JP2016034898A - 自己修復セメント系材料のための修復剤 - Google Patents

Abstract

【課題】セメント系材料の修復剤及びそれを作製するための方法、また、セメント系ベースの建築物を作製するための方法の提供。【解決手段】修復剤は被覆粒子４０を含み、被覆粒子４０は細菌材料２１及び添加剤２２，２３を含む。細菌材料２１は、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子から選択され、修復剤４０を含有する（実質的に耐漏出性の）錠剤は、大量に適用された場合であっても、液体混合物（「セメント系材料」）の加工性を干渉することも、混合物又は最終材料（硬化コンクリート）のいずれかの特性に悪影響を及ぼすこともなく、セメント系ベースの建築物においてひび割れが生じると、粒子４０もまたひび割れて、修復剤４３が放出され、ひび割れを修復する粒子状修復剤４０。【選択図】図３

Description

本発明は、セメント系材料を作製するための方法に関する。本発明はまた、セメント系材料のための粒子状修復剤及びそれを作製するための方法に関する。さらに、本発明は、本発明に係るセメント系材料から作ることのできるセメント系ベースの建築物に関する。

コンクリートの自律的なひび割れ修復は、本技術分野において認識されている。特に反復的な乾／湿サイクル下において、主として通常０．０５〜０．１ｍｍ範囲の幅の微小なひび割れが完全に密封されるのが観察された。この自律的な修復メカニズムは、主としてコンクリートマトリックスに存在する未反応又は部分的に反応したセメント粒子の二次水和によるものである。毛細管力により、変化する湿潤及び乾燥サイクル下で水が微小なひび割れへと繰り返し吸い込まれ、ケイ酸カルシウム水和物及び水酸化カルシウム（ポルトランダイト（Portlandite））の生成により、水和したセメント粒子が膨張する。これら反応生成物は、ひび割れ幅が小さければひび割れを完全に密封することができる。通例、存在する未反応セメント粒子の量が限られているため、より大きなサイズのひび割れは部分的にしか充填できない。後者の場合、これはひび割れ表面に薄い水和生成物の層を形成するだけであるため、修復活性は不十分である。二次水和以外にも、炭酸化過程もまた一般に適用されるコンクリートのひび割れ密封能力に寄与し得る。侵入した大気中二酸化炭素（ＣＯ_２）が、コンクリートマトリックスに存在する水酸化カルシウム（ポルトランダイト）粒子と反応して、方解石、アラゴナイト及びバテライト等、様々な炭酸カルシウム鉱物を生じるため、この反応も膨張反応である。

耐久性の観点から、特に新たに生じた表面ひび割れの迅速な密封が重要であるが、その理由は、この過程が、水及び他の高活性の化学物質がコンクリートマトリックスへと侵入するのを実質的に遅らせ、これにより初期材料劣化を防ぐことができるためである。硫酸塩、塩化物及び酸等、数種の化学物質は、材料の性能及び耐久性に対する深刻な脅威の原因となるコンクリートマトリックスの劣化及び埋め込まれた鉄筋の腐食を劇的に増加させることが知られている。セメント系材料の自己修復能力を改善する可能性の一つは、元々の混合物の水／セメント比を減少させることによる。混合物中のセメント又は結合剤の相対量の実質的な増加は、自己修復緩衝材の生成、即ち、材料マトリックスに存在する相当量の未反応又はほんの一部が反応した結合剤粒子の存在をもたらす。このような低い水・結合剤比型のコンクリートの典型例は、高強度又は高性能コンクリートである。最近の研究に示される通り、このようなコンクリートは、実際に、より高い水セメント比によって特徴付けられる普通コンクリートと比較して優れたひび割れ密封能力を保有する。

しかし、環境的観点からは、コンクリート体積に対するセメントの使用量が少量ですむため、後者のコンクリート型（即ち、普通型）が好ましい。コンクリート中のセメント量が少ない程、大気中のＣＯ_２排出に関する環境圧は小さくなる。高強度コンクリートは、普通コンクリートよりも細長い構造物の建築を可能にするため、より小さなコンクリート体積が必要とされるが、材料マトリックスにおける内在性の高パーセンテージの非水和又は部分的に水和したセメント粒子のため、用いられるセメントの総量は依然として著しく大きい。よって、セメントよりも潜在的に安価且つ持続可能な材料に基づく、コンクリートにおける自己修復メカニズムの開発は、経済及び環境の双方に有益となり得る。

細菌、特に酸生成細菌は、コンクリートに有害な生物であると従来考えられてきたが、最近の研究は、尿素分解及び他の種類の方解石生成細菌等、特定の種は、コンクリートにおける表面のひび割れを修理するためのツールとして実際に有用となり得ることを示した。一部の研究において、細菌は、外面に手作業でコンクリート表面に塗布された。バチルス（Bacillus）群の種は、特殊な厚壁休眠細胞であるその胞子が、乾燥条件下で２００年を超えて生存可能であることを示したため、有望な内因性媒体であると考えられる。このような細菌は、想定される自律的修復システムのための２成分のうち一方を構成することになる。

ひび割れ修理のために充填剤材料が必要とされ、細菌は、適切な有機成分の代謝性転換により該材料を生成することができる。代謝によって生成された充填剤材料の種類は、方解石等、生体鉱物となることができる。この炭酸カルシウムベースの鉱物は、相対的に高密度であり、以前に立証された通り、ひび割れを塞ぐことにより、効率的に水の侵入を阻止することができる。

