CN114249568A - 一种耐微生物侵蚀防护混凝土及其制备方法 - Google Patents
一种耐微生物侵蚀防护混凝土及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种耐微生物侵蚀防护混凝土及其制备方法，一种耐微生物侵蚀防护混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥、包膜骨料、粉煤灰、硅灰、外加剂、填充纤维、水；包膜骨料制备方法如下：称取短芽孢杆菌菌悬液喷涂至骨料表面，短芽孢杆菌菌悬液与骨料重量比为0.5‑1.5:12，然后表面喷涂聚乙二醇溶液，聚乙二醇溶液与骨料重量比为0.5‑2:12，经干燥，制得包膜骨料；其制备方法为：称取水泥、包膜骨料、粉煤灰、硅灰混合搅拌制得初混料；称取填充纤维、外加剂、水与初混料混合搅拌后制得拌和料；拌和料经养护，制得混凝土；具有较好的耐微生物腐蚀性。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种耐微生物侵蚀防护混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是当代社会最常见的建筑施工材料之一，不仅能够用于建筑施工、桥梁建筑，而且能够用于护堤、污水管道输送等方面。
一般输送污水和处理污水的构筑物等均采用钢筋混凝土结构，并且有机废弃物再利用的土壤的护坡也采用混凝土结构；污水中的有机物以及土壤中的有机废弃物容易为微生物的生长繁殖提供营养物质，而对于混凝土腐蚀效果严重的大多为硫杆菌属，硫杆菌厌氧并且能够分解有机物产生硫化氢气体，产生的硫化氢气体容易与混凝土表面的凝聚水膜反应生成硫酸，从而腐蚀混凝土；混凝土结构被腐蚀后，容易出现表层疏松、砂浆脱落、骨料外露、开裂等问题，严重影响混凝土的机械强度和使用寿命。
因此，急需制备一种耐微生物腐蚀性良好的混凝土。
发明内容
为了使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀性，本申请提供一种耐微生物侵蚀防护混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种耐微生物侵蚀防护混凝土，采用如下的技术方案：
一种耐微生物侵蚀防护混凝土，所述混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥300-385份、包膜骨料1500-1800份、粉煤灰45-65份、硅灰62-85份、外加剂5.4-8.8份、填充纤维20-45份、水150-180份；
包膜骨料制备方法如下：称取短芽孢杆菌菌悬液喷涂至骨料表面，短芽孢杆菌菌悬液与骨料重量比为0.5-1.5:12，然后表面喷涂聚乙二醇溶液，聚乙二醇溶液与骨料重量比为0.5-2:12，经干燥，制得包膜骨料。
通过采用上述技术方案，骨料、短芽孢杆菌、聚乙二醇相配合，使骨料表面负载有短芽孢杆菌，然后在聚乙二醇的粘结包覆作用下，使短芽孢杆菌较为稳定的粘附在骨料表面，当微生物与混凝土接触腐蚀混凝土时，在骨料较大的比表面积作用下，便于与微生物接触，骨料表面的短芽孢杆菌分泌的短芽菌肽对硫杆菌属以及其他微生物具有较强的杀灭和抑制作用，从切断微生物与混凝土接触的角度，阻止混凝土被腐蚀，使成品混凝土具有较好的耐微生物腐蚀作用。
骨料、短芽孢杆菌、聚乙二醇相配合，当骨料与水泥浆接触后，利用聚乙二醇表面粗糙结构配合聚乙二醇对水泥浆的连接作用力，进一步提高水泥浆与骨料之间的粘结力，从而提高水泥与骨料之间的粘结作用力，配合填充纤维、硅灰、粉煤灰的填充，进一步提高混凝土内部结构致密度，从而阻止硫化氢气体与微生物进入混凝土内部结构中，尽量避免微生物使混凝土出现表层疏松、砂浆脱落、骨料外露、开裂等问题，使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀作用，以保证混凝土的机械强度并延长混凝土的使用寿命。
优选的，所述骨料由重量比为1:0.25-0.6的碎石和河砂组成。
通过采用上述技术方案，河砂、碎石相配合并限定其重量比，不仅便于骨料与微生物接触，从而达到抑制、杀灭微生物的目的，并且适宜的级配，能够提高混凝土内部结构致密度，从而提高混凝土的耐腐蚀性，达到保证混凝土机械强度和延长混凝土使用寿命的效果。
优选的，所述短芽孢杆菌菌悬液浓度为20-100cfu/mL。
