CN116041019B - 一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法，其中一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料880‑930份、微生物矿化修复剂62‑116份、石英砂850‑925份、钢纤维52‑60份、微生物菌液168‑176份、外加剂50‑65份。本发明通过添加微生物菌液，微生物菌液中的好氧嗜碱科氏芽孢杆菌一方面能够消耗部分氧气，另一方面通过沉积矿化生成的碳酸钙，能够共同细化气孔，降低早起的内部孔隙体积变化产生的开裂风险。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
由生活污水、工业废水、被污染的雨水等所组成的城市污水，其成分相当复杂，不仅有氮、磷及其化合物、酸、碱、无机盐类和重金属离子等组成的无机物，同时还有碳水化合物、蛋白质与尿素及脂肪等组成的有机物。构成排水管道和污水处理系统的混凝土长期与这一成分复杂的污水接触，必须会被严重腐蚀，影响结构的使用寿命。超高性能混凝土作为一种超高强、高耐久性的特种工程材料，在污水传输及防护工程中具有极大应用前景。
但对于污水环境下的微小细缝，尽管混凝土具有一定的自愈能力，但是在污水持续的侵蚀下，自愈能力受到抑制，远达不到污水环境下修复加固工程中混凝土裂缝的修缮要求。传统的裂缝修复方法有表面修补法、灌浆修补法等，这些修补方法使用的材料或对环境有害或与水泥相容性不好，而且污水环境下修复后的效果也有限，因此对新的、有效的修复技术的研究日益迫切。
利用自然界某些微生物的新陈代谢活动诱导碳酸钙沉积，从而能够有效地填充混凝土裂缝。CN110386771A公开了一种混凝土裂缝自修复用内置微生物球形颗粒及其制备方法，采用三层核壳结构实现微生物修复组分的安全有效；CN111087192A公开了一种用于海工混凝土裂缝自修复的微生物修复剂，将科氏芽孢杆菌、调控剂、乳酸钙固载于珊瑚礁钙质砂上；CN111662034A公布了一种基于微生物添加剂的混凝土制作方法，通过压片后制粒获得，CN104230228B公布了一种微生物自修复混凝土用活性多功能载体及其制备方法，通过粉末造粒技术制备，虽然解决了与水泥相容性的问题，延长了混凝土的使用寿命，但步骤复杂而且成本较高，限制了实际使用。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。
发明内容
本发明的目的是解决上述的不足，提供一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料880-930份、微生物矿化修复剂62-116份、石英砂850-925份、钢纤维52-60份、微生物菌液168-176份、外加剂50-65份。
进一步的，所述微生物矿化修复剂采用如下方法制得：
a1)在密闭容器中放置活性炭，在负压作用下将厌氧反硝化菌悬浊液吸附容器中淹没活性炭，保持恒定负压2-4h后得到载菌活性炭；
a2)将步骤a1)中获得的载菌活性炭放置在40℃的鼓风干燥箱内烘干至恒重；
a3)将烘干后的载菌活性炭放入造粒机中缓慢旋转，之后将配置好的保护层溶液以10g/min在烘干后的载菌活性炭的表面均匀地喷洒2-5min，待自然干燥1h后得到微生物矿化修复剂。
进一步的，在所述a1)步骤中，厌氧反硝化菌悬浊液浓度为5.0×108-8.5×108cfu/ml，厌氧反硝化菌悬浊液与活性碳的重量比为10：1。
进一步的，所述a1)步骤中，密闭容器中负压至真空度≥-0.05MPa。
进一步的，在所述a3)步骤中，保护层溶液为水灰比为5-8:1的硫铝酸盐水泥净浆。
进一步的，所述活性粉料为28d抗压强度≥100MPa的高强UHPC母料。
进一步的，所述外加剂为减水率≥80％的粉料。
进一步的，所述微生物菌液采用如下方法制得：
b1)在固体培养基中活化好氧嗜碱科氏芽孢杆菌，活化后接种至培养基中，得到活化菌；
b2)将装有活化菌的液体培养基放置在恒温摇床内，以30℃、100r/min转速的条件下培养2-4代，得到原代菌液；
b3)将原代菌液用超纯水稀释至菌液溶度为6.0×106-7.5×107cfu/ml，之后添加乳酸钙充分拌合，得到微生物菌液。
进一步的，在所述b3)步骤中，所述乳酸钙为微生物菌液重量份数的1-1.5％。
一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：
S1、将石英砂、微生物矿化修复剂放入混合机中，以20-30r/min的搅拌速度搅拌1-2min，搅拌均匀得到细骨料；
S2、将活性粉料、外加剂均匀加入所述S1步骤中得到的细骨料中，之后以20-30r/min的搅拌速度搅拌1-2min，搅拌均匀得到混合料；
S3、在所述S2步骤中得到的混合料中加入微生物菌液，之后以43-53r/min的搅拌速度搅拌3min，搅拌均匀得到混合浆体；
S4、在所述S3步骤中得到的混合浆体中缓慢加入钢纤维，之后以20-30r/min的搅拌速度搅拌90s后再以43-53r/min的搅拌速度搅拌30s，搅拌均匀装入模具中；
S5、对装入模具中的混凝土进行养护，装模后的混凝土每间隔6h测试模具温度，超过40℃时进行风冷降温，养护28d后即得高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土。