自己修復材料の開発における特定の一課題は、材料マトリックスに十分な修復剤を取り込む必要があることである。修復能力、即ち、潜在的に充填され得るひび割れの体積は、存在する前駆体材料の量と直接的に関係し得るため、有意な修復潜在力を得るために相当な体積の材料を確保する必要がある。マトリックスに取り込まれた細菌は、触媒として機能し、従って限られた体積しか必要とされないが、有意な修復能力が必要な場合、通常、修復システムの第二の成分である鉱物前駆体化合物が相当な体積を占めることになる。特に、より大きなひび割れが完全に密封されるため、大容量の内部貯蔵所、或いは内因性輸送メカニズムが必要とされる。コンクリートにおいて、通例存在する水で満たされた連続的な毛管孔隙システムによって後者を提供することができる。鉱物前駆体化合物は、特定の内部修復剤を含有する貯蔵所が必要とされる場合に恐らく生じるように、材料の強度特性に影響を及ぼすことなくマトリックス細孔の水に溶解状態で存在することができる。しかし、いかなる事例においても、取り込まれた細菌及び鉱物前駆体化合物は、許容される範囲を超えてコンクリート強度特性を損なうべきではない。

国際公開第２００９０９３８９８号パンフレット（欧州特許第２０８２９９９号明細書）は、修復剤が有機化合物及び／又は細菌を装填した多孔性粒子を含み、多孔性粒子が膨張粘土又は焼結フライアッシュを含む、セメントベースの材料及び構造物における修復剤について記載する。さらに、前記多孔性粒子は、特定の密度０．４〜２ｇｃｍ^−３を有する無傷球体、前記無傷球体に由来する破損又は潰れた粒子である。国際公開第２００９０９３８９８号パンフレットは、この修復剤を調製するための方法についても記載する。

Jonkers et al.は、Ecological Engineering 36 (2010) 230-235において、コンクリートにおいて自己修復剤として作用する細菌の潜在力、即ち、生じたひび割れを修理するその能力に関する調査について記載する。この目的のため、バチルス属に関するアルカリ耐性胞子形成細菌の特定の群が選択された。セメントペースト混合物へと直接加えられた細菌胞子は、最長４カ月の期間生存を維持した。

さらに、Jonkers et al.は、Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting II, Alexander et al. (eds) 2009, Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-46850-3において、有機化合物の方解石への代謝性転換を触媒する細菌で構成される、２成分自己修復システムの開発について記載する。両方の成分をフレッシュセメントペーストと混合し、これによりコンクリートの一体的な部分とした。実験結果は、新たに生じたひび割れを通った侵入水チャネルが、存在する細菌を活性化し、細菌は、有機鉱物前駆体化合物の代謝性転換により、夥しい量の方解石を生じることを示すと解釈される。

国際公開第２００９０９３８９８号パンフレット 欧州特許第２０８２９９９号明細書

Jonkers et al. Ecological Engineering 36 (2010) 230-235 Jonkers et al. Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting II, Alexander et al. (eds) 2009, Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-46850-3

ダメージを受けたコンクリートの自発的修理のための修復剤は、材料マトリックスに取り込まれる必要があり、従って、最終材料（即ち、硬化コンクリート（hardened concrete）又は硬化モルタル（hardened mortar））のみならず、最初の液体混合物とも適合性となるべきである。加えた修復剤の量は、修復能力と関係する（加えた修復剤が多いほど、修復能力は高くなる）。しかし、より大きな修復剤体積は通例、液体混合物の加工性及び最終産物（硬化コンクリート又は硬化モルタル）の強度等、他の材料特性に悪影響を与える。先行技術の解決法により提供されるコンクリートは、中間壁等、非建築用途でのみ用いることができ、建築物の他の部分を支えることができなければならない建築物には使用できないようであった。これは、セメント系混合物において必要とされる効果的な修復剤の量が多過ぎて、強固な建築物を提供できないとの事実によるものと思われる。このように、本技術分野の修復剤は、（高）強度コンクリート用途において容易に用いることのできないコンクリートを生じる。

従って、本発明の一態様は、好ましくは、上述の問題点のうち１又は２以上をさらに少なくとも部分的に取り除く、代替的な修復剤及びそれを作製するための方法、また、セメント系ベースの建築物を作製するための方法を提供することである。

本修復剤を含有する（実質的に耐漏出性の）錠剤は、大量に適用された場合であっても、液体混合物（「セメント系材料」）の加工性も干渉せず、混合物又は最終材料（硬化コンクリート又は硬化モルタル）のいずれの特性にも悪影響を及ぼさないため、本発明はこれらの課題を解決する。本発明は、より多量の修復剤を適用できるため、現在適用されているシステム（コンクリート混合物に直接的に加えられた又は多孔性骨材に固定化された修復剤）を大幅に改善（修復能力の改善）し、それと共に、コンクリート混合物の加工性の改善及び強度等、他のコンクリート特色の改善を行う。

さらに、修復剤を含有する錠剤の作製は、修復剤で満たされた多孔性骨材の作製（国際公開第２００９０９３８９８号パンフレットに記載されているもの等）よりも技術的に容易且つ安価となり得る。さらに大きな利点は、錠剤被覆（coating）が耐漏出性材料からなる場合、液体コンクリート混合物又は最終産物（硬化コンクリート）のいずれとの化学的適合性もあまり重大ではなくなるため、錠剤にカプセル封入された修復剤の化学組成をさらに変化させてよいことであると思われる。

従って、本発明は、その第一の態様において、セメント出発材料及び粒子状修復剤を混合してセメント系材料を用意するステップを含む、セメント系材料を作製するための方法であって、修復剤が被覆粒子を含み、前記被覆粒子が、細菌材料及び添加剤を含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される方法を提供する。

被覆は、セメント系ベースの材料を作製するための方法において粒子を保護することができるが、セメント系ベースの建築物においてひび割れが生じると（硬化において）、粒子も破損／ひび割れる。このようにして、修復剤が放出され、ひび割れを少なくとも部分的に修復することができる。