通过采用上述技术方案，便于短芽孢杆菌菌悬液较为均匀的分散在骨料表面，从而便于对微生物实现抑制、杀灭。
优选的，所述聚乙二醇溶液由重量比为1:0.6-1.5的聚乙二醇600和乙醇组成。
通过采用上述技术方案，使聚乙二醇溶液具有适宜的粘度，便于将短芽孢杆菌较为稳定的粘附在骨料表面的同时，便于形成包膜结构，其包膜结构便于与水泥浆结合，并且便于与填充纤维相粘结，从而进一步提高混凝土内部结构致密度，以提高混凝土耐腐蚀性，保证混凝土在微生物条件下具有较好的机械强度和使用寿命。
优选的，所述填充纤维由重量比为1:1-2.5的玄武岩纤维和氧化铝纤维组成。
通过采用上述技术方案，玄武岩纤维、氧化铝纤维相配合，用氧化铝纤维的柔性与玄武岩纤维形成网络交织结构，网络交织结构便于粉煤灰、硅灰、水泥浆的填充，并且其较大的比表面积便于与骨料相接触，从而实现填充纤维、水泥浆、骨料的网络连接结构，以提高混凝土内部结构致密度，从而使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀性，并保证混凝土结构具有较好的机械强度和较长的使用寿命。
优选的，所述填充纤维采用如下方法制备而成：
称取玄武岩纤维和氧化铝纤维混合搅拌，制得混合纤维；
称取交联淀粉液喷涂到混合纤维表面，混合纤维与交联淀粉液重量比为1:0.2-0.8，干燥后制得负载纤维；
将负载纤维置于浓度0.1-1％的氢氧化钡水溶液中浸泡，取出负载纤维经干燥，制得填充纤维。
通过采用上述技术方案，玄武岩纤维、氧化铝纤维、交联淀粉、氢氧化钡相配合，玄武岩纤维和氧化铝纤维交织形成的网络结构便于负载交联淀粉，在交联淀粉较好的吸附作用以及混合纤维较大的比表面积下，提高填充纤维对氢氧化钡的吸附量，干燥后，使得填充纤维网络结构内部以及交联淀粉结构内部较为均匀的负载氢氧化钡。
当微生物分解的硫化氢形成硫酸时，在玄武岩纤维、氧化铝纤维的引流作用下便于与硫酸接触，硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀，硫酸钡沉淀填充在网络结构内部孔隙中，进一步提高混凝土内部结构的致密性，并且实现对硫酸的处理，阻止硫酸在混凝土内部结构中不断运动、迁移腐蚀混凝土内部结构，从而使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀性能，保证混凝土具有较好的机械强度以及较长的使用寿命。
优选的，所述交联淀粉液采用如下方法制备而成：
称取10-20份淀粉添加至35-55份pH为8的氢氧化钠溶液中，搅拌溶解后，添加0.1-0.5份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌溶解后，制得交联淀粉液。
通过采用上述技术方案，制得的交联淀粉具有较好的吸附作用，从而便于吸附较高含量的氢氧化钡，以便于氢氧化钡与混凝土内部的硫酸反应生成沉淀，从而延长混凝土的使用寿命。
优选的，所述干燥为冷冻干燥。
通过采用上述技术方案，冷冻干燥便于保护交联淀粉形成的网络结构，便于交联淀粉促进填充纤维与水泥浆、包膜骨料之间连接，并且保证填充纤维结构中负载较高含量的氢氧化钡，使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀性，从而使混凝土具有较好的强度和较长的使用寿命。
优选的，所述外加剂为聚羧酸高效减水剂。
通过采用上述技术方案，能够提高混凝土的机械强度，减少混凝土收缩裂缝。
第二方面，本申请提供一种耐微生物侵蚀防护混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐微生物侵蚀防护混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取水泥、包膜骨料、粉煤灰、硅灰混合搅拌制得初混料；
S2、称取填充纤维、外加剂、水与初混料混合搅拌后制得拌和料；
S3、拌和料经养护，制得混凝土。
通过采用上述技术方案，首先将水泥、包膜骨料、粉煤灰、硅灰混合搅拌，使包膜骨料与水泥较为均匀的接触，便于后期水泥浆与包膜骨料形成粘结作用，并且使粉煤灰、硅灰与水泥浆较为均匀的接触，提高混凝土内部结构的填充致密度，以提高混凝土的耐微生物腐蚀性；然后与填充纤维接触，使填充纤维较为分散、均匀的粘结在混凝土内部结构中，便于填充纤维与硫酸相接触，以提高混凝土的耐微生物腐蚀性。