对比现有技术，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过添加微生物菌液，微生物菌液中的好氧嗜碱科氏芽孢杆菌一方面能够消耗部分氧气，另一方面通过沉积矿化生成的碳酸钙，能够共同细化气孔，降低早起的内部孔隙体积变化产生的开裂风险；
2、本发明通过添加微生物矿化修复剂，当混凝土开裂后，微生物矿化修复剂内的厌氧反硝化菌一方面能够催化有机氮源的分解，迅速提高细菌周围环境的pH值，维持了水环境中的监督，形成竞争优势降低其他对混凝土有害微生物的生长速率，另一方面，厌氧反硝化菌能够生成碳酸根与溶液中的Ca2+离子结合堵塞缝隙，使得结构致密，实现混凝土的自修复；
3、本发明微生物矿化修复剂在修复过程中，形成的产物不仅仅能够填充裂缝，使得结构致密，其次，能够与砂粒中的SiO2的氧原子相互作用形成氢键，从而能够将破裂断面内松散的砂粒紧紧粘合，提高强度，并且修复效果更好。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料880份、微生物矿化修复剂62份、石英砂925份、钢纤维52份、微生物菌液168份、外加剂50份。
其中，所述微生物矿化修复剂采用如下方法制得：
a1)在密闭容器中放置活性炭，在负压作用下将厌氧反硝化菌悬浊液吸附容器中淹没活性炭，保持恒定负压3h后得到载菌活性炭；
a2)将步骤a1)中获得的载菌活性炭放置在40℃的鼓风干燥箱内烘干至恒重；
a3)将烘干后的载菌活性炭放入造粒机中缓慢旋转，之后将配置好的保护层溶液以10g/min在烘干后的载菌活性炭的表面均匀地喷洒5min，待自然干燥1h后得到微生物矿化修复剂。
其中，在所述a1)步骤中，厌氧反硝化菌悬浊液浓度为7×108cfu/ml，厌氧反硝化菌悬浊液与活性碳的重量比为10：1。
其中，所述a1)步骤中，密闭容器中负压至真空度≥-0.05MPa。
其中，在所述a3)步骤中，保护层溶液为水灰比为5:1的硫铝酸盐水泥净浆。
其中，所述活性粉料为28d抗压强度≥100MPa的高强UHPC母料。
其中，所述外加剂为减水率≥80％的粉料。
其中，所述石英砂的粒径为0.25-1.5mm；所述钢纤维为表面镀铜光面平直钢纤维，长度分布为6mm、8mm和13mm，质量为2:1:1。
其中，所述微生物菌液采用如下方法制得：
b1)在固体培养基中活化好氧嗜碱科氏芽孢杆菌，活化后接种至培养基中，得到活化菌；
b2)将装有活化菌的液体培养基放置在恒温摇床内，以30℃、100r/min转速的条件下培养2-4代，得到原代菌液；
b3)将原代菌液用超纯水稀释至菌液溶度为5.0×107cfu/ml，之后添加乳酸钙充分拌合，得到微生物菌液。
其中，在所述b3)步骤中，所述乳酸钙为微生物菌液重量份数的1.5％。
一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：
S1、将石英砂、微生物矿化修复剂放入混合机中，以30r/min的搅拌速度搅拌2min，搅拌均匀得到细骨料；
S2、将活性粉料、外加剂均匀加入所述S1步骤中得到的细骨料中，之后以30r/min的搅拌速度搅拌2min，搅拌均匀得到混合料；
S3、在所述S2步骤中得到的混合料中加入微生物菌液，之后以50r/min的搅拌速度搅拌3min，搅拌均匀得到混合浆体；
S4、在所述S3步骤中得到的混合浆体中缓慢加入钢纤维，之后以30r/min的搅拌速度搅拌90s后再以50r/min的搅拌速度搅拌30s，搅拌均匀装入模具中；
S5、对装入模具中的混凝土进行养护，装模后的混凝土每间隔6h测试模具温度，超过40℃时进行风冷降温，养护28d后即得高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土。
其中，所述模具的内腔厚度≤200mm。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：
本发明高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料930份、微生物矿化修复剂116份、石英砂850份、钢纤维60份、微生物菌液176份、外加剂65份。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于：
本发明高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料900份、微生物矿化修复剂80份、石英砂920份、钢纤维58份、微生物菌液171份、外加剂54份。
实施例4：
本实施例与实施例1的区别在于：
本发明高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料900份、微生物矿化修复剂100份、石英砂900份、钢纤维58份、微生物菌液171份、外加剂54份。
对比例1：
本对比例与实施例4的区别仅在于：本对比例不使用微生物矿化修复剂，为保证其他组成成分比例不变，将100份微生物矿化修复剂替换为100份石英砂。
本发明高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料900份、石英砂1000份、钢纤维58份、微生物菌液171份、外加剂54份。
对比例2：
