CN112500074A - 一种微生物自修复混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及混凝土的领域，具体公开了一种微生物自修复混凝土，一种微生物自修复混凝土包括以下重量份的组分：粗骨料860‑980份，细骨料630‑760份，水泥320‑360份，微硅粉40‑55份，矿粉140‑180份，水140‑160份，氨基磺酸钠减水剂7‑9份，尿素11‑13份，氯化钙13‑15份，载有裂缝修复剂且包裹表面的载体85‑100份，其中裂缝修复剂为厌氧的巴氏芽孢杆菌液。本申请的一种微生物自修复混凝土具有能在缺氧环境下的混凝土裂缝后能够自修复优点。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种微生物自修复混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土指以水泥为主要胶结材料,与水、砂、石或一些必要的外加剂按比例调配、搅拌、密实成型,经养护硬化而成的建筑材料。混凝土在温度和外荷载的作用下会产生裂缝,可通过在混凝土中掺入固载的微生物以达到修复微裂缝的目的。
申请公布号为CN106045400A的发明专利申请公开了一种好氧嗜碱微生物的裂缝自修复混凝土及其制备方法，其组分为载有好氧嗜碱微生物修复剂的膨胀珍珠岩、水泥、石子、砂、硅灰、水、乳酸钙及减水剂。该裂缝自修复混凝土以好氧嗜碱微生物为裂缝修复剂，以乳酸钙为微生物新陈代谢的营养质，膨胀珍珠岩作为裂缝修复剂的载体。当混凝土产生裂缝，水和空气的进入使处于休眠中的微生物恢复新陈代谢功能，将乳酸钙转化为碳酸钙沉淀，从而达到自行诊断和修复混凝土裂缝，防止裂缝的扩展，提高混凝土抗渗性能的目的。
针对上述中的相关技术，发明人认为在缺氧时好氧嗜碱微生物的活性和修复能力易受到限制，因此，不适用于水下等缺氧环境中，缺氧环境中的混凝土。
发明内容
为了缺氧环境下的混凝土裂缝后能够自修复，本申请提供一种微生物自修复混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种微生物自修复混凝土，采用如下的技术方案：
一种微生物自修复混凝土，包括以下重量份的组分：粗骨料860-980份，细骨料630-760份，水泥320-360份，微硅粉40-55份，矿粉140-180份，水140-160份，氨基磺酸钠减水剂7-9份，尿素11-13份，氯化钙13-15份，载有裂缝修复剂且包裹表面的载体85-100份，其中裂缝修复剂为厌氧的巴氏芽孢杆菌液。
通过采用上述技术方案，当混凝土出现微裂缝时，裂缝的扩展使得裂缝部位附近载有裂缝修复剂且包裹表面的载体发生破裂，水与氧气进入载体，使得载体中处于休眠状态的巴氏芽孢杆菌孢子苏醒，恢复代谢功能。由于巴氏芽孢杆菌为厌氧菌，能够在缺氧的尿素-氯化钙体系中螯合钙离子，同时新陈代谢产生脲酶，脲酶水解尿素生成氨气和二氧化碳，致使混凝土中局部碳酸根离子浓度增大，巴氏芽孢杆菌还能为碳酸钙沉积提供成核位点，因此，巴氏芽孢杆菌在混凝土中能吸引钙离子形成碳酸钙沉淀，生成的碳酸钙沉淀对混凝土形成的裂缝和孔洞进行填补和修复，因此，获得减少在缺氧环境中的混凝土中缝隙的效果。
对载有裂缝修复剂的膨胀珍珠岩表面进行包裹，能够减小混凝土拌和过程中导致膨胀珍珠岩破裂，或拌合水导致载体吸附的乳酸钙溶解的可能性，进而减小裂缝修复剂提前失效的可能性，从而提高修复效果，进一步减少混凝土缝隙。
优选的，所述裂缝修复剂还包括含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌。
通过采用上述技术方案，含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌能够向混凝土中补充脲酶，促进二氧化碳生成，因此，含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌能和巴氏芽孢杆菌协同作用，进一步提高对混凝土的修复效果，从而进一步减少混凝土中的缝隙。
优选的，所述载体为膨胀珍珠岩。
通过采用上述技术方案，膨胀珍珠岩是表面光滑，因此可以均匀的分布在混凝土中，并且内部为蜂窝状结构，具有许多开放孔，能够将巴氏芽孢杆菌携载在孔洞内。膨胀珍珠岩良好的吸水性使得载体破裂后更容易接触水分和空气，有利于内部巴氏芽孢杆菌孢子快速苏醒，在裂缝还未扩大前进行及时填补，提高修复效果，进一步减少混凝土缝隙。此外，由于膨胀珍珠岩隔热效果好，内部环境温度更稳定，有利于能延长巴氏芽孢杆菌成活寿命，从而更进一步提高修复效果，减少混凝土缝隙。
优选的，所述载有裂缝修复剂且包裹表面的载体表面包裹的材料为偏高岭土与窑灰。
