Stalaktit terbentuk pada konkrit kerana kimianya berbeza—daripada stalaktit yang terbentuk secara semula jadi dalam gua batu kapur—dan terbentuk kerana kalsium oksida (CaO) dalam simen. Konkrit diperbuat daripada bahan agregat, pasir dan simen. Apabila air dicampurkan, kalsium oksida dalam simen bertindak balas dengan air dan membentuk kalsium hidroksida (Ca(OH)2), yang dengan keadaan yang betul boleh berpisah lagi membentuk ion kalsium (Ca2+) dan hidroksida (OH-) [Persamaan 1]. Tindak-tindak balas kimia berikut boleh diterbalikkan dan boleh berlaku serentak di tempat tertentu di dalam sebuah struktur konkrit. PH bahan larut lesap boleh mempengaruhi semua tindak balas berikut.[11]

Kalsium hidroksida akan mudah bertindak balas dengan sebarang CO2 bebas untuk membentuk kalsium karbonat (CaCO3) [Persamaan 2].[3][12] Larutan itu biasanya pH 9 – 10.3, namun ini bergantung pada tindak balas kimia lain yang juga berlaku pada masa yang sama dalam konkrit.

Tindak balas ini berlaku dalam konkrit yang baru dituang semasa ia mengeras, untuk memendakkan CaCO3 dalam campuran, sehingga semua CO2 yang ada dalam campuran habis digunakan. CO2 tambahan daripada atmosfera akan terus bertindak balas, biasanya menembusi beberapa milimeter sahaja dari permukaan konkrit[13][14] Oleh sebab CO2 atmosfera tidak dapat menembus jauh ke dalam konkrit, masih terdapat Ca(OH)2 bebas dalam struktur konkrit yang telah keras.[14]

Mana-mana sumber air dari luar (sepert hujan atau resapan) yang dapat menembusi rekahan halus dan lompang udara di dalam konkrit keras akan dapat membawa Ca(OH)2 bebas dengan mudah sebagai larutan ke kolong struktur. Apabila larutan Ca(OH)2 bersentuhan dengan atmosfera, CO2 terbaur ke dalam titisan larutan dan dengan masa tindak balas [Persamaan 2] akan memendapkan kalsium karbonat dan membentukkan stalaktit berbentuk buluh seperti yang di dalam gua.

Apabila konkrit baharu mengandungi kalium dan natrium hidroksida yang boleh larut di dalam air, ia menghasilkan larutan berakali tinggi dengan tahap pH 13.2 – 13.4.[7] Dalam keadaan ini, karbon dalam bentuk CO32− menjadi spesies kimia utama, dan air yang menembusi konkrit menjadi terisi dengan ion-ion kalsium (Ca2+).[15] Tindak balas yang ditulis sebagai rumusan kimia berikut [Persamaan 3 & 4] berkemungkinan besar berlaku dalam situasi ini, dan [Persamaan 4] bertanggungjawab menyebabkan stalaktit terbentuk daripada CaCO3 di bawah struktur konkrit.[5][11][16][17]

Apabila kalium larut dan natrium hidroksida melarut lesap daripada konkrit, pH larutan itu akan turun menjadi pH ≤12.5.[7] Apabila pH jatuh ke 10.3, tindak balas kimia yang lebih dominan akan menjadi [Persamaan 2]. PH larutan larut lesap tadi akan mempengaruhi jenis bahan karbonat (ion) yang hadir,[11][16][18] jadi pada masa yang berbeza, mungkin ada satu atau lebih tindak balas yang berbeza berlaku di dalam struktur konkrit.[1]Dalam binaan kapur, lepa atau konkrit yang sangat usang, mungkin beberapa dekad atau abad lamanya, kalsium hidroksida (Ca(OH)2) mungkin telah dibawa pergi oleh air yang meresap dan pH boleh jatuh ke bawah pH 9. Ini mewujudkan persekitaran yang serupa dengan gua batu kapur di mana speleotem terbentuk [Persamaan 5 hingga 8]. Oleh itu, air bawah tanah atau air hujan yang kaya dengan CO2 akan membentuk asid karbonik (H2CO3) (≈pH 7.5 – 8.5)[17][19] dan melarutkan Ca2+ daripada struktur apabila larutan meresapi retakan lama [Persamaan 7].[15] Ini lebih mudah berlaku dalam konkrit lapisan nipis, seperti yang disembur di dalam terowong kenderaan atau kereta api untuk menstabilkan bahan-bahan longgar.[20] Jika [Persamaan 8] memendapkan CaCO3 dan menghasilkan kaltemit, pertumbuhannya akan lebih perlahan berbanding [Persamaan 2 dan 4]. Ini kerana cecair beralkali lemah yang terbentuk akibatnya mempunyai keupayaan yang lebih rendah untuk membawa Ca2+ berbanding larutan yang sangat beralkali.[17] CO2 terbebas daripada cecair itu sementara CaCO3 pula mendap untuk menghasilkan stalaktit kaltemit.[19] Jika tekanan separa CO2 (PCO2) ditingkatkan dan suhu lebih rendah, kepekatan HCO3− dalam larutan meningkat dan keupayaan untuk membawa Ca2+ turut meningkat.[21] Walau bagaimanapun, cecair masih tidak akan dapat mencapai keupayaan membawa Ca2+ seperti [Persamaan 1 hingga 4].