本明細書において、用語「セメント系材料」は、セメントを含み、建築物の作製に用いることのできる、特に非硬化状態の材料に関する。セメントは、壁、家屋、デパート家屋、橋、高架橋等、建築物を作製するための公知の結合剤である。セメント系材料は、特にモルタル又はコンクリートであることができる。モルタルは、建築ブロックの一体的な結合に用いられ、ブロック間の間隙を埋めるために加工できるペーストである。コンクリートは、セメント（一般に、ポルトランドセメント）と、フライアッシュやスラグセメント、骨材（一般に、砂利、石灰石又は花こう岩等の粗骨材及び砂等の細骨材）、水及び化学混和剤等、他の材料で構成される建築材料である。従って、用語「セメント系材料」は、特に、モルタル又はコンクリートとして建築物に用いられるペースト様又は流動性材料に関する。従って、用語「セメント出発材料」は特に、モルタル又はコンクリート等、建築に用いることができるセメント系材料（モルタル又はコンクリート等）の作製に用いられるセメント、水及び他の（従来の）添加剤に関する。

コンクリート又は他のセメントベースの材料に取り込まれた修復剤は、水によって活性化されると、材料に形成されたひび割れの自発的修理を行うことができる。この薬剤は、細菌材料及び好ましくは添加剤を含む。細菌は、特に、乾燥（粉末）形態で提供され、特に、凍結乾燥した増殖性細胞であっても、乾燥した細菌胞子であってもよい。従って、細菌材料は、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される。

用語「細菌材料」は、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子のうち２種以上の組み合わせ等、細菌材料の組み合わせも意味し得る。或いは又はさらに、用語「細菌材料」は、プラノコッカス（Planococcus）、バチルス（Bacillus）及びスポロサルシナ（Sporosarcina）のうち２種以上等、異なる種類の細菌の組み合わせ、或いは、嫌気性細菌及び好気性細菌の組み合わせ等も意味し得る。

さらに、修復剤は添加剤を含む。添加剤は、アルカリ性環境において活性細菌により、炭酸カルシウム又はリン酸カルシウム等、生体鉱物へと代謝性転換され得る１又は２以上の有機及び／又はカルシウム含有化合物を含むことができる。有機及び／又はカルシウム含有化合物は、アルカリ性環境における細菌による代謝性転換後に、炭酸カルシウムベースの鉱物（方解石、アラゴナイト、バテライト等）及び／又はリン酸カルシウムベースの鉱物（例えば、アパタイト）等、実質的に水に不溶の沈殿物を形成するリン酸及び／又は炭酸イオン並びにカルシウムイオンを生成する。有機及び／又はカルシウム含有化合物の例として、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム等の有機カルシウム塩、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩等の有機リン酸含有化合物が挙げられる。カルシウムベースの前駆体は、本明細書において、「生体鉱物前駆体」又は「カルシウム生体鉱物前駆体」としても表示されている。

さらにまた別の一実施形態において、添加剤は、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される等、細菌増殖因子を含む。好ましくは、細菌増殖因子は、微量元素並びに酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩からなる群から選択される１又は２以上を含む。微量元素は、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｂ、Ｐ及びＭｏを含む群から選択される１又は２以上の元素を特に含む。

特に、添加剤は、有機化合物からなる群から選択され、好ましくは、酵母エキス、ペプトン、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、グルタミン酸塩、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖及びピルビン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含むことができる。

従って、好ましい一実施形態において、添加剤は、（１）ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物と、（２）好ましくは、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子とを含む。好ましくは、添加剤は、カルシウム化合物及び有機化合物（炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖及びピルビン酸塩等）と共に、微量元素並びに酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩のうち１又は２以上を含む。有機化合物の代わりに、或いはそれに加えて、添加剤は、フィチン酸塩も含む。特に好ましい一実施形態において、添加剤は、（ａ）カルシウム化合物と、（ｂ）有機化合物及びリン化合物（フィチン酸塩等）のうち１又は２以上と、（ｃ）微量元素と、（ｄ）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩のうち１又は２以上とを含む。本明細書において、添加剤は、細菌代謝添加剤、即ち、代謝において用いられる、或いは代謝において補助する添加剤とも表示される。

従って、一実施形態において、細菌は、アルカリ性培地においてリン酸塩又は炭酸塩沈殿物（アパタイトのような炭酸カルシウム又はリン酸カルシウムベースの鉱物等）を生成できる細菌からなる群から選択される。さらに、一実施形態において、添加剤は、カルシウム化合物、特に、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム及びグルコン酸カルシウムを含む群から選択される１又は２以上を含む。

一実施形態において、細菌は、好気性細菌からなる群から選択される。好気性細菌を用いることの利点は、好気性細菌の細菌材料を含む修復剤を、硬化（hardened）セメント系材料が好気性条件に曝露される用途に用いてよいことであると思われる。

別の一実施形態において、細菌は、嫌気性細菌からなる群から選択される。嫌気性細菌を用いることの利点は、嫌気性細菌の細菌材料を含む修復剤を、硬化セメント系材料が地下適用等、嫌気性条件に曝露される用途に用いてよいことであると思われる。

好ましい細菌は、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナ、特にバチルス（等の属の通性好気性細菌）の群から選択される。特に、嫌気性発酵及び／又は嫌気性硝酸還元によって増殖できる細菌が選択される。

粒子状修復剤における細菌材料：添加剤の重量比は、特に、１：１０，０００〜１：１，０００，０００の範囲、即ち、１０グラム〜１ｋｇの添加剤に対し１ｍｇの細菌材料となることができる。

修復剤の添加剤画分の２種の亜画分、即ち、生体鉱物前駆体化合物（それを元に細菌による代謝性転換後に炭酸カルシウム又はリン酸カルシウムベースの鉱物が生成される）及び細菌増殖因子（例えば、酵母エキス、ペプトン、アミノ酸、微量元素）の重量比は、特に、１０：１〜１０００：１の範囲、即ち、１０グラム〜１ｋｇの生体鉱物前駆体化合物に対し１グラムの細菌増殖因子となることができる。