本对比例与实施例4的区别仅在于：本对比例不使用微生物菌液，为保证其他组成成分比例不变，将171份微生物菌液替换为171份自来水。
本发明高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，按重量份包括如下组分：活性粉料900份、微生物矿化修复剂100份、石英砂900份、钢纤维58份、自来水171份、外加剂54份。
根据上述实施例1-4和对比例1-2，采用压汞法(MIP)分析硬化浆体的孔结构特征，接触角估计为140°，测试压力0～350MPa，结果如下表1所示：
表1超高性能混凝土7d孔体积分布
结合实施例1-4和对比例1-2，可以看出，各尺寸孔径占比中＜10nm的孔径在高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土的配方中采用微生物菌液时(实施例1-4和对比例1)明显多于不采用微生物菌液(对比例2)，即微生物菌液通过沉积矿化生成的碳酸钙，能够共同细化气孔。
混凝土试件为Φ100mm×25mm圆柱形，试件脱模后在20℃，相对湿度95％条件下养护14d，然后用三点抗折法制造裂缝，使裂缝宽度达到0.1mm以上，使用自锁式金属箍带将块体绑扎，将试块放置于25℃恒温污水池中养护60d，结果如下表2所示：
表2超高性能混凝土60d自修复效果
结合实施例1-4和对比例1-2，可以看出，各宽度范围裂缝修复率在高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土的配方中采用微生物矿化修复剂时(实施例1-4和对比例2)明显优于不采用微生物矿化修复剂(对比例1)，即通过添加微生物矿化修复剂，能够有效对各宽度范围裂缝修复率进行修复，微生物矿化修复剂中的厌氧反硝化菌能够生成碳酸根与溶液中的Ca2+离子结合堵塞缝隙，使得结构致密，实现混凝土的自修复。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (6)
1.一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于：按重量份包括如下组分：活性粉料880-930份、微生物矿化修复剂62-116份、石英砂850-925份、钢纤维52-60份、微生物菌液168-176份、外加剂50-65份；
所述微生物矿化修复剂采用如下方法制得：
a1）在密闭容器中放置活性炭，在负压作用下将厌氧反硝化菌悬浊液吸附容器中淹没活性炭，保持恒定负压2-4h后得到载菌活性炭；
a2）将步骤a1）中获得的载菌活性炭放置在40℃的鼓风干燥箱内烘干至恒重；
a3）将烘干后的载菌活性炭放入造粒机中缓慢旋转，之后将配置好的保护层溶液以10g/min在烘干后的载菌活性炭的表面均匀地喷洒2-5min，待自然干燥1h后得到微生物矿化修复剂；
在所述a3）步骤中，保护层溶液为水灰比为5-8:1的硫铝酸盐水泥净浆；
所述活性粉料为28d抗压强度≥100MPa的高强UHPC母料；
所述微生物菌液采用如下方法制得：
b1）在固体培养基中活化好氧嗜碱科氏芽孢杆菌，活化后接种至培养基中，得到活化菌；
b2）将装有活化菌的液体培养基放置在恒温摇床内，以30℃、100r/min转速的条件下培养2-4代，得到原代菌液；
b3）将原代菌液用超纯水稀释至菌液溶度为 6.0×106 -7.5×107 cfu/ml，之后添加乳酸钙充分拌合，得到微生物菌液。
2.如权利要求1所述的高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于：在所述a1）步骤中，厌氧反硝化菌悬浊液浓度为 5.0×108-8.5×108 cfu/ml，厌氧反硝化菌悬浊液与活性碳的重量比为10：1。
3.如权利要求1或2所述的高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于：所述a1）步骤中，密闭容器中负压至真空度≥-0.05MPa。
4.如权利要求1或2所述的高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于：所述外加剂为减水率≥80%的粉料。
5.如权利要求1所述的高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于：在所述b3）步骤中，所述乳酸钙为微生物菌液重量份数的1-1.5%。
6.一种制备如权利要求1-5中任一项所述的高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将石英砂、微生物矿化修复剂放入混合机中，搅拌均匀得到细骨料；
S2、将活性粉料、外加剂均匀加入所述S1步骤中得到的细骨料中，之后搅拌均匀得到混合料；
S3、在所述S2步骤中得到的混合料中加入微生物菌液，之后搅拌均匀得到混合浆体；
S4、在所述S3步骤中得到的混合浆体中缓慢加入钢纤维，之后搅拌均匀装入模具中；
S5、对装入模具中的混凝土进行养护，养护28d后得到高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102173957B1 (ko) * | 2020-02-11 | 2020-11-05 | 콘스타주식회사 | 내산 기능을 가진 미생물과 고황산염 시멘트를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강용 수중 불분리 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법 |
