Forskere afdækker skjulte deicer -risici, der påvirker broens sundhed

Almindelige magnesiumchlorid tømidler, der bruges på veje og broer rundt om i USA, kan gøre mere skade end tidligere antaget, forskere har fundet.

Derudover at skade er usandsynligt at blive opdaget ved hjælp af standard visuelle inspektioner, den typiske metode til vurdering af brosundhed.

Forskere fra Washington State University og Montana State University fandt ud af, at prøver af beton udsat for magnesiumchlorid i laboratoriet med gentagne fryse-og-tø-cyklusser mistede mere styrke end prøver udsat for stensalt - selvom de ikke viste nogen visuelle tegn på skade.

Forskerne rapporterer om deres arbejde i tidsskriftet, Cement- og betonforskning .

Arbejdet blev finansieret af US og Oregon Departments of Transportation samt af National Natural Science Foundation of China.

Transportembedsmænd i USA begyndte at bruge magnesiumchlorid for omkring 20 år siden. Ligesom stensalt, magnesiumchlorid forhindrer isdannelse på vejbaner. Det fungerer godt, især, i ekstremt kolde temperaturer, når stensalt holder op med at virke. Magnesiumchlorid menes også at være et mere miljøvenligt alternativ til stensalt. I USA, omkring 20 stater påvirket af koldt vejr bruger magnesiumchlorid til sne- og iskontrol, nogle gange i kombination med andre behandlinger eller, i nogle få tilfælde, som eneste behandling. I de seneste årtier har de nye behandlinger, herunder brugen af ​​magnesiumchlorid, har ført til forbedrede køreforhold på vinterveje.

På samme tid, forskere har vidst, at mange former for vejsalte, herunder magnesiumchlorid, nedbryde beton, forårsager både fysisk og kemisk forringelse. Men, de manglede en klar forståelse af de små mikroskopiske ændringer i beton, der inducerer betydelige påvirkninger i større skalaer.

I undersøgelsen, ledet af Xianming Shi, lektor i WSU's Institut for Bygge- og Miljøteknik, forskerne var i stand til at opklare, hvordan krystaller i nanostørrelse dannes inden for betonprøver. Dannelsen af ​​disse krystaller resulterede i spændingsopbygning og calciumudvaskning i betonen, begge dele reducerede dens styrke betydeligt.

De fandt også, at ingen af ​​magnesiumchloridprøverne viste nogen typisk synlig lidelse, selv efter 10 accelererede cyklusser med frysning og optøning.

Ud over laboratorieobservationerne, forskerne testede prøvekerner fra omkring 10 Oregon-brodæk, der var blevet behandlet årligt med magnesiumchlorid. De opdagede et betydeligt kompromis med hensyn til opdeling af trækstyrke, som er en egenskab, der påvirker revnemodstand og bæreevne, med hele 50 pct. De oplevede også en reduktion på op til 60 procent i betonens mikrohårdhed. De værste virkninger opstod ofte en halv tomme til en tomme inde i prøven, i stedet for på betonoverfladen.

Nogle af de prøver, der havde den betydelige nedbrydning i betonen, var blevet vurderet som gode eller tilfredsstillende ved broinspektioner.

Shi sammenlignede kemikaliets usynlige nedbrydning og blødgøring af beton med, hvad der sker med ældning af osteoporotiske knogler.

"Med stensalt, du kan se, at der er et problem, på grund af synlige symptomer såsom skæl og afskalning," sagde han. "I tilfælde af magnesiumchlorid, imidlertid, når du kan se noget, det kan være for sent at rette op. "

En webinarserie for transportansvarlige om holistiske og bæredygtige vintervejbehandlinger er ved at blive organiseret af Shi.