CN110282948A - 添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法 - Google Patents

添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110282948A
CN110282948A CN201910540591.4A CN201910540591A CN110282948A CN 110282948 A CN110282948 A CN 110282948A CN 201910540591 A CN201910540591 A CN 201910540591A CN 110282948 A CN110282948 A CN 110282948A
Authority
CN
China
Prior art keywords
expanded perlite
concrete
microorganism
crack
calcium lactate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910540591.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙巍巍
冯君
陈柄丞
陈乐�
薛赛男
吴樾
李晓波
王磊
付金鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201910540591.4A priority Critical patent/CN110282948A/zh
Publication of CN110282948A publication Critical patent/CN110282948A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26—Silicates of the alkali metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials
    • C04B2111/343—Crack resistant materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种添加固载微生物的膨胀珍珠岩来修复混凝土裂缝的方法。所述方法先利用真空浸渍法，将矿化微生物科氏芽孢杆菌DSM6307菌悬液和乳酸钙在负压下吸附在膨胀珍珠岩颗粒表面及内部孔隙中，再在表面喷洒酵母浸膏溶液，得到固载细菌与乳酸钙的膨胀珍珠岩，然后均匀喷涂由偏高岭土、硅酸钠与水混合形成的浆体，得到自修复颗粒，经预湿处理后，加入混凝土中拌制，标准养护得到自修复的混凝土。本发明以膨胀珍珠岩为载体，可以大幅度的提高细菌存活率，不仅提高了混凝土的强度，同时对后期裂缝的修复有明显的效果，有利于提高地下工程、水电站、高层建筑等重大结构工程的安全性和耐久性等。