通过提高混凝土的耐微生物腐蚀性，尽量避免微生物使混凝土出现表层疏松、砂浆脱落、骨料外露、开裂等问题，以保证混凝土的机械强度并延长混凝土的使用寿命。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、填充纤维、包膜骨料、水泥浆相配合，通过提高混凝土内部结构的致密度以提高混凝土的耐微生物腐蚀性，并且利用骨料表面负载的短芽孢杆菌对硫杆菌属以及其他微生物的杀灭作用，进一步提高混凝土的耐微生物腐蚀性，同时利用填充纤维中的氢氧化钡与生成的硫酸反应，实现对硫酸的处理，尽量避免硫酸在混凝土内部结构中流动、迁移，提高混凝土的耐腐蚀性；从而保证混凝土的机械强度以及混凝土的使用寿命。
2、玄武岩纤维、氧化铝纤维、粉煤灰、硅灰相配合，利用玄武岩纤维和氧化铝纤维的结构的填充作用，配合其较好的强度，提高混凝土的机械强度；配合粉煤灰、硅灰较好的填充效果，进一步提高混凝土内部结构致密度，以使混凝土具有较高的机械强度。
3、填充纤维、包膜骨料、水泥浆相配合，利用填充纤维中的交联淀粉配合包膜骨料中的聚乙二醇以及水泥浆，进一步提高填充纤维、包膜骨料与水泥浆的结合力，从而提高混凝土结构的致密度，以保证混凝土具有较好的机械强度和较长的使用寿命。
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。
包膜骨料的制备例
以下原料中的短芽孢杆菌购买于中国菌种保藏中心的短小芽孢杆菌；碎石购买于灵寿县耀泰矿产品有限公司，含水率0.01％，含泥量0.01％，规格为8-12mm；河砂购买于石家庄亿田矿产品有限公司生产的河砂，含水率0.001％，含泥量0.001％，堆积密度1700，规格3-5mm；无水乙醇购买于山东创赢化工有限公司，含量99.5％；其他原料均为普通市售。
制备例1：包膜骨料采用如下方法制备而成：
称取1kg短芽孢杆菌菌悬液喷涂至12kg骨料表面，短芽孢杆菌菌悬液浓度为50cfu/mL，骨料由8kg碎石和4kg河砂组成，然后表面喷涂1.4kg聚乙二醇溶液，聚乙二醇溶液由0.7kg聚乙二醇600和0.7kg无水乙醇混合制得，经干燥，制得包膜骨料。
制备例2：包膜骨料采用如下方法制备而成：
称取0.5kg短芽孢杆菌菌悬液喷涂至12kg骨料表面，短芽孢杆菌菌悬液浓度为100cfu/mL，骨料由9.6kg碎石和2.4kg河砂组成，然后表面喷涂0.5kg聚乙二醇溶液，聚乙二醇溶液由0.3125kg聚乙二醇600和0.1875kg无水乙醇混合制得，经干燥，制得包膜骨料。
制备例3：包膜骨料采用如下方法制备而成：
称取1.5kg短芽孢杆菌菌悬液喷涂至12kg骨料表面，短芽孢杆菌菌悬液浓度为20cfu/mL，骨料由7.5kg碎石和4.5kg河砂组成，然后表面喷涂2kg聚乙二醇溶液，聚乙二醇溶液由0.8kg聚乙二醇600和1.2kg无水乙醇混合制得，经干燥，制得包膜骨料。
交联淀粉的制备例
以下原料均为普通市售。
制备例4：交联淀粉采用如下方法制备而成：
称取15kg淀粉添加至42kgpH为8的氢氧化钠溶液中，在100℃条件下加热搅拌至淀粉全部溶解后变澄清，然后添加0.35kgN,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌溶解，然后降温至50℃，添加0.2kg司盘60，0.5kg环己烷，在300r/min的转速下搅拌乳化20min，然后调节pH至6.5，制得交联淀粉液。
制备例5：交联淀粉采用如下方法制备而成：
称取10kg淀粉添加至35kgpH为8的氢氧化钠溶液中，在100℃条件下加热搅拌至淀粉全部溶解后变澄清，然后添加0.1kgN,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌溶解，然后降温至50℃，添加0.2kg司盘60，0.5kg环己烷，在300r/min的转速下搅拌乳化20min，然后调节pH至6.5，制得交联淀粉液。
制备例6：交联淀粉采用如下方法制备而成：
称取20kg淀粉添加至55kgpH为8的氢氧化钠溶液中，在100℃条件下加热搅拌至淀粉全部溶解后变澄清，然后添加0.5kgN,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌溶解，然后降温至50℃，添加0.2kg司盘60，0.5kg环己烷，在300r/min的转速下搅拌乳化20min，然后调节pH至6.5，制得交联淀粉液。
填充纤维的制备例
