR, çimento hidratasyonu sonucu açığa çıkan alkali iyonların agregadaki reaktif silis içeren minerallere saldırmasıyla başlar ve agregaların yüzeyinde veya gözeneklerinde alkali-silis jeli oluşumuna neden olur. Oluşan jel; suyu emerek şişer ve bölgesel genleşmeye ve çatlamaya neden olur. Zamanla yapısal bütünlük kaybolur.
Beton tasarımında dikkat edilmesi gerekenler	TS 13515’teki çevresel etki koşulları dikkate alınarak uygun çevresel etki sınıfı belirlenmelidir. Düşük alkali içeren çimentolar ve uçucu kül, yüksek fırın cürufu gibi mineral katkılar tercih edilmelidir. Reaktif silis içeren agrega kaynakları tercih edilmemelidir. Betonun su/bağlayıcı oranı düşük olmalıdır.
Uygulama esnasında dikkat edilmesi gerekenler	Uygulama esnasında betonun yerleştirilmesi, sıkıştırılması ve kürüne son derece dikkat edilmelidir. Su yalıtımı uygulaması dikkatli yapılmalıdır.
Kimyasal katkıların etkisi	Süperakışkanlaştırıcı beton kimyasal katkıları betonun su/bağlayıcı oranını azaltarak daha geçirimsiz bir yapı oluşmasını sağlar. Lityum tuzları ve bazı metal oksitler gibi alkali-silika reaksiyonu azaltıcılar kullanılarak etki azaltılabilir.