Description

添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法
技术领域
本发明属于微生物混凝土技术领域，涉及一种在混凝土中添加固载微生物的膨胀珍珠岩来修复混凝土裂缝的方法。
背景技术
混凝土是目前使用最广泛的建筑材料，但是它存在抗拉强度低、脆性高、抗裂性差等缺点，难以避免会产生裂缝。相对于开裂后再进行人工修复，微生物裂缝自修复技术就会显得尤为重要。
张智慧等人(新型外源性渗透修复材料对混凝土裂缝修复效果研究[J].混凝土,2017(10).)通过对混凝土裂缝修复效果的研究，得到外源性渗透修复材料，能够较好修复混凝土结构裂缝，并能恢复混凝土结构一定的抗折、抗压强度。王建辉等人(王建辉,张浩博,桑国臣.混凝土裂缝修复材料的研究[J].新型建筑材料,2012,39(5).)通过环氧树脂人工涂抹方式修复裂缝，达到可观效果。但是传统的混凝土裂缝修复方式一般采用被动的事后修复或者定时修复，费用较高，难以应用于一些地下结构、水下结构、有危险气体等人力难以进入的混凝土结构裂缝修复，并且大多适用于宽裂缝，对于混凝土裂缝尤其是微裂缝的诊断和修复存在着较大难度。因此迫切需要采用新的技术或方式，主动地对裂纹和损伤部位进行修复，从而恢复甚至提高混凝土材料的强度以及延长混凝土结构使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法。该方法将微生物和所需的营养物质与砂或矿物掺和料混合均匀，压实后填充裂缝，在合适的养护环境下，微生物产生碳酸钙将砂等胶结成为整体，从而填充孔隙或裂缝，最终实现裂缝修复，从而保证结构的安全性和耐久性。
实现本发明目的的技术解决方案为：
添加固载微生物的膨胀珍珠岩来修复混凝土裂缝的方法，具体步骤如下：
步骤1，利用真空浸渍法，将矿化微生物科氏芽孢杆菌DSM6307(Bacillus cohniiDSM6307)菌悬液和乳酸钙在负压下吸附在膨胀珍珠岩颗粒表面及内部孔隙中，烘干，在膨胀珍珠岩表面喷洒酵母浸膏溶液，喷洒完成后再烘干，得到固载细菌与乳酸钙的膨胀珍珠岩；
步骤2，在固载细菌与乳酸钙的膨胀珍珠岩表面均匀喷涂由偏高岭土、硅酸钠与水混合形成的浆体，干燥得到自修复颗粒；
步骤3，对自修复颗粒预湿处理后，加入混凝土中拌制，将拌制好的混凝土装入模具中，振实抹平，最后进行标准养护，得到自修复的混凝土。
优选地，步骤1中，所述的负压为-0.05～-0.07MPa，吸附时间为14～16min。
优选地，步骤1中，所述的烘干温度为40±2℃。
优选地，步骤1中，所述的酵母浸膏溶液的浓度为1.4～1.6g/L。
优选地，步骤2中，所述的偏高岭土、硅酸钠与水混合形成的浆体中，偏高岭土、硅酸钠与水的质量比为2.2:1.0:1.1。
优选地，步骤3中，所述的标准养护为在温度为20±2℃，相对湿度为95％的标准养护条件下养护28天以上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
相对于陶粒及其他载体，本发明采用的膨胀珍珠岩具有孔隙率高、吸水率高(负压浸渍15min吸水率可达368.5％)、性质稳定、价格低廉等优点，满足微生物裂缝自修复混凝土对载体的要求，并且相对现有技术的直接掺入微生物修复剂不仅会使微生物失去活性甚至死亡，对混凝土后期开裂的裂缝无法取得良好的修复效果，本发明以膨胀珍珠岩为载体，可以大幅度的提高细菌存活率，不仅提高了混凝土的强度，同时对后期裂缝的修复有明显的效果，有利于提高地下工程、水电站、高层建筑等重大结构工程的安全性和耐久性等。
附图说明
图1为掺入修复颗粒前后的修复效果图。
图2为自修复颗粒的主要制作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
步骤1：选用的科氏嗜碱芽孢杆菌(Bacillus cohnii，DSM6307)为菌体冻干粉，使用前应按照微生物培养方法对菌体进行活化，具体过程如下：
(1)培养基配置。培养基中各成分含量如下：超纯水1L，蛋白胨5g，牛肉膏3g，碳酸钠0.53g，碳酸氢钠0.42g，琼脂粉18g。
(2)培养基及器皿灭菌。将试验所需的其余器皿(玻璃平板、离心管、移液枪头等)与培养基置于高压锅中在121℃下高温灭菌20min。
(3)倒平板。在含有琼脂粉的培养基冷却凝固前，在超净台内按照常规的微生物培养平板制备方式制备芽孢杆菌的活化用琼脂平板。
(4)冻干粉重悬。将菌体冻干粉取少量装入灭菌的离心管中，用移液器将灭菌后的超纯水加入该离心管中，并用移液器向装有无菌水与冻干粉的离心管中吹气，使冻干粉分散，然后将离心管口关闭，得到冻干粉悬液。
(5)菌粉悬液涂平板。利用移液器吸取少量所得菌粉悬液加入平板中，然后利用三角涂棒在平板上将所滴入的菌悬液均匀涂开。
(6)封口以及恒温培养。将接种后的平板利用封口膜封住，防止染菌。封口完成后将平板置于恒温培养器中在30℃下恒温培养48h。
(7)微生物转接。将所得的第0代菌按照微生物培养方法利用琼脂平板进行转接，得到第1代工作用微生物。
(8)菌体保存。将培养所得菌液在无菌环境下加入灭菌后的离心管中进行离心操作，然后利用灭菌后的甘油溶液将离心所得菌泥重悬，并利用封口膜封口，最后置于-80℃冰箱中保存。
(9)菌液制备。按照常规的好养微生物接种、培养方法将甘油保存的工作用菌在pH10的液体培养基中进行培养，以得到菌体活性较高的培养基pH值。
步骤2：利用真空浸渍法将稀释好的菌悬液和乳酸钙在-0.05～-0.07MPa压力下吸附在膨胀珍珠岩颗粒表面及内部孔隙中，吸附时间为14～16min。吸附完后用烤箱将膨胀珍珠岩在40±2℃环境下烘干至恒重。烘干后，利用喷壶向膨胀珍珠岩表面喷洒酵母浸膏溶液(酵母浸膏含量为1.4～1.6g/L)，喷洒量为150g/L，喷洒完成后，将膨胀珍珠岩放入烘箱在40±2℃下再次烘干至恒重。
步骤3：对干燥所得的含菌膨胀珍珠岩颗粒进行外包裹处理，所用包裹材料为偏高岭土，硅酸钠溶液与水混合所得的浆体，浆体中各组分含量为偏高岭土：硅酸钠溶液：水＝2.2:1.0:1.1。具体方法为：将喷涂箱倾斜放置，取1L载体均匀平铺在喷涂箱内，将喷涂材料按照配比称重，先将水加入水玻璃搅拌均匀，然后向称量好的偏高岭土倒入水玻璃溶液搅拌均匀，打开空压机，将空压机调至0.5MPa。然后将搅拌好的浆体倒入喷涂料桶，喷涂20s后，翻转膨胀珍珠岩，对另一面进行喷涂20s，循环此过程直至喷涂材料喷完。喷涂结束后将喷涂好的载体进行装袋养护12h，再放入40±2℃烘箱中烘干至恒重。
步骤4：在试件制作前需对包裹后的载体预湿处理，预湿采用直接浸水方式，其拌合总用水量为在净用水量基础上加上载体1h的吸水量。按照下面的投料顺序和搅拌时间拌制混凝土：
(1)将包裹处理后的载体预湿；
(2)将砂、碎石投入搅拌机内搅拌60s；
(3)将减水剂加入所需拌合水中混合均匀备用；
(4)将水泥、硅胶等胶凝材料和预湿的载体投入搅拌机内搅拌60s；
(5)将加入减水剂的拌合水投入搅拌机内继续搅拌30s；
将拌制好的混凝土装入100mm×50mm(d×h)圆柱模具中，用振动台振实抹平。振动时控制振动时间，以防止和泥土出现分层、离析现象。试件成型后，在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜以防止水分流失，并在20℃的环境中静置一昼夜。然后对混凝土进行编号、拆模，并在相对湿度为95％的标准养护条件下继续养护28天。
图1为掺入自修复颗粒前后的修复效果。对照组为直接掺菌，从图中可以看出，以膨胀珍珠岩载菌的裂缝修复效果比直接掺菌的更好。