修復剤の成分は、好ましくは、乾燥又は乾燥状態（粉末形態）にて適切な比率で提供され、（次に）錠剤にプレスされ、セメント及びコンクリート適合層等で被覆される。被覆は、好ましくは、コンクリート又はセメントベース材料調製手順のプロセス（例えば、コンクリート混合物の調製及び成型プロセス）における破損及び溶解に抵抗するように十分に物理的（機械的）に強く、化学的に弾性がある。さらに、被覆は、セメントベース材料の全体的な強度増進に寄与するため、好ましくは、セメントベース混合物の固化（硬化）においてセメントベース材料との安定的な物理的接着を形成する。そして、固化したセメントベース材料においてひび割れが形成されると、被覆が破裂して修復剤が放出できるように、好ましくは、修復剤を取り巻く被覆は、固化したセメントベースの材料に取り込まれると、好ましくは、周囲のセメント石マトリックスよりも弱くなるべきである。

この目的のため、本発明は、そのさらに別の一態様において、細菌材料、添加剤及び任意選択で第二の添加剤の混合物を錠剤へと加工するステップと、前記錠剤を被覆するステップとを含む、粒子状修復剤を作製するための方法であって、細菌が、好ましくは、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択され、添加剤が、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含み、添加剤が好ましくは、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を好ましくは含む方法を提供する。

特定の一実施形態において、粒子状修復剤を作製するための方法は、本技術分野において公知の技法である、噴霧乾燥、粒子化（prilling）、流動床（fluid bad）コーティング、ｖ型混合機によるブレンディング（v-blending）、ホットブレンディング、球状化処理（spheroidiziation）及び錠剤コーティングからなる群から選択される１又は２以上の被覆方法により錠剤を被覆するステップを含む。任意選択の第二の添加剤は、担体（ゼオライト、粘土等）等のペレット化剤（pelleting agent）、崩壊剤、流動促進剤、潤滑剤、造粒剤、増粘剤、結合剤（澱粉、ラクトース、セルロース等）等となることができる。

従って、本発明は、そのさらに別の一態様において、細菌材料、添加剤及び任意選択で第二の添加剤の混合物の錠剤への加工並びに前記錠剤の被覆によって得られる被覆粒子（即ち、粒子状修復剤）も提供する。

特に、本発明は、修復剤が、被覆粒子を含み、前記粒子が、細菌材料及び添加剤を含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択され、前記細菌が、好ましくは、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナ、特にバチルスからなる属の群から選択され、前記添加剤が、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含み、前記添加剤が、好ましくは、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を好ましくは含む、セメント系材料のための粒子状修復剤をさらに提供する。

上述の通り、特定の一実施形態において、被覆粒子の被覆は、噴霧乾燥、粒子化、流動床コーティング、ｖ型混合機によるブレンディング、ホットブレンディング、球状化処理及び錠剤コーティングからなる群から選択される１又は２以上の被覆方法によって得ることができる。

被覆粒子は、特に、被覆粒子の総重量に対して少なくとも５０ｗｔ．％、より好ましくは少なくとも７５ｗｔ．％の細菌材料及び添加剤を含むことができる。さらに、被覆粒子は、特に、０．２〜４ｍｍの範囲の平均寸法を有することができる。本明細書において、用語「寸法」は、長さ、幅、高さ及び直径（複数可）を指す。一実施形態において、被覆粒子は、５μｍ〜２ｍｍの範囲の被覆厚を有することができる。

特定の一実施形態において、被覆は、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、メタクリル酸グリコシルオキシエチル、１，６−ビス（ｐ−アセトキシカルボニル−フェノキシ）ヘキサン及び（３Ｓ）−ｃｉｓ−３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオンを含む群から選択される１又は２以上のモノマー型に基づく（コ）ポリマーベースの被覆を含む。当業者であれば明らかとなる通り、被覆は、多層被覆となることができる。さらに、被覆は、本明細書に構成群として表示されているモノマーのうち１又は２以上を含むことができる。このような被覆は、硬化セメント系材料の内部で、圧力下（ひび割れ形成等により）破損することにより、修復剤を放出することができる。別の一実施形態において、被覆は、エポキシベースの（コ）ポリマーを含むことができる。このようなエポキシベースの被覆は、相対的に硬くなることができ、これにより、コンクリート（圧縮）強度に貢献することができる。

被覆粒子は、モース硬度計による３〜９の範囲、特に、４〜５等、４〜７の範囲の平均粒子硬度を有することができる。このような強度は、粒子に実質的なダメージを与えることなく、或いは許容されるダメージでセメント系材料及び（その後の）セメント系建築物への加工を可能にするが、一方、セメント系建築物の硬化においてひび割れが生じると、粒子もひび割れることのできるような硬度範囲に収まる。例えば、アパタイトは、モース硬度５を有し、ＣａＣＯ_３は、モース硬度３を有するであろう。

セメント出発材料及び粒子状修復剤は、一体に混合される。この操作は、セメント系材料を作製する（従来の）方法において、従来の仕方で行うことができる。一実施形態において、セメント出発材料と粒子状修復剤の重量比は、２，０００：１〜２０：１の範囲、好ましくは、５００：１〜５０：１の範囲（含水）である。セメント出発材料と細菌の重量比は、特に、１．１０^６：１〜１．１０^８：１の範囲、好ましくは、２５．１０^６：１〜２５．１０^７：１の範囲となることができる。

このセメント系材料により、自己修復特性を有する建築物を作製又は建造することができる。さらに別の態様において、本発明は（このようにして）、本明細書に記載されているセメント系材料を作製するための方法によって得られるセメント系材料等、本明細書に記載されているセメント系材料を用意するステップと、前記セメント系材料からセメント系ベースの建築物を建築するステップとを含む、セメント系ベースの建築物を作製するための方法も提供する。建築後、セメント系ベースの材料は硬化される。セメント出発材料は、ポルトランドセメントを含む。一実施形態において、セメント系材料は、コンクリートを含む。

