CN106830746B - 混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂及其制备方法，生物外加剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐0.5～3份，硫酸盐0.1～1.0份，氯盐0.01～1.5份，柠檬酸盐0.25～1.2份，蛋白胨0.5～3.2份，酵母提取物0.2～2份，蒸馏水1000～1050份，尿素0.1～10份，牛肉膏0.5～2份，琼脂10～20份，白炭黑10～15份，乳酸钙0.1‑8份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种一支。本发明还提供了所述的生物外加剂的制备方法。本发明的生物外加剂对混凝土微裂缝具有良好的愈合性，从而提高了混凝土工程的耐久性，并且节约了建设成本。本发明尤其适用于对力学强度要求高的混凝土结构中，比如尤其适用于路桥等大型工程。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土外加剂，特别涉及一种混凝土裂缝修补剂，具体是一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂。本发明还涉及所述混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法。
背景技术
目前市场上常用的混凝土裂缝修补剂主要有环氧树脂，氨基甲酸乙酯、丙烯酰胺聚合物、沥青以及硅酸盐砂浆等。其中大部分属于有机类物质，而混凝土时无机类物质，因此两者的相容性较差，只是起到填补裂缝的作用，对有裂缝的混凝土的力学性能改善不大。硅酸盐砂浆和混凝土都是无机组分，两者的相容性好，能够在一定程度上弥补由裂缝造成的混凝土强度损失。但是，针对一些细小的裂缝，以上混凝土裂缝修补剂就无用武之地了，无法将之注入裂缝内。混凝土的很多裂缝一开始都很小，然后逐渐增大，以至于严重损害其强度，危及安全，因此混凝土裂缝在细小的时候就应该进行修补。这种混凝土微裂缝需要生物外加剂对其进行自愈合。
发明人检索到以下相关专利文献：CN102786258A公开了一种裂缝自愈合沥青混凝土及其制备方法，该沥青混凝土包含粗集料、细集料、填料和沥青，还包含刚性纤维和柔性纤维，刚性纤维掺入量为粗集料、细集料、填料和沥青总质量的0.50～2.5％wt，柔性纤维掺入量为粗集料、细集料、填料和沥青总质量的0.10～0.35％wt。该混凝土的制备方法：称取烘干的集料置于盛料盘中，将其混合均匀并于烘箱中预热至180℃，填料单独加热至180℃；沥青预热至160～175℃；刚性纤维和柔性纤维按要求量分别烘干备用；先将刚性纤维掺入到混合集料中拌和，然后与液态沥青拌和，接着与填料拌和，再与柔性纤维拌和，最后成型。CN105036613A公开了一种裂缝压敏固化自愈合沥青混凝土、制备方法及使用方法，包含如下质量份的各组分，集料80～110份；沥青胶结料3～15份；胶囊颗粒0.5～10份；所述胶囊颗粒存在于沥青胶结料之中。CN103396652A公开了一种沥青混凝土裂缝自愈合微胶囊及其制备方法，其中，沥青混凝土裂缝自愈和微胶囊是由环氧树脂成膜物质和修复液组成，成膜物质和修复液的重量比为3:1，其中，修复液由偶联剂、固化剂及固化促进剂组成，修复液各组分的重量百分比为：偶联剂10-20％，固化剂50-75％，固化促进剂18-30％。微胶囊的制备方法为：在反应釜中依次加入偶联剂，固化剂及固化促进剂，经高速剪切乳化机搅拌均匀，加入成膜物质环氧树脂，通过内相挥发，经悬浮液离心、洗涤、干燥即得到产物微胶囊。CN102071710A公开了一种位于土中的混凝土结构裂缝的一种封堵修复方法，根据裂缝中地下水的渗出情况，推测渗流路径，然后，根据土的孔隙体积，在需要封堵混凝土裂缝的部位的上游，灌注浓度为2％-20％的营养物质溶液，营养物质为葡萄糖、淀粉、蛋白胨、牛肉膏、酵母提取物或马铃薯提取物中的一种或几种，或者其中一种或几种与无机盐组合。
以上这些技术对于如何使混凝土微裂缝自愈合用的外加剂具有良好的愈合性从而提高混凝土工程的耐久性，并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，该生物外加剂对混凝土微裂缝具有良好的愈合性，从而提高混凝土工程的耐久性，并且节约建设成本。
为此，本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂(或者说是混凝土微裂缝自愈合用的外加剂)，其技术方案在于它是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐0.5～3份，硫酸盐0.1～1.0份，氯盐0.01～1.5份，柠檬酸盐0.25～1.2份，蛋白胨0.5～3.2份，酵母提取物(酵母膏)0.2～2份，蒸馏水1000～1050份，尿素0.1～10份，牛肉膏0.5～2份，琼脂10～20份，白炭黑10～15份，乳酸钙0.1-8份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠(水)溶液用于调节pH值，用量为适量(可以为0.01～0.5份)，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcinapasteurii)一支(购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心，10克/支)，磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、氢氧化钠、尿素、乳酸钙均为化学纯；白碳黑，气相法制备；蒸馏水，一次蒸馏得到；蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏和琼脂均为生物级；将称好的蒸馏水、质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液分别置于锥形瓶中，用无菌专用封口膜(无菌封口膜)密封瓶口，胶圈扎紧，置于灭菌锅中高温高压灭菌30～50分钟，冷却至室温，待用。
