【摘要】：微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積技術(shù)是一項(xiàng)微生物成礦學(xué)的最新進(jìn)展。利用巴氏芽孢八疊球菌和營(yíng)養(yǎng)鹽（尿素和鈣鹽的混合液）誘導(dǎo)生成具有較高膠凝性質(zhì)的碳酸鈣結(jié)晶，既可以粘結(jié)砂顆粒制備高強(qiáng)微生物砂漿修復(fù)混凝土裂縫，又能直接填充裂縫產(chǎn)生強(qiáng)度和提高耐久性，該技術(shù)為混凝土裂縫修復(fù)提供了一個(gè)新的途徑。 本文首先利用生物化學(xué)方法分析影響微生物脲酶活性的若干因素，發(fā)現(xiàn)巴氏芽孢八疊球菌在40~50℃的溫度條件、pH值為9的堿性環(huán)境和較低的鈣鹽濃度下有著較好的脲酶活性，鈣源種類(lèi)對(duì)脲酶活性的影響不明顯。 其次，針對(duì)該技術(shù)應(yīng)用到混凝土領(lǐng)域的需要，為氯化鈣選取替代鈣源，在應(yīng)用到混凝土材料之前，首先利用氯化鈣、硝酸鈣和乙酸鈣制備不同強(qiáng)度等級(jí)的微生物砂漿，，比較其在力學(xué)性能和物理性能等方面的差異。結(jié)果表明，在灌漿批次（1~3）和酶活性（1.1~2.35）相同的條件下，乙酸鈣樣品的單軸抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度達(dá)到氯化鈣樣品的1.3~2.4倍，彈性模量達(dá)到氯化鈣樣品的1.1~2.0倍，并且在0.002~20μm的孔徑分布更加均勻，膠凝礦物的成分為針簇狀的文石。3批次灌漿時(shí)乙酸鈣樣品單軸抗壓強(qiáng)度最高達(dá)43MPa，平均強(qiáng)度達(dá)到28.8MPa，證實(shí)乙酸鈣可以作為氯化鈣的替代鈣源。 接著，探索MICP膠凝產(chǎn)物的礦物成分和晶體形貌的影響因素，鈣源種類(lèi)、鈣源濃度、菌液濃度、試驗(yàn)環(huán)境等均會(huì)影響碳酸鈣的晶型和形貌，而只有在砂柱膠凝環(huán)境中引入乙酸鈣時(shí)，才能有針簇狀文石的生成。 隨后，對(duì)微生物裂縫修復(fù)和微生物表面覆膜技術(shù)中使用不同鈣源的效果進(jìn)行研究。使用灌漿方法將斷裂的水泥砂漿試塊成功粘結(jié)，抗折強(qiáng)度最高可恢復(fù)到350kPa。使用涂刷方法在水泥砂漿表面覆膜，吸水率下降10%。三種鈣源的效果區(qū)別不大。 最后，進(jìn)行了MICP技術(shù)治理濟(jì)南某地下室滲漏的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，灌漿后進(jìn)行的注水試驗(yàn)、墻體超聲波檢測(cè)、回填土層地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)、混凝土取芯觀察、裂縫封堵物質(zhì)的XRD、SEM分析等表明：土體變得更加均勻、緊密，墻體裂縫中有大量的碳酸鈣生成，四個(gè)月后無(wú)雨水滲出，達(dá)到預(yù)期效果。
【圖文】：

3在微細(xì)裂縫（寬度小于0.2mm）的表面涂膜以提高其防水性和耐久性，比較簡(jiǎn)單易行，如圖1.1所示。對(duì)裂縫表面進(jìn)行密封可以防止水、二氧化碳和其他有害介質(zhì)的侵入。采用的密封材料通常為聚合物水泥、彈性封縫膠等，適用于大面積細(xì)裂縫防滲、防漏的處理。圖1.1 表面封閉法修復(fù)混凝土裂縫示意圖[5]2）堵漏法針對(duì)不同的工程需要，堵漏法主要有三種方式：灌漿法使用壓漿泵將膠凝材料壓入裂縫，由于其凝結(jié)、硬化而起到填充裂縫的作用，從而恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。化學(xué)灌漿：適用于漏水較為嚴(yán)重的部位，它們的裂縫較多是貫通的。采用化學(xué)灌漿料和膨脹水泥砂漿配合使用，可以對(duì)裂縫全深度方位注入修補(bǔ)材料。常用的化學(xué)灌漿材料為環(huán)氧樹(shù)脂漿液，適用于寬度小于0.5mm的裂縫或較大的溫度收縮裂縫。水泥灌漿：一般用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)，適用于寬度大于0.5mm的裂縫。嵌縫法“嵌”指沿裂縫鑿槽

MICP技術(shù)生成碳酸鈣結(jié)晶流程圖
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉旭杰;高永華;馮慶玲;;不同化學(xué)官能團(tuán)對(duì)無(wú)機(jī)相碳酸鈣晶體的調(diào)控[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2012年01期

2 陳肇元;崔京浩;朱金銓;安明U

本文編號(hào)：2553624