本発明は、また、そのさらに別の一態様において、セメント系材料が、本明細書に記載されているセメント系材料を作製するための方法によって得られた、硬化セメント系材料を含む（このような）セメント系ベースの建築物を提供する。このような建築物において、水の一部は流出しており、セメント系材料は硬化されている。さらに別の一態様において、本発明は、硬化セメント系材料が、細菌材料をさらに含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択され、前記細菌が、好ましくは、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択され、硬化セメント系材料と細菌の重量比が、好ましくは、１．１０^６：１〜１．１０^８：１の範囲、好ましくは、２５．１０^６：１〜２５．１０^７：１の範囲である、硬化セメント系材料を含む（このような）セメント系ベースの建築物を提供する。例えば、セメント系ベースの建築物は、壁、床、高架橋、橋、柱、杭等となることができる。よって、細菌材料は、セメント系ベースの建築物に含有されて、そこに「分散」することができる。このように、硬化セメント系材料は、細菌材料を含有することができる。

セメント系ベースの建築物は、被覆の残存物をさらに含有することができる、即ち、例えば、上に定義されている（コ）ポリマー（（前）被覆材料としての）は、セメント系ベースの建築物に残存するであろう。従って、被覆の生成に用いられた材料も、細菌（及び当然ながら、硬化セメント系材料）と共にセメント系ベースの建築物に存在し得る。

本発明は、本発明の（セメント系ベースの材料を作製するための）方法によって得られるセメント系ベースの材料をさらに提供する。従って、本発明は、修復剤が、被覆粒子を含み、前記被覆粒子が、細菌材料及び添加剤を含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される、セメント出発材料及び粒子状修復剤を含むセメント系材料も提供する。このように、セメント系ベースの材料は、細菌材料を含有することができる。

「実質的に全排出」又は「から実質的になる」における等、本明細書における用語「実質的に」は、当業者であれば理解できるであろう。用語「実質的に」は、「全く」、「完全に」、「あらゆる」等を用いた実施形態も包含する。従って、実施形態において、実質的にという形容詞は取り除かれてもよい。必要に応じて、用語「実質的に」は、９５％以上等、９０％以上、具体的には９９％以上、さらにより具体的には１００％等、９９．５％以上にも関係し得る。用語「含む」は、用語「含む」が「からなる」を意味する実施形態も包含する。

さらに、本明細書及び特許請求の範囲における第一、第二、第三その他の用語は、類似の要素間を区別するために用いられており、逐次的又は経時的順序で記載する必要はない。このように用いられた用語は、妥当な状況下において交換可能であり、本明細書に記載されている本発明の実施形態は、本明細書に記載又は説明されている以外の順番で操作できることを理解されたし。

本明細書におけるデバイスは、とりわけ操作において記載される。当業者には明らかなように、本発明は、操作方法又は操作におけるデバイスに限定されない。

上述の実施形態が、本発明を説明するものであり限定するものではないこと、また、当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替的な実施形態を設計できることに留意されたし。特許請求の範囲において、括弧内に置かれたいかなる引用符号も、特許請求の範囲を限定するものと解釈するべきではない。動詞「を含む」及びその活用形の使用は、特許請求の範囲に記されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。単数形の要素は、このような要素の複数の存在を除外しない。本発明は、数種類の異なる要素を含むハードウェア及び適切にプログラムしたコンピュータによって実施することができる。数種の手段を列挙するデバイス請求項において、これら手段の数種は、ハードウェアの同一品目によって具現化することができる。特定の方策が互いに異なる従属クレームに記載されているという事実だけでは、これら方策の組み合わせを有利に用いることができないことは示されない。