所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将称好的尿素、蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10％～12％，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜(无菌封口膜)封口，胶圈扎紧瓶口，待用；②将称好的蛋白胨、牛肉膏、琼脂、蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的40％～65％，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的50％～75％，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40％～42％，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌30～50分钟，之后冷却至50～55℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的40％～50％，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为8～10，最后制作斜面(培养基)；③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，(采用箔丝)将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养48～72小时，斜面划线处有许多气泡，说明巴氏芽孢巴叠球菌涨势良好。④将称好的磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、蛋白胨、蒸馏水、牛肉膏、酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的40％～50％，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌30～50分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为8～10；⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以200～220rpm的转速摇床培养72～98小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢；通过对培养液进行藩红和孔雀绿双染色后，经镜检实验检验芽孢生成，芽孢呈绿色，非芽孢部分呈红色。通过合理搭配有机营养成分和无机盐的比例，得到巴氏芽孢八叠球菌的芽孢，并提高了芽孢的产量。⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂(这样，就将芽孢以及营养物质吸附于白碳黑中，形成微胶囊化)。
上述技术方案中，所述的磷酸盐最好为磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的一种或两种的组合。上述的硫酸盐最好为硫酸镁、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸钠中的两种或三种的组合。上述的柠檬酸盐最好为柠檬酸钠，上述的氯盐最好为氯化铵或者氯化钠。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐1份，硫酸盐0.75份，氯盐0.5份，柠檬酸盐0.5份，蛋白胨3.2份，酵母提取物1.2份，蒸馏水1000份，尿素2份，牛肉膏份2，琼脂10份，白炭黑12份，乳酸钙5份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcinapasteurii)一支；上述的磷酸盐为磷酸钾，硫酸盐为0.25份硫酸镁与0.5份硫酸锰的组合，氯盐为氯化钠，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐2份，硫酸盐0.8份，氯盐0.5份，柠檬酸盐0.8份，蛋白胨1.6份，酵母提取物2份，蒸馏水1000份，尿素4份，牛肉膏2份，琼脂15份，白炭黑14份，乳酸钙4份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支；上述的磷酸盐为磷酸二氢钾，硫酸盐为0.3份硫酸镁与0.5份硫酸锌的组合，氯盐为氯化铵，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐1.5份，硫酸盐0.75份，氯盐0.4份，柠檬酸盐0.4份，蛋白胨0.8份，酵母提取物1.2份，蒸馏水500份，尿素6份，牛肉膏2份，琼脂10份，白炭黑10份，乳酸钙3份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支；上述的磷酸盐为磷酸氢二钾，硫酸盐为0.25份硫酸锌与0.5份硫酸锰的组合，氯盐为氯化铵，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐2份，硫酸盐0.75份，氯盐1份，柠檬酸盐0.5份，蛋白胨3份，酵母提取物2份，蒸馏水1000份，尿素8份，牛肉膏2份，琼脂10份，白炭黑10份，乳酸钙3份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支；上述的磷酸盐为1份磷酸钾、1份磷酸氢二钾的组合，硫酸盐为0.5份硫酸镁、0.25份硫酸亚铁的组合，氯盐为氯化钠，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐2份，硫酸盐0.85份，氯盐0.5份，柠檬酸盐0.5份，蛋白胨3.2份，酵母提取物1份，蒸馏水1000份，尿素5份，牛肉膏1份，琼脂15份，白炭黑12份，乳酸钙6份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支；上述的磷酸盐为1份磷酸二氢钾、1份磷酸氢二钾的组合，硫酸盐为0.25份硫酸镁、0.5份硫酸锰、0.1份硫酸亚铁三种原料的组合，氯盐为氯化铵，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
本发明通过合理搭配有机营养成分和无机盐的比例，得到巴氏芽孢八叠球菌的芽孢，并提高了芽孢的产量。
碳酸钙沉淀需要以下四个条件：(1)适当的钙离子浓度；(2)适当的可溶性碳的浓度；(3)适当的pH值；(4)有效的成核体。前三个条件可以由巴氏芽孢八叠球菌的新陈代谢达到，最后一个条件是细菌的细胞壁作为成核部位。因此巴氏芽孢八叠球菌凭借很高的脲酶活性，能够连续形成致密的碳酸钙晶体，并且具有很高的负zeta电位。巴氏芽孢八叠球菌产出尿酶，脲酶将尿素分解成碳酸根离子和铵根离子。细菌的细胞壁带负电荷，可以吸附环境中的钙离子和镁离子等阳离子，阳离子沉积在细胞表面后，与碳酸根反应生成碳酸钙沉淀。
本发明使混凝土具有良好的自愈性,这是由于本发明培养得到浓度较大的芽孢，并且将芽孢以及营养物质吸附于白碳黑中，进行胶囊化。将含芽孢的胶囊掺入混凝土中，芽孢在混凝土中处于休眠状态，当混凝土中有微细裂缝时，胶囊也随之破裂，芽孢被激活，产生尿酶，催化尿素水解产生碳酸根，而芽孢的细胞壁是带负电的，能能从周围吸引钙离子等阳离子，钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙，沉积在芽孢表面，从而变成胶囊，有限的营养导致芽孢死亡。增长的碳酸钙填入并封锁裂缝，从而实验混凝土裂缝的自愈合。