以下原料中的玄武岩纤维购买于山东泰诚纤维有限公司生产的玄武岩纤维短切丝，长度5mm；氧化铝纤维购买于浙江嘉华晶体纤维有限公司，长度6mm；其他原料及设备均为普通市售。
制备例7：填充纤维采用如下方法制备而成：
称取1kg玄武岩纤维和1.5kg氧化铝纤维混合搅拌，制得混合纤维；
称取1.25kg制备例4制备的交联淀粉液喷涂到混合纤维表面，冷冻干燥后，制得负载纤维；将负载纤维置于5kg浓度0.5％的氢氧化钡水溶液中浸泡5min，然后取出负载纤维经冷冻干燥，制得填充纤维。
制备例8：填充纤维采用如下方法制备而成：
称取1kg玄武岩纤维和1kg氧化铝纤维混合搅拌，制得混合纤维；
称取0.4kg制备例5制备的交联淀粉液喷涂到混合纤维表面，冷冻干燥后，制得负载纤维；将负载纤维置于5kg浓度0.1％的氢氧化钡水溶液中浸泡5min，然后取出负载纤维经冷冻干燥，制得填充纤维。
制备例9：填充纤维采用如下方法制备而成：
称取1kg玄武岩纤维和2.5kg氧化铝纤维混合搅拌，制得混合纤维；
称取2.8kg制备例6制备的交联淀粉液喷涂到混合纤维表面，冷冻干燥后，制得负载纤维；将负载纤维置于7kg浓度1％的氢氧化钡水溶液中浸泡5min，然后取出负载纤维经冷冻干燥，制得填充纤维。
实施例
以下原料均为普通市售。
实施例1：一种耐微生物侵蚀防护混凝土：
水泥345kg、制备例1制得的包膜骨料1680kg、粉煤灰52kg、硅灰74kg、外加剂7.4kg、制备例7制得的填充纤维35kg、水165kg；水泥为P.O42.5的硅酸盐水泥；粉煤灰为F类粉煤灰；硅灰为H系硅微粉，含硅量≥99％；外加剂为聚羧酸高效减水剂；
制备方法为：
S1、称取水泥、包膜骨料、粉煤灰、硅灰混合搅拌30s，制得初混料；
S2、称取填充纤维、外加剂、水与初混料混合搅拌20s，制得拌和料；
S3、拌和料经浇筑、养护，制得混凝土。
实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于：
水泥300kg、制备例2制得的包膜骨料1500kg、粉煤灰45kg、硅灰85kg、外加剂5.4kg、制备例8制得的填充纤维20kg、水150kg；外加剂为萘系高效减水剂。
实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：
水泥385kg、制备例3制得的包膜骨料1800kg、粉煤灰65kg、硅灰62kg、外加剂8.8kg、制备例9制得的填充纤维45kg、水180kg。
实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：
填充纤维原料中以同等质量的玄武岩纤维替换氧化铝纤维。
实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：
填充纤维在制备过程中：
称取1kg玄武岩纤维和1.5kg氧化铝纤维混合搅拌，制得填充纤维。
实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：
填充纤维在制备过程中：
称取1kg玄武岩纤维和1.5kg氧化铝纤维混合搅拌，制得混合纤维；
将混合纤维置于5kg浓度0.5％的氢氧化钡水溶液中浸泡5min，然后取出混合纤维经冷冻干燥，制得填充纤维。
实施例7：本实施例与实施例1的不同之处在于：
填充纤维在制备过程中：
称取1kg玄武岩纤维和1.5kg氧化铝纤维混合搅拌，制得混合纤维；
称取1.25kg制备例4制备的交联淀粉液喷涂到混合纤维表面，冷冻干燥后，制得填充纤维。
对比例
对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于：
包膜骨料制备过程中，称取8kg碎石和4kg河砂，表面喷涂1.4kg聚乙二醇溶液，聚乙二醇溶液由0.7kg聚乙二醇600和0.7kg无水乙醇混合制得，经干燥，制得包膜骨料。
对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于：
称取1kg短芽孢杆菌菌悬液喷涂至12kg骨料表面，短芽孢杆菌菌悬液浓度为50cfu/mL，骨料由8kg碎石和4kg河砂组成，经干燥，制得包膜骨料。
对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于：
称取8kg碎石和4kg河砂，经水洗、干燥后，制得包膜骨料。
对比例4：本对比例与实施例1的不同之处在于：
