Corrosive effect of deicing salts on the zinc galvanized anchoring system

New Jersey barrier has a large diffusion over time due to its capacity to guarantee vehicle rerouting within roadway, minimizing damages for passenger. Nevertheless, its durability is significantly compromised by the corrosive action of deicing salts on the vertical galvanized anchoring system. The efficiency of the structure decreases, failing to ensure the proper seal in case of collision. The main purpose of the current work results the comprehension of the corrosive effect of different available deicing salts (NaCl, CaCl2 and a mixture of them) on the galvanized NJ anchor, changing boundary conditions for having an overall idea of the degradation phenomena. The first part of the tests focuses on the failure analysis of a broken anchor, highlighting the base metal microstructure and the galvanized coating type. Then, there are studied potentiodynamic curves for different deicing salts and concentrations. Finally, the last analyses regard the estimation of anchor weight loss trend in the face of changes in the salt product, concentration and method. The experimental research clearly shows an important corrosive action of deicing salts on anchor. It will degrade faster if the aggressiveness of the solution is higher, that means an increase of percentage of dissolved salt. The insert suffers a generalized corrosion mainly due to the waterline differential aeration mechanism that takes place inside the New Jersey expansion chamber. Considering different salts, calcium chloride, at the test conditions, is extremely aggressive, causing the premature zinc coating breakage and the mechanical anchor failure with respect to sodium chloride and the intermediate case.

La barriera New Jersey ha avuto un importante diffusione lungo tutto il tratto autostradale grazie alla propria capacità di garantire il reindirizzamento del veicolo all’interno della carreggiata, limitando danni ai passeggeri. Nonostante ciò, la sua efficacia viene compromessa in modo significativo a causa dell’azione corrosiva dei sali antighiaccio, che vengono sparsi durante il periodo invernali, sul sistema di ancoraggio delle barriere stesse. Questo problema riduce la capacità del New Jersey di sopportare impatti violenti, risultando quindi inadeguato. L’obiettivo di questo lavoro di tesi consiste nel comprendere l’effetto corrosivo dei sali antighiaccio (NaCl, CaCl2 e una miscela di questi) sui tiranti delle barriere New Jersey, modificando le condizioni con cui vengono eseguite le prove per spiegare in modo esaustivo il fenomeno di degradazione. La prima sperimentazione consiste nella failure analysis della vite rotta, con lo scopo di identificare la microstruttura del metallo di base e il tipo di processo di zincatura con il quale è stato rivestito il componente. Successivamente, attraverso le prove potenziodinamiche, è stato studiato il comportamento corrosivo dell’ancoraggio a fronte di cambiamenti nella concentrazione e tipologia di sale. Infine, le prove gravimetriche hanno permesso di ricostruire la progressiva evoluzione della perdita di peso e dello strato zincato. I risultati evidenziano una significativa azione corrosiva dei sali nei confronti dell’ancoraggio; infatti esso si degrada più rapidamente all’aumentare dell’aggressività della soluzione, il che implica una maggiore concentrazione di sale disciolto. In particolare, subisce un fenomeno corrosivo generalizzato dovuto al meccanismo di aerazione differenziale che si genera all’interno della camera di espansione della barriera quando l’ancoraggio si trova parzialmente immerso nella soluzione. Rispetto ai sali antighiaccio testati, il cloruro di calcio risulta più aggressivo, provocando la rottura prematura dello strato protettivo ed il cedimento meccanico del tirante, rispetto al cloruro di sodio ed alla soluzione intermedia.