本发明的有益效果是：本发明环保、经济、使用方便。本发明是混凝土生物外加剂即生物修补剂，不会释放有毒、有害气体，无污染，环保。在混凝土产生裂缝时，就进行及时修补，能够避免混凝土制品因裂缝导致的混凝土强度急剧下降的问题产生。另外，它不再使用人工进行修补，节省人力、物力。
综上所述，本发明的生物外加剂对混凝土微裂缝具有良好的愈合性，从而提高了混凝土工程的耐久性，并且节约了建设成本(节约建设成本在25％以上)。本发明尤其适用于对力学强度要求高的混凝土结构中，比如尤其适用于路桥(道路、桥梁)等大型工程。
具体实施方式
下面对发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方法和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的各实施例。
实施例1：本发明的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(质量单位可以是克)的原料制成的：磷酸盐(磷酸钾)1份，硫酸盐0.75份(硫酸盐为0.25份硫酸镁与0.5份硫酸锰的组合)，氯盐(氯化钠)0.5份，柠檬酸盐(柠檬酸钠)0.5份，蛋白胨3.2份，酵母提取物(酵母膏)1.2份，蒸馏水1000份，尿素2份，牛肉膏份2，琼脂10份，白炭黑12份，乳酸钙5份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠(水)溶液适量(可以为0.01～0.5份)，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支，购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心，10克/支，磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、氢氧化钠、尿素、乳酸钙均为化学纯；白碳黑，气相法制备；蒸馏水，一次蒸馏得到；蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏和琼脂均为生物级；将称好的蒸馏水、质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液分别置于锥形瓶中，用无菌专用封口膜密封瓶口，胶圈扎紧，置于灭菌锅中高温高压灭菌40～45分钟，冷却至室温，待用。
所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将称好的2份尿素、100份蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10％，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜(无菌封口膜)封口，胶圈扎紧瓶口，待用。②将称好的2份蛋白胨、1份牛肉膏、10份琼脂、400份蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的62.5％，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的50％，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40％，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌30分钟，之后冷却至55℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的45％，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为8，最后制作斜面(而进入步骤③)。③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，(采用箔丝)将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养48小时，斜面划线处有许多气泡，说明巴氏芽孢巴叠球菌涨势良好。④将称好的1份磷酸盐、0.75份硫酸盐、0.5份氯盐、0.5份柠檬酸盐、1.2份蛋白胨、500份蒸馏水、1份牛肉膏、0.6份酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的50％，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌30分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为8。⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以200rpm的转速摇床培养72小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢；通过对培养液进行藩红和孔雀绿双染色后，经镜检实验检验芽孢生成，芽孢呈绿色，非芽孢部分呈红色。通过合理搭配有机营养成分和无机盐的比例，得到巴氏芽孢八叠球菌的芽孢，并提高了芽孢的产量。⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂(这样，就将芽孢以及营养物质吸附于白碳黑中，形成微胶囊化)。
上述步骤①中用的锥形瓶可以为500mL的锥形瓶，步骤②中用的锥形瓶可以为1000mL的锥形瓶，步骤④中用的锥形瓶可以为1000mL的锥形瓶
实施例2：本发明的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐(磷酸二氢钾)2份，硫酸盐0.8份(硫酸盐为0.3份硫酸镁与0.5份硫酸锌的组合)，氯盐(氯化铵)0.5份，柠檬酸盐(柠檬酸钠)0.8份，蛋白胨1.6份，酵母提取物(酵母膏)2份，蒸馏水1000份，尿素4份，牛肉膏2份，琼脂15份，白炭黑14份，乳酸钙4份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠(水)溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支(购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心，10克/支)。磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、氢氧化钠、尿素、乳酸钙均为化学纯；白碳黑，气相法制备；蒸馏水，一次蒸馏得到；蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏和琼脂均为生物级；将称好的蒸馏水、质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液分别置于锥形瓶中，用无菌专用封口膜密封瓶口，胶圈扎紧，置于灭菌锅中高温高压灭菌30分钟，冷却至室温，待用。