原料中未添加填充纤维，骨料由重量比为1:0.5的碎石和河砂组成。
性能检测试验
1、抗压强度检测
分别采用实施例1-7以及对比例1-4的制备方法制备混凝土标准试块，按照GB/T50081-2019《普通混凝士力学性能试验方法标准》的方法检测标准试块养护28d的抗压强度，记为试样A数据；并且将标准试块养护28d后置于污水中浸泡12h，污水中共存有大量含碳、氢、氧、氮、硫等有机物和无机物，并存在硫杆菌属类微生物，浸泡结束后，取出标准试块，重新检测抗压强度，记为试样B数据，实施例1-7以及对比例1-4除试块选择不同，其他物质及指标均相同。
2、抗折强度检测
分别采用实施例1-7以及对比例1-4的制备方法制备混凝土标准试块，按照GB/T50081-2019《普通混凝士力学性能试验方法标准》的方法检测标准试块养护28d的抗折强度，记为试样A数据；并且将标准试块养护28d后置于污水中浸泡12h，污水中共存有大量含碳、氢、氧、氮、硫等有机物和无机物，并存在硫杆菌属类微生物，浸泡结束后，取出标准试块，重新检测抗折强度，记为试样B数据，实施例1-7以及对比例1-4除试块选择不同，其他物质及指标均相同。
3、抗裂性能检测
分别采用实施例1-7以及对比例1-4的制备方法制备混凝土，按照GB/T50081-2019《普通混凝士力学性能试验方法标准》的方法制备标准试块，计算混凝土浇筑24h后测量得到的单位面积的裂缝数，记为试样A数据；然后将标准试块置于污水中浸泡12h，污水中共存有大量含碳、氢、氧、氮、硫等有机物和无机物，并存在硫杆菌属类微生物，浸泡结束后，取出标准试块，重新计算单位面积的裂缝数，记为试样B数据，实施例1-7以及对比例1-4除试块选择不同，其他物质及指标均相同。
表1性能检测表
结合实施例1和实施例2-3并结合表1可以看出，本申请具有较好的机械强度和抗裂性能，并且在经过微生物腐蚀后，本申请机械强度变化值较小，并且裂缝条数增加较少，说明本申请采用填充纤维、包膜骨料、水泥浆相配合，通过提高混凝土内部结构致密度以提高混凝土的机械强度和耐微生物腐蚀性，并且以短芽孢杆菌对微生物的杀灭、抑制作用配合氢氧化钡对硫酸的处理效果，进一步提高混凝土的耐微生物腐蚀性，以保证混凝土的机械强度并延长混凝土的使用寿命。
结合实施例1和实施例4-7并结合表1可以看出，实施例4经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且实施例4经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明玄武岩纤维和氧化铝纤维相配合形成网络结构，便于负载更高含量的氢氧化钡，便于氢氧化钡与硫酸接触、反应，从而使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀作用，以保证混凝土的机械强度，延长混凝土的使用寿命。
实施例5填充纤维在制备过程中，混合纤维表面未经交联淀粉液和氢氧化钡水溶液的处理，相比于实施例1，实施例5制备的混凝土抗压强度、抗折强度均小于实施例1，抗裂性能差于实施例1；说明交联淀粉、复合纤维、氢氧化钡相配合，促进填充纤维与包膜骨料、水泥浆接触、粘结，从而提高混凝土内部结构致密度，以提高混凝土的机械强度。
实施例5经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且实施例5经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明交联淀粉配合玄武岩纤维、氧化铝纤维便于较高含量的负载氢氧化钡，当微生物分解的硫化氢与混凝土接触形成硫酸时，在玄武岩纤维、氧化铝纤维的引流作用下便于硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀，硫酸钡沉淀填充在网络结构内部孔隙中，进一步提高混凝土内部结构的致密性，并且实现对硫酸的处理，阻止硫酸在混凝土内部结构中不断运动、迁移腐蚀混凝土内部结构，从而使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀性能，保证混凝土具有较好的机械强度以及较长的使用寿命。
实施例6填充纤维在制备过程中，混合纤维表面未经交联淀粉的处理，相比于实施例1，实施例6制得的混凝土抗压强度、抗折强度均小于实施例1对应强度，并且实施例6抗裂性差于实施例1，说明在交联淀粉的作用下，能够进一步促进包膜骨料与填充纤维之间结合，并且进一步促进填充纤维与水泥浆之间的结合，从而提高混凝土结构致密度，使混凝土具有较好的机械强度和较好的抗裂性能。