通过采用上述技术方案，偏高岭土性脆而且粘接性好，减小包裹层影响混凝土强度的可能性，还能提高载有裂缝修复剂且包裹表面的载体与混凝土的粘接力，进一步减小产生裂缝的可能性。窑灰能够激发偏高岭土的水化活性，使得偏高岭土与水反硬成凝胶，从而进一步提高载有裂缝修复剂且包裹表面的载体与混凝土的粘接性，减少混凝土缝隙。
优选的，还包括10-15重量份的维生素C。
通过采用上述技术方案，还原性的维生素C与混凝土加工过程中引入的氧气进行氧化还原反应，从而能除去混凝土中氧气，为巴氏芽孢杆菌营造出更适宜的生存环境，进一步促进对混凝土的修复作用，减少混凝土缝隙。
优选的，还包括1-3重量份的芸香素。
通过采用上述技术方案，芸香素能减小维生素C在由于混凝土中少量的铜或铁等金属离子的作用而受到氧化破坏的可能性，进而提高维生素C的稳定性，促进维生素C的除氧作用，从而进一步提高混凝土的修复效果。
优选的，还包括3-5重量份的橙皮素。
通过采用上述技术方案，芸香素和橙皮素能够协同作用，进一步提高维生素C的稳定性，从而进一步提高对混凝土的修复效果，减少混凝土缝隙。
优选的，所述载有裂缝修复剂且包裹表面的载体的制备方法包括以下步骤：
S1、制备巴氏芽孢杆菌菌液；
S2、制备巴氏芽孢杆菌稀释菌液；
S3、将巴氏芽孢杆菌稀释菌液吸附到膨胀珍珠岩内部，然后干燥至恒重，喷洒氯化钙和酵母膏混合溶液后，进行第二次干燥，得到载有裂缝修复剂的载体；
S4、将偏高岭土与窑灰包裹到载体颗粒表面，干燥，得到载有裂缝修复剂且包裹表面的载体。
通过采用上述技术方案，通过真空浸渍法将巴氏芽孢杆菌稀释菌液吸附到膨胀珍珠岩内部，能减小载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备过程中被污染的可能性，进而得到成活率高的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体。
第二方面，本申请提供一种微生物自修复混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种微生物自修复混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将粗骨料和细骨料搅匀，得到骨料混合物；
S2、将水泥、微硅粉和矿粉混匀，得到胶料混合物；
S3、边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
优选的，S3步骤中,边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙、载有裂缝修复剂且包裹表面的载体和含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
通过采用上述技术方案，先将粗骨料和细骨料以及水泥、微硅粉和矿粉混匀分别搅匀后再混合，有利于将集料混合更均匀，然后在加入水，能减小水泥水化粘黏影响骨料拌合均匀的可能性。在其他集料拌匀后再加入载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，能够减小搅拌过程导致膨胀珍珠岩破裂的可能性，进而有利于减少混凝土中缝隙的产生。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用载有裂缝修复剂且包裹表面的载体添加到混凝土中，由于巴氏芽孢杆菌在混凝土中能吸引钙离子形成碳酸钙沉淀，生成的碳酸钙沉淀对混凝土形成的裂缝和孔洞进行填补和修复，获得了减少在缺氧环境中的混凝土中缝隙的效果。
2、本申请中优选采用维生素C与载有裂缝修复剂且包裹表面的载体协同，由于维生素C具有还原性，能与混凝土加工过程中引入的氧气进行氧化还原反应，从而能除去混凝土中氧气，为巴氏芽孢杆菌营造出更适宜的生存环境，获得了进一步促进对混凝土的修复作用，减少混凝土中缝隙的效果。
3、本申请的方法，通过芸香素和维生素C协同，由于芸香素能减小维生素C在由于混凝土中少量的铜或铁等金属离子的作用而受到氧化破坏的可能性，进而提高维生素C的稳定性，促进维生素C的除氧作用，因此获得了进一步提高混凝土的修复效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的原料都是自制或通过商业渠道获得，具体来源如表1所示。
表1
| 名称 | 规格/批号 | 来源 |
| 粗骨料(自制碎石) | 5-25mm连续级配 | / |
| 细骨料(自制机制中砂) | 细度模数2.6 | / |
| 水(自制蒸馏水) | / | / |
| 水泥 | P.O425R | 陕西亚固特建筑装饰材料有限公司 |
| 微硅粉 | SF-1102 | 陕西亚固特建筑装饰材料有限公司 |
| 矿粉 | 陕西亚固特建筑装饰材料有限公司 | |
