Gemeenschappelijke magnesiumchloride-ijsverwijderaars die worden gebruikt op wegen en bruggen in de VS kunnen meer schade aanrichten dan eerder werd gedacht, onderzoekers hebben gevonden.

Aanvullend, dat het onwaarschijnlijk is dat schade wordt gedetecteerd met behulp van standaard visuele inspecties, de typische methode om de gezondheid van bruggen te beoordelen.

Onderzoekers van de Washington State University en Montana State University ontdekten dat monsters van beton die in het laboratorium waren blootgesteld aan magnesiumchloride met herhaalde vries- en ontdooicycli meer kracht verloren dan monsters die waren blootgesteld aan steenzout, hoewel ze geen zichtbare tekenen van schade vertoonden.

De onderzoekers rapporteren over hun werk in het tijdschrift, Cement- en betononderzoek .

Het werk werd gefinancierd door de Amerikaanse en Oregon Departments of Transportation, evenals door de National Natural Science Foundation of China.

Transportfunctionarissen in de VS begonnen ongeveer 20 jaar geleden magnesiumchloride te gebruiken. Zoals steenzout, magnesiumchloride voorkomt ijsvorming op wegen. Het werkt goed, bijzonder, bij extreem lage temperaturen wanneer steenzout niet meer werkt. Magnesiumchloride wordt ook beschouwd als een milieuvriendelijker alternatief voor steenzout. In de VS, ongeveer 20 staten die getroffen zijn door koud weer gebruiken magnesiumchloride voor sneeuw- en ijsbestrijding, soms in combinatie met andere behandelingen of, in enkele gevallen, als enige behandeling. In de afgelopen decennia, de nieuwe behandelingen, inclusief het gebruik van magnesiumchloride, hebben geleid tot betere rijomstandigheden op winterse wegen.

Tegelijkertijd, onderzoekers weten dat veel soorten strooizout, inclusief magnesiumchloride, beton afbreken, zowel fysieke als chemische achteruitgang veroorzaken. Maar, ze hadden geen duidelijk begrip van de kleine microscopische veranderingen in beton die aanzienlijke effecten op grotere schaal veroorzaken.

In de studie, geleid door Xianming Shi, universitair hoofddocent bij de afdeling Civiele en Milieutechniek van de WSU, de onderzoekers konden ontrafelen hoe kristallen van nanoformaat zich vormen in concrete monsters. De vorming van deze kristallen resulteerde in spanningsopbouw en calciumuitloging in het beton, die beide de sterkte ervan aanzienlijk verminderden.

Ze ontdekten ook dat geen van de magnesiumchloridemonsters enige typische zichtbare stress vertoonde, zelfs na 10 versnelde cycli van bevriezen en ontdooien.

Naast de laboratoriumwaarnemingen, de onderzoekers testten monsterkernen van ongeveer 10 brugdekken in Oregon die jaarlijks waren behandeld met magnesiumchloride. Ze ontdekten een belangrijk compromis in het splitsen van treksterkte, wat een eigenschap is die de scheurweerstand en het draagvermogen beïnvloedt, met maar liefst 50 procent. Ze zagen ook een vermindering tot 60 procent van de microhardheid van het beton. De ergste effecten traden vaak op een centimeter tot één inch in het monster, in plaats van op het betonnen oppervlak.

Sommige van de monsters die de significante degradatie in het beton vertoonden, werden bij bruginspecties als goed of bevredigend beoordeeld.

Shi vergeleek de onzichtbare degradatie van de chemische stof en het zachter worden van het beton met wat er gebeurt met verouderende osteoporotische botten.

"Met steenzout, je ziet dat er een probleem is, als gevolg van zichtbare symptomen zoals schilfering en afschilfering," zei hij. "In het geval van magnesiumchloride, echter, als je iets kunt zien, het is misschien te laat om te repareren."

Shi organiseert een reeks webinars voor transportfunctionarissen over holistische en duurzame behandelingen op de weg in de winter.