实施例6经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且实施例6经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明在交联淀粉的吸附作用下，便于氢氧化钙负载在填充纤维中，没有交联淀粉的作用下，填充纤维表面氢氧化钙负载量较少，影响了氢氧化钙与硫酸之间的结合，从而影响混凝土的耐微生物腐蚀性，影响了混凝土的机械强度和使用寿命。
实施例7填充纤维在制备过程中，混合纤维表面未经氢氧化钡的处理，相比于实施例1，实施例7经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且实施例7经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明氢氧化钡能够与硫酸相结合，以缓解混凝土的腐蚀，从而使混凝土具有耐腐蚀性，保证混凝土的机械强度和使用寿命。
结合实施例1和对比例1-4并结合表1可以看出，对比例1包膜骨料在制备过程中，骨料表面未经短芽孢杆菌菌悬液处理，相比于实施例1，对比例1经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且对比例1经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明短芽孢杆菌分泌的短芽菌肽对硫杆菌属以及其他微生物具有较强的杀灭和抑制作用，配合骨料的分散效果以及骨料较大的表面积，便于短芽孢杆菌与微生物相接触，从切断微生物与混凝土接触的角度，阻止混凝土被腐蚀，使成品混凝土具有较好的耐微生物腐蚀作用。
对比例2包膜骨料在制备过程中，骨料表面未喷涂聚乙二醇溶液，相比于实施例，对比例2制备的混凝土抗压强度、抗折强度均小于实施例1，抗裂性能差于实施例1，说明聚乙二醇、水泥浆相配合，促进包膜骨料与水泥浆之间结合，从而提高混凝土内部结构致密度，使混凝土具有较好的机械强度和抗裂性能。
对比例2经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且对比例2经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明未经聚乙二醇膜包覆的短芽孢杆菌对成品混凝土的耐微生物腐蚀性能有影响。
对比例3包膜骨料在制备过程中，骨料表面既没有喷涂短芽孢杆菌菌悬液，也没有喷涂聚乙二醇溶液，相比于实施例1，对比例3制备的混凝土抗压强度、抗折强度均小于实施例1，抗裂性能差于实施例1；说明短芽孢杆菌、骨料、聚乙二醇相配合，能够增加包膜骨料与水泥浆之间的结合力，以提高混凝土的机械强度和抗裂性能。
对比例3经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且对比例3经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明短芽孢杆菌、骨料、聚乙二醇相配合，便于为微生物实现抑制、杀灭，以阻止微生物产生硫化氢影响混凝土的机械强度和使用寿命。
对比例4混凝土原料中未添加填充纤维，并且骨料未经包膜处理，相比于实施例1，对比例4制备的混凝土抗压强度、抗折强度均小于实施例1，抗裂性能差于实施例1；说明填充纤维、包膜骨料、水泥浆相配合，能够提高混凝土的机械强度和抗裂性能。
对比例4经污水处理后的混凝土的抗压强度、抗折强度与未经污水处理的抗压强度、抗折强度差值大于实施例1对应差值，并且对比例4经污水处理后的混凝土裂缝条数增加量大于实施例1裂缝条数增加量；说明填充纤维、包膜骨料相配合，通过提高混凝土内部结构致密度阻止微生物附着以及硫酸的迁移、并且通过杀灭微生物切断硫化氢来源，同时阻止硫化氢生成的硫酸在混凝土内部结构中迁移，以使混凝土具有较好的耐微生物腐蚀性，保证混凝土具有较好的机械强度和较长的使用寿命。
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)
1.一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥300-385份、包膜骨料1500-1800份、粉煤灰45-65份、硅灰62-85份、外加剂5.4-8.8份、填充纤维20-45份、水150-180份；