| 氨基磺酸钠减水剂 | / | 重庆石博士新材料有限公司 |
| 尿素 | AR | 江苏清禾化工有限公司 |
| 氯化钙 | AR | 山东海韵化工有限公司 |
| 厌氧的巴氏芽孢杆菌菌种 | / | 海嘉楚生物工程有限公司 |
| 好氧的科氏芽孢杆菌菌种 | / | 海嘉楚生物工程有限公司 |
| 含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌 | / | 海嘉楚生物工程有限公司 |
| 膨胀珍珠岩 | AR | 信阳金华兰矿业有限公司 |
| 偏高岭土 | AR | 信阳金华兰矿业有限公司 |
| 窑灰 | AR | 信阳金华兰矿业有限公司 |
| 维生素C | AR | 河南佳禾康生物食品科技有限公司 |
| 芸香素 | AR | 陕西慧科植物开发有限公司 |
| 橙皮素 | AR | 陕西慧科植物开发有限公司 |
本申请的自制的碎石，按照GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》检测制得的碎石，表观密度为2630kg/m3，堆积密度1610kg/m3，空隙率32％，含泥量0.3％，满足建筑用碎石的标准。
本申请的自制的机制中砂，按照GB/T14684-2011《建筑用砂》检测制得的机制中砂，表观密度为2730kg/m3，松散堆积密度1610kg/m3，空隙率37％，含泥量0.2％，制出的机制中砂都为球形颗粒，没有片状。
本申请的水泥为市购的普通硅酸盐水泥，按照GB175-2007《通用硅酸盐水泥》检测该水泥，80μm方孔筛的筛余≤10％，初凝时间≥45min，终凝时间≤600min，3天抗折强度平均值≥4.0MPa，28天抗折强度平均值≥6.5MPa，7天抗压强度平均值≥22.0MPa，28天抗压强度平均值≥42.5MPa，满足混凝土要求。
载有裂缝修复剂且包裹表面的载体的制备例
制备例1
一种载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，包括以下步骤：
S1、向1L蒸馏水中依次加入蛋白胨5.2g，牛肉膏3.1g，碳酸氢钠0.43g，碳酸钠0.51g，然后用1mol/L碳酸钠溶液调节pH值调整为9.5，在110℃高温灭菌45min，得到培养基；
S2、将具有厌氧嗜碱特性并具备以乳酸盐为基质合成碳酸盐能力的巴氏芽孢杆菌接种至培养基中，然后将培养基放入恒温摇床中内，在28℃下，115r/min转速下，恒温培养24h，得到巴氏芽孢杆菌菌液；
S3、将占混凝土整体重量份11份的尿素加入巴氏芽孢杆菌菌液中后，用蒸馏水将巴氏芽孢杆菌菌液稀释至OD600值为0.3，得到巴氏芽孢杆菌稀释菌液；
S4、利用真空浸渍法，在-0.05MPa的压力下，吸附30min，将巴氏芽孢杆菌稀释菌液吸附到陶粒内部，然后用烘箱在40℃下干燥至恒重后，喷洒氯化钙和酵母膏混合溶液，用烘箱在45℃下进行第二次干燥，得到载有裂缝修复剂的载体；
S5、将矿粉与蒸馏水拌和制备成喷液，对载体颗粒表面进行喷涂，将包裹完毕的载体颗粒在常温下干燥，得到载有裂缝修复剂且包裹表面的载体。
制备例2
一种载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，与制备例1的区别之处在于：S2步骤中，将具有好氧嗜碱特性的科氏芽孢杆菌接种至培养基中，然后将培养基放入恒温摇床中内，在28℃下，115r/min转速下，恒温培养24h，得到巴氏芽孢杆菌菌液。
制备例3
一种载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，与制备例1的区别之处在于：S3步骤中，将占混凝土整体重量份11.5份的尿素加入巴氏芽孢杆菌菌液中后，用蒸馏水将巴氏芽孢杆菌菌液稀释至OD600值为0.3，得到巴氏芽孢杆菌稀释菌液。
制备例4
一种载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，与制备例1的区别之处在于：S3步骤中，将占混凝土整体重量份13份的尿素加入巴氏芽孢杆菌菌液中后，用蒸馏水将巴氏芽孢杆菌菌液稀释至OD600值为0.3，得到巴氏芽孢杆菌稀释菌液。
制备例5
一种载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，与制备例1的区别之处在于：S4步骤中，利用真空浸渍法，在-0.05MPa的压力下，吸附30min，将巴氏芽孢杆菌稀释菌液吸附到膨胀珍珠岩内部，然后用烘箱在40℃下干燥至恒重后，喷洒氯化钙和酵母膏混合溶液，用烘箱在45℃下进行第二次干燥，得到载有裂缝修复剂的载体。
制备例6