所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将称好的4份尿素、100份蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10％，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜(无菌封口膜)封口，胶圈扎紧瓶口，待用。②将称好的1份蛋白胨、1.2份牛肉膏、15份琼脂、400份蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的62.5％，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的60％，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40％，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌40分钟，之后冷却至52℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的50％，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为9，最后制作斜面。③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，(采用箔丝)将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养52小时，斜面划线处有许多气泡，说明巴氏芽孢巴叠球菌涨势良好。④将称好的2份磷酸二氢钾、0.3份硫酸镁、0.5份硫酸锌、0.5份氯化铵、0.8份柠檬酸钠、0.6份蛋白胨、500份蒸馏水、0.8份牛肉膏、1份酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的50％，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌45分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为9。⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以220rpm的转速摇床培养72小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢。⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂(这样，就将芽孢以及营养物质吸附于白碳黑中，形成微胶囊化)。
实施例3：本发明的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐(磷酸氢二钾)1.5份，硫酸盐0.75份(硫酸盐为0.25份硫酸锌与0.5份硫酸锰的组合)，氯盐(氯化铵)0.4份，柠檬酸盐(柠檬酸钠)0.4份，蛋白胨0.8份，酵母提取物(酵母膏)1.2份，蒸馏水500份，尿素6份，牛肉膏2份，琼脂10份，白炭黑10份，乳酸钙3份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠(水)溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支(购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心，10克/支)。磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、氢氧化钠、尿素、乳酸钙均为化学纯；白碳黑，气相法制备；蒸馏水，一次蒸馏得到；蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏和琼脂均为生物级；将称好的蒸馏水、质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液分别置于锥形瓶中，用无菌专用封口膜密封瓶口，胶圈扎紧，置于灭菌锅中高温高压灭菌35分钟，冷却至室温，待用。
所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法，其特征在于它包括如下工艺步骤：①将称好的6份尿素、100份蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10％，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜(无菌封口膜)封口，胶圈扎紧瓶口，待用。②将称好的0.5份蛋白胨、1份牛肉膏、10份琼脂、400份蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的62.5％，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的50％，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40％，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌30分钟，之后冷却至55℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的50％，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为10，最后制作斜面。③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，(采用箔丝)将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养60小时，斜面划线处有许多气泡，说明巴氏芽孢巴叠球菌涨势良好。④将称好的1.5份磷酸氢二钾、0.25份硫酸锌、0.5份硫酸锰、0.4份氯化铵、0.4份柠檬酸钠、0.3份蛋白胨、500份蒸馏水、1份牛肉膏、0.6份酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的50％，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌40分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为10。⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以200rpm的转速摇床培养72小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢；通过合理搭配有机营养成分和无机盐的比例，得到巴氏芽孢八叠球菌的芽孢，并提高了芽孢的产量。⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂(这样，就将芽孢以及营养物质吸附于白碳黑中，形成微胶囊化)。