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Family Cites Families (17)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08133814A (ja) * | 1994-11-15 | 1996-05-28 | Tokai Shoji Block Kogyo Kk | コンクリート製品 |
| NL2010818C2 (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-24 | Univ Delft Tech | Bio-based repair method for concrete. |
| CN106045400B (zh) * | 2016-06-03 | 2018-03-09 | 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 |
| CN108947341B (zh) * | 2016-11-16 | 2021-12-24 | 中电建路桥集团有限公司 | 一种能够持续修复地铁工程混凝土的微生物胶囊 |
| CN108706950B (zh) * | 2018-06-15 | 2021-04-09 | 吉林建筑大学 | 一种以城市污泥为主要原材料的保温砖的制备方法 |
| CN108793886A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-13 | 蚌埠科睿达机械设计有限公司 | 一种自愈混凝土 |
| CN109626909A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-16 | 河南大学 | 一种面向3d打印的微生物矿化纤维微筋混凝土材料及其制备方法 |
| CN110078462A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-02 | 山西晟科微生物建材科技有限公司 | 建筑用微生物自修复保温砂浆及其制备方法 |
| CN110282948A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-27 | 南京理工大学 | 添加固载微生物的膨胀珍珠岩修复混凝土裂缝的方法 |
| KR102336667B1 (ko) * | 2020-02-11 | 2021-12-07 | 동서대학교산학협력단 | 미생물제제를 이용한 콘크리트 보수 조성물 |
| CN111978038A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-24 | 中铁十一局集团第五工程有限公司 | 一种多孔种植混凝土及其制备方法 |
| CN112299767A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-02 | 太原理工大学 | 一种廉价高效的微生物裂缝自修复混凝土制备方法 |
| CN112500074A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-16 | 陕西恒盛混凝土有限公司 | 一种微生物自修复混凝土及其制备方法 |
| CN113121145B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-02-18 | 同济大学 | 基于微生物协同矿化的混凝土裂缝自修复材料及应用 |
| CN113264723B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-11-08 | 太原理工大学 | 基于兼性好氧微生物矿化的高性能绿色透水砖及制备方法 |
| CN113896488A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-01-07 | 中建三局绿色产业投资有限公司 | 适用于长期污水环境下的uhpc及其制备工艺 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102173957B1 (ko) * | 2020-02-11 | 2020-11-05 | 콘스타주식회사 | 내산 기능을 가진 미생물과 고황산염 시멘트를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강용 수중 불분리 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법 |
| CN112125592A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-25 | 广西壮族自治区水利科学研究院 | 一种修复岩石裂隙的微生物修复剂及其制备方法 |
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