一种载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，与制备例1的区别之处在于：S5步骤中，将偏高岭土、窑灰进行拌合与蒸馏水，制备成喷液，对膨胀珍珠岩表面进行喷涂，将包裹完毕的载体颗粒在常温下干燥，得到载有裂缝修复剂且包裹表面的载体。
制备例7
S5用等量的蒸馏水对载体颗粒表面进行喷涂，将包裹完毕的载体颗粒在常温下干燥，得到载有裂缝修复剂且包裹表面的载体。
制备例8
一种载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，与制备例1的区别之处在于：S3步骤中，将占混凝土整体重量份11.5份的蒸馏水代替尿素加入巴氏芽孢杆菌菌液中后，用蒸馏水将巴氏芽孢杆菌菌液稀释至OD600值为0.3，得到巴氏芽孢杆菌稀释菌液。
实施例
各实施例中的组分和配比如表2所示。
表2实施例中的组分和配比
以上实施例的制备方法为：
实施例1
一种微生物自修复混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、按表2中的重量份，将粗骨料和细骨料搅匀，得到骨料混合物；
S2、按表2中的重量份，将水泥、微硅粉和矿粉混匀，得到胶料混合物；
S3、按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例1制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
实施例2
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例1的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例3制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
实施例3
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例4制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
实施例4-5
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙、制备例1制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体和含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
实施例6
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例5制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
实施例7
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例6制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
实施例8-9
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙、制备例1制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体和维生素C。
实施例10-11
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例8的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙、制备例1制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体、维生素C和芸香素。
实施例12-13
一种微生物自修复混凝土制备方法，与实施例8的制备方法区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙、制备例1制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体、维生素C、芸香素和橙皮素。
对比例
各对比例中的组分和配比如表3所示。
表3对比例中的组分和配比
以上对比例的制备方法为：
对比例1
一种微生物自修复混凝土制备方法与实施例2的制备方法的区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例2制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
对比例2