实施例4：本发明的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐2份(磷酸盐为1份磷酸钾、1份磷酸氢二钾的组合)，硫酸盐0.75份(硫酸盐为0.5份硫酸镁、0.25份硫酸亚铁的组合)，氯盐(氯化钠)1份，柠檬酸盐(柠檬酸钠)0.5份，蛋白胨3份，酵母提取物(酵母膏)2份，蒸馏水1000份，尿素8份，牛肉膏2份，琼脂10份，白炭黑10份，乳酸钙3份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠(水)溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支(购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心，10克/支)，磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、氢氧化钠、尿素、乳酸钙均为化学纯；白碳黑，气相法制备；蒸馏水，一次蒸馏得到；蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏和琼脂均为生物级；将称好的蒸馏水、质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液分别置于锥形瓶中，用无菌专用封口膜密封瓶口，胶圈扎紧，置于灭菌锅中高温高压灭菌40分钟，冷却至室温，待用。
所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将称好的8份尿素、100份蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10％，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜(无菌封口膜)封口，胶圈扎紧瓶口，待用。②将称好的1.5份蛋白胨、1份牛肉膏、10份琼脂、400份蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的50％，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的50％，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40％，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌35分钟，之后冷却至55℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的48％，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为9，最后制作斜面。③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，(采用箔丝)将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养72小时，斜面划线处有许多气泡，说明巴氏芽孢巴叠球菌涨势良好。④将称好的1份磷酸钾、1份磷酸氢二钾、0.5份硫酸镁、0.25份硫酸亚铁、1份氯化钠、0.5份柠檬酸钠、1.5份蛋白胨、500份蒸馏水、1份牛肉膏、0.8份酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的40％，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌30分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为9。⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以200rpm的转速摇床培养72小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢，通过合理搭配有机营养成分和无机盐的比例，得到巴氏芽孢八叠球菌的芽孢，并提高了芽孢的产量。⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂(这样，就将芽孢以及营养物质吸附于白碳黑中，形成微胶囊化)。
实施例5：本发明的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂是由下述组分及质量份数(重量份数)的原料制成的：磷酸盐2份(磷酸盐为1份磷酸二氢钾、1份磷酸氢二钾的组合)，硫酸盐0.85份(硫酸盐为0.25份硫酸镁、0.5份硫酸锰、0.1份硫酸亚铁三种原料的组合)，氯盐(氯化铵)0.5份，柠檬酸盐(柠檬酸钠)0.5份，蛋白胨3.2份，酵母提取物(酵母膏)1份，蒸馏水1000份，尿素5份，牛肉膏1份，琼脂15份，白炭黑12份，乳酸钙6份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠(水)溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种(sporosarcina pasteurii)一支(购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心，10克/支)。磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、氢氧化钠、尿素、乳酸钙均为化学纯；白碳黑，气相法制备；蒸馏水，一次蒸馏得到；蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏和琼脂均为生物级；将称好的蒸馏水、质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液分别置于锥形瓶中，用无菌专用封口膜密封瓶口，胶圈扎紧，置于灭菌锅中高温高压灭菌30分钟，冷却至室温，待用。