Claims (6)

1.添加固载微生物的膨胀珍珠岩来修复混凝土裂缝的方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，利用真空浸渍法，将矿化微生物科氏芽孢杆菌DSM6307菌悬液和乳酸钙在负压下吸附在膨胀珍珠岩颗粒表面及内部孔隙中，烘干，在膨胀珍珠岩表面喷洒酵母浸膏溶液，喷洒完成后再烘干，得到固载细菌与乳酸钙的膨胀珍珠岩；
步骤2，在固载细菌与乳酸钙的膨胀珍珠岩表面均匀喷涂由偏高岭土、硅酸钠与水混合形成的浆体，干燥得到自修复颗粒；
步骤3，对自修复颗粒预湿处理后，加入混凝土中拌制，将拌制好的混凝土装入模具中，振实抹平，最后进行标准养护，得到自修复的混凝土。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述的负压为-0.05～-0.07MPa，吸附时间为14～16min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述的烘干温度为40±2℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述的酵母浸膏溶液的浓度为1.4～1.6g/L。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述的偏高岭土、硅酸钠与水混合形成的浆体中，偏高岭土、硅酸钠与水的质量比为2.2:1.0:1.1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述的标准养护为在温度为20±2℃，相对湿度为95％的标准养护条件下养护28天以上。
CN201910540591.4A 2019-06-21 2019-06-21 添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法 Pending CN110282948A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910540591.4A CN110282948A (zh) 2019-06-21 2019-06-21 添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910540591.4A CN110282948A (zh) 2019-06-21 2019-06-21 添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110282948A true CN110282948A (zh) 2019-09-27