Tindak balas [Persamaan 5 hingga 8] boleh dipermudahkan kepada yang ditunjukkan dalam [Persamaan 9],[3] namun kehadiran asid karbonik (H2CO3) dan spesies-spesies lain diabaikan. Formula kimia [Persamaan 9] biasanya dipanggil formula untuk membentuk "speleotem" dalam gua batu kapur. Namun, dalam hal ini, asid karbonik lemah sedang melarutkan kalsium karbonat (CaCO3) yang sebelum ini telah mendap dalam konkrit lama dan menyahgas CO2 untuk menghasilkan kaltemit.

Jika bahan larut lesap menemui rekahan baharu di dalam konkrit lama, ini boleh membekalkan sumber yang dipanggil kalsium hidroksia (Ca(OH)2) yang boleh menukarkan tindak balas dominan balik kepada [Persamaan 2]. Kimia degradasi konkrit agak kompleks dan hanya kimia yang berkaitan dengan pemendapan kalsium karbonat dipertimbangkan dalam [Persamaan 1 hingga 9]. Kalsium juga sejenis produk penghidratan lain dalam konkrit, seperti kalsium aluminium hidrat dan kalsium aluminium besi hidrat. Bahan kimia [Persamaan 1 hingga 4] bertanggungjawab kerana menghasilkan majoriti stalaktit kaltemit, stalagmit, batu alir dsb., yang terdapat pada struktur konkrit buatan manusia.[1]

Dalam kajian oleh Maekawa et al. (2009),[11]:230 mereka membentangkan graf berguna yang menggambarkan hubungan antara asid-asid karbonik (H2CO3, HCO3− and CO32−) dan pH dalam larutan.[11] Asid karbonik terdiri daripada karbonat dan bikarbonat. Graf tersebut berguna untuk menggambarkan dan memahami bagaimana tindak balas kimia yang berbeza boleh berlaku serentak dalam konkrit pada pH tertentu.

Larutan larut lesap yang membentuk kaltemit biasanya mempunyai pH antara 10 dan 14. Ini bermakna ia sangat beralkali dan boleh menyebabkan lecuran kimia pada mata dan kulit jika terkena. Keterukannya bergantung pada kepekatan larutan dan berapa lama kontak itu berlaku.[22][23][24]

Kejadian luar biasa

Kadangkala, dalam kejadian luar biasa, speleotem boleh terbentuk di dalam gua kerana bahan larut lesap hiperalkali. Cecair ini mempunyai kimia yang sama dengan [Persamaan 1 hingga 4].[17][19] Ini boleh berlaku apabila terdapat bahan buatan manusia seperti konkrit, kapur atau lepa di atas sebuah sistem gua. Bahan larut lesap hiperalkali daripada bahan ini boleh meresap ke dalam gua. Satu contoh boleh dilihat di Peak District di Derbyshire, England. Semasa abad ke-19, pencemaran daripada pengeluaran kapur perindustrian telah meresap ke dalam sistem gua di sana, yang dipanggil Poole's Cavern, dan membentukkan speleotem seperti stalaktit dan stalagmit.[17][19]