所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法，其特征在于它包括如下工艺步骤：①将称好的5份尿素、100份蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10％，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜(无菌封口膜)封口，胶圈扎紧瓶口，待用。②将称好的2份蛋白胨、0.5份牛肉膏、15份琼脂、400份蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的62.5％，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的50％，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40％，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌40分钟，之后冷却至55℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的50％，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为8，最后制作斜面。③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，(采用箔丝)将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养72小时。④将称好的1份磷酸二氢钾、1份磷酸氢二钾、0.25份硫酸镁、0.5份硫酸锰、0.1份硫酸亚铁、0.5份氯化铵、0.5份柠檬酸钠、1.2份蛋白胨、500份蒸馏水、0.5份牛肉膏、0.5份酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的50％，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温(120℃)高压杀菌30分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为8。⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以200rpm的转速摇床培养72小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢；通过合理搭配有机营养成分和无机盐的比例，得到巴氏芽孢八叠球菌的芽孢，并提高了芽孢的产量。⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂(这样，就将芽孢以及营养物质吸附于白碳黑中，形成微胶囊化)。
以下为本发明的生物外加剂(即混凝土自修复外加剂)用于混凝土裂缝自愈合的实验。
将实施例1～5合成得到的生物外加剂(样品)掺于混凝土中，考察芽孢对混凝土裂缝的自修复的作用(能力)。采用的试验原材料如下：
水泥：峨胜42.5水泥，比表面积310m2/kg，峨胜水泥厂生产；
粉煤灰：曲靖方圆F类I级粉煤灰；
机制沙：细度模数，2.72；
小石：10-30mm，连续级配；
大石：30-60mm，连续级配；
验证引气剂所采用的混凝土配合比，见表1。
表1
采用强制60L的搅拌机搅拌，拌制混凝土量为20L。首先将水泥、沙、石等原材料按照配合比称好，然后投入搅拌机内搅拌，再称取混凝土自修复外加剂、聚羧酸减水剂和水，并将三者混合，且搅拌均匀，然后将其加入搅拌机中进行拌合，搅拌2分钟，用100mm×100mm×100mm的塑料膜成型。放在养护室作标养，28小时后抹面，继续养护。标养28天后，将试块用拉力机以0.01mm/s的速度进行单向拉升，当裂缝尺寸达到150um时，停止拉升。将有裂缝的试块重新放入养护室，48天后拿出，进行强度测试。
以上混凝土的引气性能见表2。
表2
本发明的实施例1～5所制备的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂对混凝土裂缝具有明显的修复作用，能够有效避免混凝土有微裂缝时混凝土强度的损失。
综上所述，本发明的以上各实施例所制备的生物外加剂对混凝土微裂缝具有良好的愈合性，从而提高了混凝土工程的耐久性，并且节约了建设成本(节约建设成本在25％以上)。本发明尤其适用于对力学强度要求高的混凝土结构中，比如尤其适用于路桥(道路、桥梁)等大型工程。
Claims (9)
1.一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐0.5~3份，硫酸盐0.1~1.0份，氯盐0.01~1.5份，柠檬酸盐0.25~1.2份，蛋白胨0.5~3.2份，酵母提取物0.2~2份，蒸馏水1000~1050份，尿素0.1~10份，牛肉膏0.5~2份，琼脂10~20份，白炭黑10~15份，乳酸钙0.1-8份，质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液用于调节pH值，用量为适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种（sporosarcina pasteurii）一支；将上述的蒸馏水、质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液分别置于锥形瓶中，用无菌专用封口膜密封瓶口，胶圈扎紧，置于灭菌锅中高温高压灭菌30~50分钟，冷却至室温，待用；
所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将称好的尿素、蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10%~12%，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，待用；②将称好的蛋白胨、牛肉膏、琼脂、蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的40%~65%，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的50%~75%，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40%~42%，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温高压杀菌30~50分钟，之后冷却至50~55℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的40%~50%，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为8~10，最后制作斜面；③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养48~72小时；④将称好的磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、蛋白胨、蒸馏水、牛肉膏、酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的40%~50%，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温高压杀菌30~50分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为8~10；⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以200~220rpm的转速摇床培养72~98小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢；⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂。
