【摘要】：建筑材料如混凝土、石材等在其服役期間經(jīng)常遭受到各種物理、化學(xué)、生物等因素的作用,內(nèi)部通常存在微裂縫,這種現(xiàn)象在土木工程領(lǐng)域中是常見的。微裂縫的存在會使腐蝕性氣體和水進入混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu),進而影響混凝土的耐久性和水密性,因此必須對這些裂縫進行修復(fù)。利用礦化微生物對混凝土中的裂縫進行自修復(fù)近年來受到廣泛重視。本實驗對篩選自廣東省深圳市福田紅樹林沉積物中的Bacillus sp.B6進行研究,研究其最佳萌發(fā)條件,Bacillus sp.B6是一株耐堿菌,能夠在強堿環(huán)境的混凝土中生存。運用光吸收法對B6芽孢萌發(fā)的最佳條件進行研究,結(jié)果表明:最佳萌發(fā)劑是肌苷,肌苷的最佳萌發(fā)濃度為10mmol/L;最佳無機鹽種類為氯化鈉,且氯化鈉濃度為200mmol/L;萌發(fā)最佳pH為11;最佳緩沖液的CAPS。制備了以乙基纖維素為壁材、DSM8715為芯材的生物微膠囊(EC),并將微膠囊放入混凝土中,利用楔形模具將試件劈裂后發(fā)現(xiàn),裂縫穿過微膠囊,且微膠囊破裂。之后用體式顯微鏡和XCT分別觀察DSM8715修復(fù)裂縫的情況,并對修復(fù)結(jié)果進行ESEM觀測和EDS能譜測試。結(jié)果表明,微生物在混凝土中的自修復(fù)行為是從裂縫邊緣開始的,并且生成的物質(zhì)是碳酸鈣沉淀。對裂縫已修復(fù)的混凝土試件進行碘離子滲透實驗,用環(huán)氧樹脂將試件5個面包裹,只留一面有裂縫的進行滲透實驗。結(jié)果表明,由于微膠囊(無細菌)的存在,無菌組試件滲透最快,在6h的時候就全部滲透至試塊底部位置,空白組次之,有菌組試件在6h,12h,18h均未發(fā)現(xiàn)有碘離子滲透現(xiàn)象發(fā)生,這一結(jié)果進一步說明微生物對裂縫的有效修復(fù)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528
【圖文】：

圖 1-1 基于微生物的混凝土自修復(fù)過程[19]Fig.1-1 Self-repairing concrete process based on microorganism[19]蘭學(xué)者 Jonkers 等[19]研究發(fā)現(xiàn)微生物在混凝土中發(fā)生自修復(fù)反應(yīng)時，尿可能產(chǎn)生氨，不僅對混凝土結(jié)構(gòu)本身不利，還可能帶來潛在的環(huán)境污染者又提出了利用好氧微生物來修復(fù)混凝土表面的裂縫。Jonkers 和 Sch氏芽孢桿菌（Bacillus cohnii）、耐熱芽孢桿菌（Bacillus halodura巴氏桿菌（Bacillus pseudofirmus）三種好氧菌來研究混凝土中微生法的可行性。他們將細菌包埋水泥試件中并制造裂縫，之后將有裂縫的培養(yǎng)基（主要材料為酵母粉和蛋白胨）中。待裂縫修復(fù)完成后，測量水度后發(fā)現(xiàn)，有菌組和空白對照組并無明顯差異，但在浸泡 12 天后，掃SEM）圖像顯示，有菌種的試件表面有碳酸鈣沉淀產(chǎn)生，這說明在混凝，有外界營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)時，混凝土裂縫能夠被碳酸鈣填補愈合從而改善，但結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能基本沒有提高。

圖 2-6 不同萌發(fā)緩沖液下的芽孢萌發(fā)率Fig.2-6 Spore germination rate of different germination buffer.用三種不同 pH 的萌發(fā)緩沖液 CAPS、碳酸鈉/碳酸氫鈉、無菌水來最適緩沖液。圖 2-6 以柱狀圖的形式直觀地統(tǒng)計了不同萌發(fā)緩沖率，橫坐標是萌發(fā)緩沖液種類，縱坐標是 B6 菌芽孢的萌發(fā)率。對芽孢的萌發(fā)影響很大， 其中以 CAPS 對芽孢萌發(fā)促進作用最大，其 pH 約為 11，B6 菌芽孢萌發(fā)率最高，達到 76.45％；當緩沖液鈉/碳酸氫鈉時，B6 菌芽孢萌發(fā)率為 31.24％；空白對照組，無菌芽孢萌發(fā)率最低，只有 7.09％。由此可知，在這三種不同 PH 緩液的最佳選擇是 CAPS。

裂后能否產(chǎn)生期望的碳酸鈣沉淀。首先對 3.1.2.沿裂縫再用壓力試驗機和楔形模具劈開；然后對電鏡觀察，重點觀察裂縫表面的礦化物沉淀；最形態(tài)。淀的能譜分析及元素分析土裂縫表面刮下部分沉淀物晶體，將獲得的晶體進果可以大致得到碳酸鈣分子內(nèi)部的三元素 Ca、C例可以鑒定出沉淀物晶體是否為碳酸鈣。裂及微膠囊分布情況開裂過程

【參考文獻】

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1 羅園春;朱光明;湯皎寧;邢鋒;;環(huán)氧樹脂及其固化劑對生物微膠囊性能的影響[J];深圳大學(xué)學(xué)報(理工版);2015年04期

2 李虹燕;丁鑄;;磷鋁酸鹽水泥修復(fù)性能的研究[J];功能材料;2015年12期

3 柳俊哲;孫武;巴明芳;賀智敏;陳劍斌;;碳化對水泥石中硫元素分布的影響[J];建筑材料學(xué)報;2015年03期

4 倪卓;邢鋒;石開勇;黃戰(zhàn);黃健成;畢誠;;微膠囊對水泥自修復(fù)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的影響[J];深圳大學(xué)學(xué)報(理工版);2015年01期

5 王瑞興;錢春香;;瓊脂固載微生物礦化修復(fù)水泥基材料表面缺陷[J];建筑材料學(xué)報;2013年06期

6 徐晶;姚武;;微生物非脲解作用誘導(dǎo)碳酸鈣沉積研究[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年10期

7 錢春香;李瑞陽;潘慶峰;羅勉;榮輝;;混凝土裂縫的微生物自修復(fù)效果[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年02期

8 劉贊群;鄧德華;Geert DE SCHUTTER;劉運華;;“混凝土硫酸鹽結(jié)晶破壞”微觀分析(Ⅰ)——水泥凈漿[J];硅酸鹽學(xué)報;2012年02期

9 程琴;黃庶識;陳麗梅;;芽孢桿菌孢子萌發(fā)機理的研究進展[J];生命科學(xué);2010年09期

10 王劍云;錢春香;王瑞興;成亮;;海藻酸鈉固載菌株在水泥基材料表面防護中的應(yīng)用研究[J];功能材料;2009年02期

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1 劉軍;基于碘離子傳輸特征的混凝土滲透性評價方法研究[D];中南大學(xué);2013年

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1 徐茜茜;酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌（Alicyclobacillus acidoterrestris）芽孢形成及低pH條件下芽孢萌發(fā)的蛋白組學(xué)研究[D];河南科技學(xué)院;2017年

2 陳歡君;蘇云金芽孢桿菌芽孢萌發(fā)特點及理化因子對芽孢萌發(fā)的影響[D];廣西大學(xué);2017年

本文編號：2751028