実施形態を組み合わせてよいことは、当業者にとって明らかである。語句「のうち１又は２以上」は、「からなる群から選択される１又は２以上」に相当する。
すなわち本発明は、
１．セメント出発材料及び粒子状修復剤を混合してセメント系材料を用意するステップを含む、セメント系材料の作製方法であって、前記修復剤が被覆粒子を含み、前記被覆粒子が細菌材料及び添加剤を含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される方法、
２．細菌が、好気性細菌からなる群から選択される、上記１に記載の方法、
３．細菌が、嫌気性細菌からなる群から選択される、上記１又は２に記載の方法、
４．細菌が、アルカリ性培地においてリン酸塩又は炭酸塩沈殿物を生成できる細菌からなる群から選択される、上記１〜３のいずれかに記載の方法、
５．細菌が、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択される、上記１〜４のいずれかに記載の方法、
６．添加剤が、カルシウム化合物を含む、上記１〜５のいずれかに記載の方法、
７．添加剤が、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム及びグルコン酸カルシウムからなる群から選択される１又は２以上の化合物を含む、上記６に記載の方法、
８．添加剤が、有機化合物及びリン化合物からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含む、上記１〜７のいずれかに記載の方法、
９．添加剤が、酵母エキス、ペプトン、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、グルタミン酸塩、アスパラギン酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、ピルビン酸塩、糖及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含む、上記８に記載の方法、
１０．添加剤が、微量元素、特にＺｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｂ、Ｐ及びＭｏを含む群から選択される微量元素を含む、上記１〜９のいずれかに記載の方法、
１１．添加剤が、（１）ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物と、（２）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子とを含む、上記１〜１０のいずれかに記載の方法、
１２．添加剤が、（ａ）カルシウム化合物と、（ｂ）有機化合物及びリン化合物のうち１又は２以上と、（ｃ）微量元素と、（ｄ）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩のうち１又は２以上とを含む、上記１〜１１のいずれかに記載の方法、
１３．粒子状修復剤の細菌材料：添加剤の重量比が、１：１０，０００〜１：１，０００，０００の範囲である、上記１〜１２のいずれかに記載の方法、
１４．被覆粒子が、被覆粒子の総重量に対して少なくとも５０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも７５ｗｔ％の細菌材料及び添加剤を含む、上記１〜１３のいずれかに記載の方法、
１５．被覆粒子が、０．２〜４ｍｍの範囲の平均寸法を有する、上記１〜１４のいずれかに記載の方法、
１６．被覆粒子が、５μｍ〜２ｍｍの範囲の被覆厚を有する、上記１〜１５のいずれかに記載の方法、
１７．被覆が、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、メタクリル酸グリコシルオキシエチル、１，６−ビス（ｐ−アセトキシカルボニルフェノキシ）ヘキサン及び（３Ｓ）−ｃｉｓ−３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオンを含む群から選択される１又は２以上のモノマー型に基づく（コ）ポリマーベースの被覆を含む、上記１〜１６のいずれかに記載の方法、
１８．被覆が、エポキシベースの（コ）ポリマーを含む、上記１〜１７のいずれかに記載の方法、
１９．被覆粒子が、細菌材料、添加剤及び任意選択で第二の添加剤の混合物の錠剤への加工並びに前記錠剤の被覆によって得られる、上記１〜１８のいずれかに記載の方法、
２０．被覆粒子の被覆が、噴霧乾燥、粒子化、流動床コーティング、ｖ型混合機によるブレンディング、ホットブレンディング、球状化処理及び錠剤コーティングからなる群から選択される１又は２以上の被覆方法によって得られる、上記１９に記載の方法、
２１．任意選択の第二の添加剤が、ペレット化剤である、上記１９又は２０に記載の方法、
２２．被覆粒子が、モース硬度計による３〜９の範囲の平均粒子硬度を有する、上記１〜２１のいずれかに記載の方法、
２３．セメント出発材料と粒子状修復剤の重量比が、２，０００：１〜２０：１の範囲、好ましくは５００：１〜５０：１（含水）の範囲である、上記１〜２２のいずれかに記載の方法、
２４．セメント出発材料と細菌の重量比が、１．１０^６：１〜１．１０^８：１の範囲、好ましくは２５．１０^６：１〜２５．１０^７：１の範囲である、上記１〜２３のいずれかに記載の方法、
２５．上記１〜２４のいずれかに記載の方法によって得られるセメント系材料、
２６．修復剤が被覆粒子を含み、前記粒子が細菌材料及び添加剤を含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択され、前記細菌が、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択され、前記添加剤が、（１）ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物並びに（２）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を含む、セメント系材料のための粒子状修復剤、
２７．細菌材料、添加剤及び任意選択で第二の添加剤の混合物を錠剤へと加工するステップと、前記錠剤を被覆するステップとを含む、粒子状修復剤の作製方法であって、細菌が、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択され、前記添加剤が、（１）ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物並びに（２）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を含む方法、
２８．添加剤が、（ａ）カルシウム化合物と、（ｂ）有機化合物及びリン化合物のうち１又は２以上と、（ｃ）微量元素と、（ｄ）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩のうち１又は２以上とを含む、上記２７に記載の方法、
２９．噴霧乾燥、粒子化、流動床コーティング、ｖ型混合機によるブレンディング、ホットブレンディング、球状化処理及び錠剤コーティングからなる群から選択される１又は２以上の被覆方法により錠剤を被覆するステップを含む、上記２７又は２８に記載の方法、
３０．任意選択の第二の添加剤が、ペレット化剤である、上記２７〜２９のいずれかに記載の方法、
３１．上記１〜２４のいずれかに従って得られるセメント系材料を用意するステップと、前記セメント系材料からセメント系ベースの建築物を建築するステップとを含む、セメント系ベースの建築物の作製方法、
３２．セメント出発材料が、ポルトランドセメントを含む、上記３１に記載の方法、
３３．セメント系材料が、コンクリートを含む、上記３１又は３２に記載の方法、
３４．セメント系材料が、上記３１〜３３のいずれかに記載の方法によって得られる、硬化セメント系材料を含むセメント系ベースの建築物、
３５．硬化セメント系材料を含むセメント系ベースの建築物であって、前記硬化セメント系材料が、細菌材料をさらに含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択され、前記細菌が、好ましくは、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択され、硬化セメント系材料と細菌の重量比が、１．１０^６：１〜１．１０^８：１の範囲、好ましくは２５．１０^６：１〜２５．１０^７：１の範囲である建築物、
に関する。

次に、添付の略図を参照しつつ、本発明の実施形態を単に実施例により説明する。図面において、対応する参照記号は対応する部品を示す。
セメント系材料が作製され用いられ得る仕方を概略的に表現する図である。 硬化セメント系産物において修復剤が機能する仕方を概略的に示す図である。 粒子状修復剤の粒子を概略的に表現する図である。

図１は、セメント系材料が作製され、用いられる仕方を概略的に表現する。ブロック略図において、参照符号１０は、セメント出発材料を表示する。参照符号２１、２２及び２３はそれぞれ、細菌材料、リン酸カルシウム及び／又は炭酸カルシウム前駆体材料並びに細菌の栄養素を表示する。これらの修復剤出発材料は、一般に、参照符号２０で表示される。修復剤の出発材料は、錠剤等、粒子へと加工される。このプロセスは、参照符号（Ｉ）で表示される。粒子（ステージ）は、参照符号３０で表示される。その後、粒子は、被覆プロセス（II）において被覆されて、被覆粒子（ステージ）４０となる。これにより、粒子状修復剤が得られ、これは参照符号４０で概略的に表示される。粒子状修復剤４０及びセメント出発材料１０は、プロセスIIIにおいて混合されて、参照符号５０で概略的に表示されるセメント系材料（ステージ）となる。セメント系材料５０は、参照符号６０で表示される（硬化）建築物に加工することができる。