2.根据权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于上述的磷酸盐为磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于上述的硫酸盐为硫酸镁、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸钠中的两种或三种的组合。
4.根据权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于上述的柠檬酸盐为柠檬酸钠，上述的氯盐为氯化铵或者氯化钠。
5.根据权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐1份，硫酸盐0.75份，氯盐0.5份，柠檬酸盐0.5份，蛋白胨3.2份，酵母提取物1.2份，蒸馏水1000份，尿素2份，牛肉膏份2，琼脂10份，白炭黑12份，乳酸钙5份，质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种（sporosarcina pasteurii）一支；上述的磷酸盐为磷酸钾，硫酸盐为0.25份硫酸镁与0.5份硫酸锰的组合，氯盐为氯化钠，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
6.根据权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐2份，硫酸盐0.8份，氯盐0.5份，柠檬酸盐0.8份，蛋白胨1.6份，酵母提取物2份，蒸馏水1000份，尿素4份，牛肉膏2份，琼脂15份，白炭黑14份，乳酸钙4份，质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种（sporosarcina pasteurii）一支；上述的磷酸盐为磷酸二氢钾，硫酸盐为0.3份硫酸镁与0.5份硫酸锌的组合，氯盐为氯化铵，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
7.根据权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐2份，硫酸盐0.75份，氯盐1份，柠檬酸盐0.5份，蛋白胨3份，酵母提取物2份，蒸馏水1000份，尿素8份，牛肉膏2份，琼脂10份，白炭黑10份，乳酸钙3份，质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种（sporosarcinapasteurii）一支；上述的磷酸盐为1份磷酸钾、1份磷酸氢二钾的组合，硫酸盐为0.5份硫酸镁、0.25份硫酸亚铁的组合，氯盐为氯化钠，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
8.根据权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐2份，硫酸盐0.85份，氯盐0.5份，柠檬酸盐0.5份，蛋白胨3.2份，酵母提取物1份，蒸馏水1000份，尿素5份，牛肉膏1份，琼脂15份，白炭黑12份，乳酸钙6份，质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种（sporosarcina pasteurii）一支；上述的磷酸盐为1份磷酸二氢钾、1份磷酸氢二钾的组合，硫酸盐为0.25份硫酸镁、0.5份硫酸锰、0.1份硫酸亚铁三种原料的组合，氯盐为氯化铵，柠檬酸盐为柠檬酸钠。
9.一种权利要求1所述的混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂的制备方法，其特征在于它包括如下工艺步骤：①将称好的尿素、蒸馏水置于锥形瓶中，配成尿素溶液，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的10%~12%，采用0.22μm滤膜过滤方式除菌，除菌后，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，待用；②将称好的蛋白胨、牛肉膏、琼脂、蒸馏水加入另一锥形瓶制备培养基A，蛋白胨的用量为蛋白胨总量的40%~65%，牛肉膏的用量为牛肉膏总量的50%~75%，蒸馏水的用量为蒸馏水总量的40%~42%，锥形瓶用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温高压杀菌30~50分钟，之后冷却至50~55℃，在超净工作台上将锥形瓶内的培养基A与步骤①中已灭菌的一定量的尿素溶液混合，尿素溶液的用量为步骤①中制备的尿素溶液总量的40%~50%，然后用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基A的pH值为8~10，最后制作斜面；③在超净工作台上，敲碎巴氏芽孢八叠球菌菌种冻干管的一头，加入少许无菌水，溶开冻干菌粉，制成较浓的菌液，将菌液划线于斜面上，置于恒温生化箱中，30℃下恒温培养48~72小时；④将称好的磷酸盐、硫酸盐、氯盐、柠檬酸盐、蛋白胨、蒸馏水、牛肉膏、酵母提取物加入又一锥形瓶中制备培养基B，蛋白胨的用量为步骤②中蛋白胨的余量，牛肉膏的用量为步骤②中牛肉膏的余量，蒸馏水的用量为步骤①和步骤②中蒸馏水的余量，酵母提取物的用量为酵母提取物总量的40%~50%，将锥形瓶采用无菌专用封口膜封口，胶圈扎紧瓶口，将锥形瓶放入灭菌锅中进行高温高压杀菌30~50分钟，冷却至室温，在超净工作台上，用已灭菌的所述的氢氧化钠溶液调节培养基B的pH值为8~10；⑤从步骤③的斜面中挑取菌苔接到培养基B中，在30℃下，以200~220rpm的转速摇床培养72~98小时，最后离心去除上清液，用无菌水洗涤离心三次，离心沉淀、过滤分离以及真空干燥得到芽孢；⑥将步骤②中剩余的尿素溶液、步骤④中剩余的酵母提取物与乳酸钙混合，将步骤⑤得到的芽孢分散于尿素溶液、酵母提取物、乳酸钙的混合溶液中，在所述混合溶液中加入白碳黑，搅拌均匀，离心沉降，真空干燥，研磨，得到的粉末即为混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂。
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