一种微生物自修复混凝土制备方法与实施例2的制备方法的区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例7制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
对比例3
一种微生物自修复混凝土制备方法与实施例2的制备方法的区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水和制备例2制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
对比例4
一种微生物自修复混凝土制备方法与实施例2的制备方法的区别之处在于：S3步骤中，按表2中的重量份，边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和制备例8制得的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
检测试验
按实施例和对比例的配比和制备方法分别制备试块，每一个实施例和对比例制备三个试块，试块为长20cm，宽20cm，高20cm的长方体，试块成型后在空气中带模养护7天，然后在水中养护6个月。
检测方法
1、渗水深度：将试块取出自然风干后，按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的逐级加压法测试混凝土标准试块的渗水深度。
2、将试块自然风干后，将试块对切成形成两块相同的长方体，利用扫描电子显微镜对混凝土标准试块切面进行微观观测，观测其表面裂纹。
测试结果
以上各实施例制得的微生物自修复混凝土的性能测试结果如表4所示：
表4各实施例制得的微生物自修复混凝土的性能测试结果
以上各对比例制得的微生物自修复混凝土的性能测试结果如表5所示：
表5各对比例制得的微生物自修复混凝土的性能测试结果
1、结合实施例1-13和对比例1并结合表2-5可以看出，厌氧的巴氏芽孢杆菌添加到混凝土中，制得的混凝土观测不到裂缝，并且渗水深度更小，表明厌氧的巴氏芽孢杆菌添加到混凝土中，有利于减少在缺氧环境中的混凝土中缝隙。可能是由于当混凝土出现微裂缝时，裂缝的扩展使得裂缝部位附近载有裂缝修复剂且包裹表面的载体发生破裂，水与氧气进入载体，使得载体中处于休眠状态的巴氏芽孢杆菌孢子苏醒，恢复代谢功能。由于巴氏芽孢杆菌为厌氧菌，能够在缺氧的尿素-氯化钙体系中螯合钙离子，同时新陈代谢产生脲酶，脲酶水解尿素生成氨气和二氧化碳，致使混凝土中局部碳酸根离子浓度增大，巴氏芽孢杆菌还能为碳酸钙沉积提供成核位点，因此，巴氏芽孢杆菌在混凝土中能吸引钙离子形成碳酸钙沉淀，生成的碳酸钙沉淀对混凝土形成的裂缝和孔洞进行填补和修复。
2、结合实施例1-13和对比例2并结合表2-5可以看出，对载体表面进行包覆时，制得的混凝土观测不到裂缝，并且渗水深度更小，从而起到进一步减少混凝土中裂缝的可能。可见，对载有裂缝修复剂的载体表面进行包裹，能够减小混凝土拌和过程中导致膨胀载体破裂，或拌合水导致载体吸附的乳酸钙溶解的可能性，进而减小裂缝修复剂提前失效的可能性，从而提高修复效果，进一步减少混凝土缝隙。
3、结合实施例1-13和对比例3并结合表2-5可以看出，当混凝土基体中缺乏氯化钙时，混凝土中尿素-氯化钙体系被破坏，使得巴氏芽孢杆菌对裂缝的修补能力降低。
4、结合实施例1-13和对比例4并结合表2-5可以看出，当缺少了尿素时，混凝土中尿素-氯化钙体系也被破坏，使得巴氏芽孢杆菌对裂缝的修补能力降低。
5、结合实施例2和实施例4-5并结合表2-5可以看出，当混凝土基体中添加含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌时，制得的混凝土观测不到裂缝，并且渗水深度相对于实施例2更小。可见，含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌能够向混凝土中补充脲酶，促进二氧化碳生成，因此，含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌能和巴氏芽孢杆菌协同作用，进一步提高对混凝土的修复效果，从而进一步减少混凝土中的缝隙。
5、结合实施例2和实施例6并结合表2-5可以看出，当载体为膨胀珍珠岩时，制得的混凝土观测不到裂缝，并且渗水深度相对于实施例2更小。可见，膨胀珍珠岩是表面光滑，因此可以均匀的分布在混凝土中，并且内部为蜂窝状结构，具有许多开放孔，能够将巴氏芽孢杆菌携载在孔洞内。膨胀珍珠岩良好的吸水性使得载体破裂后更容易接触水分和空气，有利于内部巴氏芽孢杆菌孢子快速苏醒，在裂缝还未扩大前进行及时填补，提高修复效果，进一步减少混凝土缝隙。此外，由于膨胀珍珠岩隔热效果好，内部环境温度更稳定，有利于能延长巴氏芽孢杆菌成活寿命，从而更进一步提高修复效果，减少混凝土缝隙。