図２ａ〜２ｂは、セメント系ベースの建築物６０の硬化の際に修復剤に起こり得る事象を概略的に表現する。図２ａは、建築直後のセメント系ベースの建築物６０の状態を概略的に表現する。時間と共に、ひび割れ６１は、セメント系ベースの建築物６０において生じ得る。ひび割れ形成は、粒子状修復剤４０のひび割れ／崩壊も誘導し得る。粒子状修復剤４０の粒子のダメージにより、修復剤が放出されて、これによりひび割れ６１が少なくとも部分的に修復され得る。このようにして、セメント系ベースの建築物６０の耐久性及び寿命並びにセメント系ベースの建築物６０の強度が改善され得る。

図３は、核４２を取り囲む被覆４１を有する粒子状修復剤４０の被覆粒子を概略的に表現する。核４２は、細菌材料２１、リン酸カルシウム又は炭酸カルシウム材料の前駆体２２並びに酵母エキス、グルコン酸塩及び微量元素等の栄養素２３を含む修復剤４３を含む。

［実施例］
下表は、細菌材料と添加剤の重量比が表示されている、本発明に係る修復剤の数例の実施例を提示する。

更なる実験
錠剤等、被覆プレス粉末粒子の形態における細菌ベースの修復剤のコンクリート混和物への添加が、先行技術に記載されている膨張粘土等、多孔性粒子における固定化よりも有益であるか調査するため、実験的な研究を行った。

本実験において、「標準」混合物、先行技術に係る細菌ベースの修復剤を含有する膨張粘土粒子を加えた混合物及び膨張粘土ベースの混合物に適用された２．７倍の量の細菌ベースの修復剤を含有する本発明に係る被覆プレス粉末錠剤を加えた混合物から作製されたモルタル試料の圧縮強度増進における比較を行った。この実験の根拠は、自己修復剤添加あり及びなしのモルタル試料の圧縮強度増進を定量化することであり、被覆プレス粉末錠剤の形態の修復剤が、先行技術に記載されている膨張粘土ベースの修復剤と比較して、コンクリート試料に生じる圧縮強度ロスをより少なくするか比較することである。

表２は、モルタル試料の調製に用いたコンクリート混合物組成を列挙する。シリーズＡは、１〜４ｍｍの砂画分が、先行技術に係る細菌胞子及び栄養物を含浸したLiapor軽量骨材に置き換わった混合物を表す。シリーズＢは、「標準」（対照）混合物を表す。シリーズＣは、１〜４ｍｍの砂画分の一部が、細菌胞子及び栄養物を含有する被覆プレス粉末錠剤に置き換わった混合物を表す。

モルタル混合物に加える前のシリーズＡにおける３０４グラムの膨張Liapor粘土粒子に追加的な６１ｍｌの水を加えて、多孔性粒子によって吸収された水を相殺した。シリーズ毎に、試料を成型する前に、卓上モルタル混合器を用いて原料を１０分間混合した。シリーズ毎に、総数１２個の寸法４×４×４ｃｍの立方体を成型した。１日後に、試料を型から出し、さらに養生するため、圧縮強度検査時まで密閉したポリ袋内に室温で維持した。３、７及び２８日目に、各シリーズ４個の立方体の養生セットを、破壊が生じるまで圧縮荷重に付した。各試料の最大荷重能力を記録し、各サブセットの４試料の平均及び標準偏差を計算した。

これらの結果から、錠剤改良モルタル試料の圧縮強度が、３、７及び２８日目の膨張粘土改良モルタル試料の強度のそれぞれ１１３、１２８及び１３４％であったため、錠剤形態の自己修復剤の添加は、先行技術に係る膨張粘土粒子の形態の修復剤の添加と比較して、圧縮強度特性を著しく改善すると結論できる。

さらに、錠剤補正試料の圧縮強度増進は、養生期間における対照試料の発達を追い越し、２８日目に対照試料と比較して１１５％の値に達した。

２８日間の養生後に割った錠剤補正試料を撮影した写真画像は、モルタルマトリックスに埋め込まれた被覆錠剤が、大部分は無傷のままであったことを示す。

修復剤調製
モルタル試料の調製に用いた２種類の細菌ベースの修復剤を次の通りに調製した。

１）細菌胞子及び栄養物を含浸した膨張粘土粒子
上述の粒子を先行技術に従って調製した。Liapor Sand 1/4 R（１〜４ｍｍの丸い粒子、Liapor GmbH社、ドイツ）のバッチをガラス容器底部に置き、重しとして１ｍｍ格子状のふるいで覆った。その後、Vacuubrandダイヤフラム真空ポンプを用いて容器を脱気した。側面の注入口を介して、酵母エキス（１．４ｇ／Ｌ）及びグルタミン酸ナトリウム（１．４ｇ／Ｌ）で改良した飽和乳酸カルシウム五水和物（７０ｇ／Ｌ）溶液を、脱気した膨張粘土粒子が溶液で完全に覆われるまで容器に入れ、その後、真空状態を徐々に解除した。その後液体で飽和した膨張粘土粒子を通気オーブンにおいて７０℃でオーブン乾燥させた。Liapor Sand K 0/2（０〜２ｍｍの潰れた粒子、Liapor GmbH社、ドイツ）の別個のバッチを同様に脱気し、バチルス・コーニーＤＳＭ６３０７胞子懸濁液で飽和させ、その後７０℃でオーブン乾燥させた。乾燥後、Liapor Sand 1/4 Rバッチの膨張粘土粒子は、１ｋｇ当り１６．２ｇの乳酸カルシウム五水和物、０．３２ｇの酵母エキス及び０．３２ｇのグルタミン酸ナトリウムを含有した。Liapor Sand K 0/2バッチは、１グラム当り５＊１０^８細菌胞子を含有した。

