Vanliga avisningsmedel av magnesiumklorid som används på vägar och broar runt om i USA kan göra mer skada än tidigare trott, forskare har hittat.

Dessutom, att skada sannolikt inte kommer att upptäckas med vanliga visuella inspektioner, den typiska metoden för att bedöma brohälsa.

Forskare från Washington State University och Montana State University fann att prover av betong som exponerats för magnesiumklorid i laboratoriet med upprepade frys- och upptiningscykler förlorade mer styrka än prover som exponerats för stensalt – även om de inte visade några visuella tecken på skada.

Forskarna rapporterar om sitt arbete i tidskriften, Cement- och betongforskning .

Arbetet finansierades av USA:s och Oregons transportdepartement samt av National Natural Science Foundation of China.

Transporttjänstemän i USA började använda magnesiumklorid för cirka 20 år sedan. Som stensalt, magnesiumklorid förhindrar isbildning på vägar. Det funkar bra, särskilt, i extremt kalla temperaturer när stensalt slutar fungera. Magnesiumklorid anses också vara ett mer miljövänligt alternativ till bergsalt. I USA., cirka 20 stater som påverkas av kallt väder använder magnesiumklorid för snö- och iskontroll, ibland i kombination med andra behandlingar eller, i några fall, som enda behandling. Under de senaste decennierna, de nya behandlingarna, inklusive användning av magnesiumklorid, har lett till förbättrade körförhållanden på vintervägar.

På samma gång, forskare har känt till att många typer av vägsalter, inklusive magnesiumklorid, degradera betong, orsakar både fysisk och kemisk försämring. Men, de saknade en klar förståelse för de små mikroskopiska förändringarna i betong som inducerar avsevärda effekter i större skala.

I studien, leds av Xianming Shi, docent vid WSU:s institution för bygg- och miljöteknik, forskarna kunde reda ut hur nanostora kristaller bildas i betongprover. Bildandet av dessa kristaller resulterade i spänningsuppbyggnad och kalciumläckage i betongen, båda avsevärt minskade dess styrka.

De fann också att inget av magnesiumkloridproverna visade några typiska synliga störningar även efter 10 accelererade cykler av frysning och upptining.

Förutom laboratorieobservationerna, forskarna testade provkärnor från cirka 10 Oregon brodäck som hade behandlats årligen med magnesiumklorid. De upptäckte en betydande kompromiss när det gäller att dela draghållfastheten, som är en egenskap som påverkar sprickmotstånd och bärförmåga, med så mycket som 50 procent. De såg också en minskning av betongens mikrohårdhet med upp till 60 procent. De värsta effekterna inträffade ofta en halv tum till en tum inuti provet, istället för på betongytan.

Några av proverna som hade den betydande nedbrytningen i betongen hade bedömts som bra eller tillfredsställande vid broinspektioner.

Shi jämförde kemikaliens osynliga nedbrytning och betongmjukning med vad som händer med åldrande benskörhet.

"Med stensalt, du kan se att det finns ett problem, på grund av synliga symtom som fjällning och spjälkning," sa han. "När det gäller magnesiumklorid, dock, när du kan se något, det kan vara för sent att fixa."

En webinarserie för transporttjänstemän om holistiska och hållbara vintervägbehandlingar arrangeras av Shi.