6、结合实施例2和实施例7并结合表2-5可以看出，当使用载体表面包裹的材料为偏高岭土与窑灰时，制得的混凝土观测不到裂缝，并且渗水深度相对于实施例2更小。能够证明偏高岭土性脆而且粘接性好，既能减小包裹层影响混凝土强度的可能性，还能提高载有裂缝修复剂且包裹表面的载体与混凝土的粘接力，进一步减小产生裂缝的可能性。而窑灰能够激发偏高岭土的水化活性，使得偏高岭土与水反硬成凝胶，从而进一步提高载有裂缝修复剂且包裹表面的载体与混凝土的粘接性，减少混凝土缝隙。
7、结合实施例2和实施例8-9并结合表2-5可以看出，向混凝土中添加适量维生素C后，制得的混凝土观测不到裂缝，并且渗水深度相对于实施例2更小。可见，还原性的维生素C与混凝土加工过程中引入的氧气进行氧化还原反应，从而能除去混凝土中氧气，为巴氏芽孢杆菌营造出更适宜的生存环境，进一步促进对混凝土的修复作用，减少混凝土缝隙。
8、结合实施例8和实施例10-11并结合表2-5可以看出，将维生素C和芸香素一起添加到混凝土中时，制得的混凝土观测不到裂缝，并且渗水深度相对于实施例8更小。可见，芸香素能减小维生素C在由于混凝土中少量的铜或铁等金属离子的作用而受到氧化破坏的可能性，进而提高维生素C的稳定性，促进维生素C的除氧作用，从而进一步提高混凝土的修复效果。
9、结合实施例8和实施例10-11并结合表2-5可以看出，将维生素C和芸香素一起添加到混凝土中时，芸香素和橙皮素能够协同作用，进一步提高维生素C的稳定性，从而进一步提高对混凝土的修复效果，减少混凝土缝隙。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种微生物自修复混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：粗骨料860-980份，细骨料630-760份，水泥320-360份，微硅粉40-55份，矿粉140-180份，水140-160份，氨基磺酸钠减水剂7-9份，尿素11-13份，氯化钙13-15份，载有裂缝修复剂且包裹表面的载体85-100份，其中裂缝修复剂为厌氧的巴氏芽孢杆菌。
2.根据权利要求1所述的一种微生物自修复混凝土，其特征在于：所述裂缝修复剂还包括15-25重量份的含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌。
3.根据权利要求1所述的一种微生物自修复混凝土，其特征在于：所述载体为膨胀珍珠岩。
4.根据权利要求3所述的一种微生物自修复混凝土，其特征在于：所述载有裂缝修复剂且包裹表面的载体表面包裹的材料为偏高岭土与窑灰。
5.根据权利要求1所述的一种微生物自修复混凝土，其特征在于：还包括10-15重量份的维生素C。
6.根据权利要求5所述的一种微生物自修复混凝土，其特征在于：还包括1-3重量份的芸香素。
7.根据权利要求6所述的一种微生物自修复混凝土，其特征在于：还包括3-5重量份的橙皮素。
8.根据权利要求4所述的载有裂缝修复剂且包裹表面的载体制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、挑选具有厌氧嗜碱特性并具备以乳酸盐为基质合成碳酸盐能力的巴氏芽孢杆菌，将菌种接种至培养基中振荡培养，得到巴氏芽孢杆菌菌液；
S2、将尿素加入巴氏芽孢杆菌菌液中后，将巴氏芽孢杆菌菌液稀释至OD600值为0.3，得到巴氏芽孢杆菌稀释菌液；
S3、利用真空浸渍法将巴氏芽孢杆菌菌液吸附到膨胀珍珠岩内部，然后干燥至恒重，喷洒氯化钙和酵母膏混合溶液，第二次干燥，得到载有裂缝修复剂的载体；
S4、将偏高岭土与窑灰进行拌合，制备成喷液，对载体颗粒表面进行喷涂；将包裹完毕的载体颗粒干燥，得到载有裂缝修复剂且包裹表面的载体。
9.一种根据权利要求1所述的一种微生物自修复混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将粗骨料和细骨料搅匀，得到骨料混合物；
S2、将水泥、微硅粉和矿粉混匀，得到胶料混合物；
S3、边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙和载有裂缝修复剂且包裹表面的载体，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
10.根据权利要求9所述的一种微生物自修复混凝土制备方法，其特征在于：S3步骤中,边搅拌边将胶料混合物加入骨料混合物中，然后依次加入水、氯化钙、载有裂缝修复剂且包裹表面的载体和含有外源脲酶基因的重组大肠杆菌，最后加入氨基磺酸钠减水剂，搅匀，得到微生物自修复混凝土。
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