新型微生物固载材料的结晶效果研究

李涛; 赖小颖; 黄昊; 杨翰青; 邓博凡; 王亚军

doi:10.13204/j.gyjzG21112407

新型微生物固载材料的结晶效果研究

doi: 10.13204/j.gyjzG21112407

1. 浙江海洋大学海洋工程装备学院, 浙江舟山 316000;
2. 上海城建职业学院, 上海 200438

基金项目:

舟山市科技计划项目(2020C21013)。

国家自然科学基金项目 (51879236)

详细信息

作者简介:
李涛,男,1974年出生,博士,教授。电子信箱:649918469@qq.com。

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出版历程
- 收稿日期: 2021-11-24

Study on Crystallization Effect of New Immobilized Materials

1. School of Marine Engineering Equipment, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China;
2. Shanghai Urban Construction Vocational College, Shanghai 200438, China

摘要

摘要: 针对混凝土裂缝微生物自修复技术的矿化结晶效果,为提高微生物矿化结晶效率,采用一种新型多孔的材料——南海珊瑚礁钙质砂固载巴氏芽孢杆菌。通过抗渗性能等试验验证了南海珊瑚礁钙质砂为载体材料的优越性;研究分析了南海小颗粒珊瑚礁钙质砂的物理力学性能,其吸水率达17%,压碎值为26%,碳酸钙含量超过97%,具有较大的孔隙率和比表面积,机械强度稳定,能较好地保护细菌芽孢,是理想的微生物固载材料;将巴氏芽孢杆菌固载于南海珊瑚礁钙质砂后进行混凝土裂缝自修复技术的抗渗性试验及实际工程结晶效果的验证,研究发现:微生物经南海珊瑚礁钙质砂固载后,试件气体渗透率下降10%;渗透系数下降2个数量级,扫描电镜观测到试件裂缝处被方解石型碳酸钙晶体沉淀物填充,C同位素分析得到在实际工程裂缝修复处存在微生物生成的方解石型碳酸钙晶体沉淀物。结果表明:采用南海珊瑚礁钙质砂固载可对细菌芽孢起到良好保护作用,提高了微生物矿化结晶效率,有效改变了混凝土中裂缝的孔隙特征和结构。
- 固载材料 /
- 微生物 /
- 自修复 /
- 结晶效果
Abstract: Aiming at the crystallization effectiveness of the microbial self-healing technology for concrete cracks, and to improve the efficiency of microbial crystallization, a new material, namely calcareous sand of coral reefs, was used to immobilize microorganisms, and the superiority of calcareous sand of coral reefs to repair cracks in concrete and crystallization effect in the practice engineering was verified was verified by means of an impermeability test. The physical and mechanical properties of calcareous sand of coral reefs were analyzed, which had a water absorption ratio of 17%, a crushing value of 26%, and the calcium carbonate content more than 97%. The study showed that calcareous sand of coral reefs was of learger porosity and specific surface areas. It was good living space and an ideal immobilized material for microorganisms. Sporosarcina pasteurii were immobilized in calcareous sand of coral reefs, and the impermeability test for self-healing concrete cracks were subsequently implemented. The study results revealed that after immobilization and self-renovation, the gas penetration decreased by 10%, the permeability coefficient decreased by 2 orders of magnitude. In addition, calcite-type calcium carbonate crystal precipitates filling in cracks by SEM scanning were observed, and microbially generated calcite calcium carbonate crystal sediments were observed by the carbon-iostope ratio determination analysis in repaired cracks in practice engineering. The study showed that the immobilization of calcareous sand of coral reefs played a good role in protecting microorganisms, which improved the efficiency of microbial crystallization and effectively ameliorated the pore characteristics and structure of concrete cracks.
- immobilized materials /
- microorganism /
- self-healing /
- effectiveness of crystallization

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