Family

ID=68004126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910540591.4A Pending CN110282948A (zh) 2019-06-21 2019-06-21 添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110282948A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111044336A (zh) * 2019-12-20 2020-04-21 东南大学 一种基于荧光材料的微生物自修复混凝土裂缝的标记方法
CN111056782A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 中交路桥华南工程有限公司 一种隧道衬砌混凝土裂缝的微生物自修复方法
CN111072326A (zh) * 2019-12-27 2020-04-28 南京理工大学 裂缝自修复混凝土及其制备与修复方法
CN111087192A (zh) * 2019-12-31 2020-05-01 中交路桥华南工程有限公司 一种用于海工混凝土裂缝自修复的微生物修复剂
CN111138107A (zh) * 2020-01-15 2020-05-12 浙江海洋大学 一种混凝土裂缝自修复的微生物固载方法
CN112225481A (zh) * 2020-09-15 2021-01-15 南京理工大学 一种自愈合混凝土及其制备方法
WO2023227143A1 (zh) * 2022-05-24 2023-11-30 湖南三友环保科技有限公司 一种改性膨胀珍珠岩颗粒及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106045400A (zh) * 2016-06-03 2016-10-26 太原理工大学 使用好氧嗜碱微生物的裂缝自修复混凝土及其制备方法
CN106699026A (zh) * 2016-12-02 2017-05-24 太原理工大学 基于产脲酶微生物矿化沉积的裂缝自修复再生混凝土及制备方法
CN108017337A (zh) * 2017-12-13 2018-05-11 李珠 微生物裂缝自修复喷射混凝土及其制备方法
CN108947380A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 京畿大学校产学协力团 使用多孔材料固定化菌剂和近中性粘结剂用于细菌粘液基涂覆材料的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106045400A (zh) * 2016-06-03 2016-10-26 太原理工大学 使用好氧嗜碱微生物的裂缝自修复混凝土及其制备方法
CN106699026A (zh) * 2016-12-02 2017-05-24 太原理工大学 基于产脲酶微生物矿化沉积的裂缝自修复再生混凝土及制备方法
CN108947380A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 京畿大学校产学协力团 使用多孔材料固定化菌剂和近中性粘结剂用于细菌粘液基涂覆材料的制造方法
CN108017337A (zh) * 2017-12-13 2018-05-11 李珠 微生物裂缝自修复喷射混凝土及其制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111044336A (zh) * 2019-12-20 2020-04-21 东南大学 一种基于荧光材料的微生物自修复混凝土裂缝的标记方法
CN111072326A (zh) * 2019-12-27 2020-04-28 南京理工大学 裂缝自修复混凝土及其制备与修复方法
CN111056782A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 中交路桥华南工程有限公司 一种隧道衬砌混凝土裂缝的微生物自修复方法
CN111087192A (zh) * 2019-12-31 2020-05-01 中交路桥华南工程有限公司 一种用于海工混凝土裂缝自修复的微生物修复剂
CN111056782B (zh) * 2019-12-31 2021-07-30 中交路桥华南工程有限公司 一种隧道衬砌混凝土裂缝的微生物自修复方法
CN111087192B (zh) * 2019-12-31 2021-07-30 中交路桥华南工程有限公司 一种用于海工混凝土裂缝自修复的微生物修复剂
CN111138107A (zh) * 2020-01-15 2020-05-12 浙江海洋大学 一种混凝土裂缝自修复的微生物固载方法
CN111138107B (zh) * 2020-01-15 2021-11-23 浙江海洋大学 一种混凝土裂缝自修复的微生物固载方法
CN112225481A (zh) * 2020-09-15 2021-01-15 南京理工大学 一种自愈合混凝土及其制备方法
WO2023227143A1 (zh) * 2022-05-24 2023-11-30 湖南三友环保科技有限公司 一种改性膨胀珍珠岩颗粒及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110282948A (zh) 添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法
CN106699026B (zh) 基于产脲酶微生物矿化沉积的裂缝自修复再生混凝土及制备方法
CN106045400B (zh) 使用好氧嗜碱微生物的裂缝自修复混凝土及其制备方法
CN104261736B (zh) 一种具有深层自修复功能的水泥基材料的制备方法
CN107973542A (zh) 一种煤矿堵漏风微生物自愈合胶囊及其制备方法及其应用
WO2022262319A1 (zh) 一种粉煤灰基泡沫地聚合物及其制备方法和应用
CN111672900B (zh) 一种微生物诱导碳酸钙沉淀修复土壤重金属污染的方法
CN108761044B (zh) 一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置及方法
CN108017337A (zh) 微生物裂缝自修复喷射混凝土及其制备方法
CN110282903A (zh) 修复混凝土裂缝的微胶囊及其制备方法
CN112225481A (zh) 一种自愈合混凝土及其制备方法
CN111072326B (zh) 裂缝自修复混凝土及其制备与修复方法
CN111056782B (zh) 一种隧道衬砌混凝土裂缝的微生物自修复方法
CN107382119B (zh) 一种生物砂浆制备方法及其装置
CN109534746A (zh) 卫生间液体发泡回填材料及其制备方法
CN107975385A (zh) 一种煤矿巷道锚固喷浆微生物自修复体系及其构建方法
CN111999156A (zh) 一种温控高压下生物固化试验装置及其试验方法
CN108911605B (zh) 一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀生产预制排水管道的方法
CN209182122U (zh) 一种微生物胶凝加固黄土试样的试验装置
KR102416222B1 (ko) 균열 폭 제어의 기능을 갖는 고 흡수성 섬유 기반 균열 치유 환 및 이의 제조방법
CN110395884A (zh) 一种仿生自修复混凝土及其制备方法
CN206736234U (zh) 一种沼气发酵池用气囊式封盖
CN113511873A (zh) 一种高强度泡沫轻质混凝土的制备方法
CN106124275A (zh) 一种海底含气软粘土的制作方法及装置
CN111333387A (zh) 自修复混凝土、混合粗细骨料装配式综合管廊及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190927

RJ01 Rejection of invention patent application after publication