包膜骨料制备方法如下：称取短芽孢杆菌菌悬液喷涂至骨料表面，短芽孢杆菌菌悬液与骨料重量比为0.5-1.5:12，然后表面喷涂聚乙二醇溶液，聚乙二醇溶液与骨料重量比为0.5-2:12，经干燥，制得包膜骨料。
2.根据权利要求1所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于：所述骨料由重量比为1:0.25-0.6的碎石和河砂组成。
3.根据权利要求1所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述短芽孢杆菌菌悬液浓度为20-100cfu/mL。
4.根据权利要求1所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述聚乙二醇溶液由重量比为1:0.6-1.5的聚乙二醇600和乙醇组成。
5.根据权利要求1所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述填充纤维由重量比为1:1-2.5的玄武岩纤维和氧化铝纤维组成。
6.根据权利要求5所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述填充纤维采用如下方法制备而成：
称取玄武岩纤维和氧化铝纤维混合搅拌，制得混合纤维；
称取交联淀粉液喷涂到混合纤维表面，混合纤维与交联淀粉液重量比为1:0.2-0.8，干燥后制得负载纤维；
将负载纤维置于浓度0.1-1%的氢氧化钡水溶液中浸泡，取出负载纤维经干燥，制得填充纤维。
7.根据权利要求6所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述交联淀粉液采用如下方法制备而成：
称取10-20份淀粉添加至35-55份pH为8的氢氧化钠溶液中，搅拌溶解后，添加0.1-0.5份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌溶解后，制得交联淀粉液。
8.根据权利要求6所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述干燥为冷冻干燥。
9.根据权利要求1所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土，其特征在于，所述外加剂为聚羧酸高效减水剂。
10.权利要求1-9任一项所述的一种耐微生物侵蚀防护混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取水泥、包膜骨料、粉煤灰、硅灰混合搅拌制得初混料；
S2、称取填充纤维、外加剂、水与初混料混合搅拌后制得拌和料；
S3、拌和料经养护，制得混凝土。
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|---|---|---|---|---|
| CN116120020A (zh) * | 2022-07-18 | 2023-05-16 | 福建省春天生态科技股份有限公司 | 一种植物砂浆组合物夯土墙及其施工方法 |
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-
2021
- 2021-12-08 CN CN202111494336.4A patent/CN114249568B/zh active Active
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Denomination of invention: A microbial resistant protective concrete and its preparation method Granted publication date: 20221011 Pledgee: Shenzhen Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pingshan Sub branch Pledgor: SHENZHEN HENGXING BUILDING MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2024980033519 |