碱-集料反应(Alkali-Aggregate Reaction，AAR)被称为混凝土的“癌症”，是影响混凝土耐久性的重要因素之一。目前多个国家已发现大量由于碱-集料反应导致的混凝土结构破坏实例，造成数以亿计的经济损失。　　碱-集料反应分为碱-碳酸盐反应(Alkali-Carbonate Reaction，ACR)和碱-硅酸反应(Alkali-Silica Reaction，ASR)。目前，部分学者认为具有ACR活性的加拿大Kingston白云质灰岩的膨胀性由ASR提供，ACR对膨胀无贡献，由此引起对碳酸盐岩膨胀机理的争论。鉴于这种情况，本文选取中国白云质灰岩，研究其反应类型及膨胀机理，为研究ACR的膨胀机理提供新ACR活性岩石标本。结合对该样品的研究，对碳酸盐岩中存在的ACR和ASR分别对膨胀性能的影响、两种反应之间的相互作用进行了详尽的分析与研究。　　1.CaMg(CO3)2-SiO2-Ca(OH)2-KOH-NaOH-H2O反应体系研究　　目前膨胀机理的争论焦点之一为:ASR与ACR同时发生时，是否生成硅酸镁凝胶(M-S-H gel)，对设计实验CaMg(CO3)2-SiO2-Ca(OH)2-KOH-NaOH-H2O体系中生成的反应产物进行了定性与定量分析。　　实验结果显示:碱溶液c(OH-)≥0.1 mol/L时，白云石发生去白云化反应，石英发生碱-硅酸反应;去白云化反应产物主要为结晶形态的水镁石和方解石，未发现M-S-H gel所具有的弥散峰;去白云化反应的产物水镁石与方解石生成量摩尔比约为1∶1;不存在M-S-H gel;水镁石呈片状结构，晶粒尺寸＜1μm;方解石呈立方体状，晶粒尺寸约为1-3μm; ASRgel呈纤维状，尺寸约为1μm。　　2.灰岩集料中的碱-硅酸反应的膨胀性能及膨胀规律　　选取含有隐-微晶质石英的灰岩集料，在鉴定其碱活性和膨胀规律的基础上，研究了岩石组成和织构类型，并建立石英反应量与膨胀量的关系。　　隐-微晶质石英在灰岩集料中呈燧石结核和分散分布两种形式存在。灰岩集料中ASR由集料内部发生，隐-微晶质石英呈燧石结核的集料，膨胀量随粒径的增大而减小;隐-微晶质石英呈分散分布的灰岩集料，膨胀量随集料粒径的增大而增大，表现出与典型ACR相同的膨胀特点。在含有呈分散分布的微晶石英的集料中发现ASR gel的存在，但集料未表现出碱活性。故ASR gel的存在不能作为判定ASR是否引起膨胀的判据。　　受岩石织构类型等因素的影响，不同碱活性集料所含活性SiO2对膨胀的贡献具有明显差异。分散分布的隐-微晶质石英贡献性最大，燧石结核和分散分布的微晶质石英略小。ASR需要足够的反应量才能引起膨胀。　　3.白云质灰岩中的去白云化反应和膨胀机理　　选取河北省唐山市古冶区赵各庄长山采石场具有代表性的白云质灰岩，编号TSB1。其白云石含量为16.5wt.％，以分散分布和团斑形式存在于基质方解石中。分散分布的白云石晶粒尺寸为10-40μm，团斑形式存在的白云石晶粒尺寸为10-70μm。基质方解石尺寸约为3-5μm。酸不溶物含量为2.75wt.％，由正长石、石英、白云母组成。石英晶粒尺寸为5-15μm，石英结晶度为9.14，为结晶性良好的低碱活性微晶石英。正长石和白云母晶粒尺寸约为1-10μm。　　通过快速砂浆棒法、混凝土微柱法、岩石柱压蒸法和混凝土棱柱体法检测，判定集料具有碱活性。集料中的白云石均不同程度地发生去白云化反应，反应产物为0.5μm片状水镁石和＜1μm立方体状的方解石。反应产物存在于白云石与基质方解石的界面处。部分白云石晶体周边存在厚度约为0.5μm的含有大量孔隙的产物层。0.2-0.5μm的细小裂缝由白云石边角向基质中延伸，2-3μm的贯穿性裂缝由白云石的富集区域向水泥浆体延伸。所有裂缝无填充物，均未发现ASR gel。　　TSB1样品混凝土微柱法养护28d时，集料内的石英反应量为0.51wt.％，如此小的石英反应量未能对膨胀起到贡献作用。判定引起TSB1集料膨胀主要原因完全归结于去白云化反应。TSB1可以作为讨论碱-碳酸盐反应机理的标准岩石。