２）被覆プレス粉末錠剤
乳酸カルシウム五水和物、酵母エキス、グルタミン酸ナトリウム及び乾燥ゼオライト粉末細菌胞子混合物（重量比５０：１：１：０．１）で構成される粉末混合物を、TDP-1単発式打錠プレスを用いて４ｍｍ直径の錠剤にプレスすることによって、被覆プレス粉末錠剤を調製した。乾燥ゼオライト粉末細菌胞子混合物は、ゼオライト粉末１グラム当り１．７＊１０^１０バチルス・コーニー胞子を含有した。その後、得られた錠剤を、エポキシ樹脂溶液（Struers社製、EpoFix Resin）に短時間沈めて、通気オーブン内の１ｍｍアルミニウムの格子状のふるい上で７日間３７℃にて乾燥させることにより被覆した。エポキシ樹脂溶液は、メーカーの明細書（Struers GmbH社、ドイツ）に従って５重量単位のエポキシ樹脂と１重量単位の硬化剤を混合することにより調製した。

表２に列挙されている含量の膨張粘土ベース及び錠剤ベースのモルタル試料を調製するため、２種類の修復剤をモルタル混合物に添加した。このようにして調製された修復剤を含有するモルタル試料（シリーズＡ及びＣ）は、モルタル混合物１ｄｍ^３当り４．９ｇの乳酸カルシウム五水和物（シリーズＡ）及びモルタル混合物１ｄｍ^３当り１３．２ｇの乳酸カルシウム五水和物（シリーズＣ）を含有した。よって、錠剤ベースのモルタル試料（シリーズＣ）は、膨張粘土ベースのモルタル試料よりも２．７倍高濃度の修復剤を含有した。

錠剤ベースのモルタル試料は、膨張粘土ベースのモルタル試料よりも２．７倍高濃度の修復剤を含有した。しかし、体積に関して、錠剤ベースのモルタル試料中の修復剤は、モルタル試料体積の１％未満を表したが、膨張粘土ベースのモルタル試料中の修復剤は、ほぼ３５％であった。多孔性膨張粘土粒子は、修復剤の貯蔵所として機能することができるが、内部細孔の限られた接続性のため、この目的のためにその体積の一部しか効果的に使用できなかった。従って、モルタル試料における一定量の修復剤を達成するため、相対的に体積の大きい修復剤含浸膨張粘土粒子が適用される必要がある。しかし、膨張粘土ベースの試料（シリーズＡ）及び対照試料（シリーズＢ）の圧縮強度増進と比較すると、膨張粘土粒子の適用は、得られたモルタル試料の大幅な圧縮強度ロスを生じる。２８日間の養生後、膨張粘土ベースのモルタル試料の強度は、対照モルタル試料の強度の８５％に達した。しかし、錠剤ベースのモルタル試料は、２８日間の養生後の対照試料の強度の１１５％に達した。

このように、上述の更なる実験の結果は、含浸膨張粘土粒子の代わりに被覆錠剤形態の修復剤をモルタル混合物に添加すると、圧縮強度特性が実質的に改善されたモルタル試料が得られることを示す。

従って、本発明は、本修復剤を含有する（実質的に耐漏出性）錠剤は、大量に適用された場合であっても、液体混合物（「セメント系材料」）の加工性を干渉することも、混合物又は最終材料（硬化コンクリート）のいずれかの特性に悪影響を及ぼすこともないため、先行技術の課題を解決することができる。セメント系ベースの建築物におけるひび割れ形成において、粒子もひび割れ、修復剤が放出される。

Claims (24)

1. ５μｍ〜２ｍｍの範囲の被覆厚を有し、
   （ａ）細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される細菌材料、及び
   （ｂ）添加剤
   を含む被覆粒子を含む、セメント系材料のための粒子状修復剤。
2. 添加剤が、カルシウム化合物、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩、フィチン酸塩、酵母エキス、ペプトン、グルタミン酸塩、アスパラギン酸塩及び微量元素からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含む、請求項１に記載の粒子状修復剤。
3. 添加剤が、
   （１）ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物、並びに
   （２）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を含む、請求項１又は２に記載の粒子状修復剤。
4. 細菌が、好気性細菌、及び／又はアルカリ性培地においてリン酸塩又は炭酸塩沈殿物を生成できる細菌からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれかに記載の粒子状修復剤。
5. 細菌が、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択される、請求項１〜４のいずれかに記載の粒子状修復剤。
6. 粒子状修復剤の細菌材料：添加剤の重量比が、１：１０，０００〜１：１，０００，０００の範囲である、請求項１〜５のいずれかに記載の粒子状修復剤。
7. 被覆粒子が、被覆粒子の総重量に対して少なくとも５０ｗｔ％の細菌材料及び添加剤を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の粒子状修復剤。
8. 被覆が、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、メタクリル酸グリコシルオキシエチル、１，６−ビス（ｐ−アセトキシカルボニルフェノキシ）ヘキサン及び（３Ｓ）−ｃｉｓ−３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオンを含む群から選択される１又は２以上のモノマーベースの（コ）ポリマーを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の粒子状修復剤。
9. 被覆が、エポキシベースの（コ）ポリマーを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の粒子状修復剤。
10. 被覆粒子が、モース硬度計による３〜９の範囲の平均粒子硬度を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の粒子状修復剤。
11. 被覆粒子が、０．２〜４ｍｍの範囲の平均直径を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の粒子状修復剤。
12. （コ）ポリマーベースの被覆を含む被覆を有し、かつ
    （ａ）細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される細菌材料、及び
    （ｂ）添加剤
    を含む被覆粒子を含む、
    セメント系材料のための粒子状修復剤。
13. 添加剤が、カルシウム化合物、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩、フィチン酸塩、酵母エキス、ペプトン、グルタミン酸塩、アスパラギン酸塩及び微量元素からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含む、請求項１２に記載の粒子状修復剤。
14. 添加剤が、
    （１）ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物、並びに
    （２）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を含む、請求項１２又は１３に記載の粒子状修復剤。
15. 細菌が、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択される、請求項１２〜１４のいずれかに記載の粒子状修復剤。
16. 粒子状修復剤の細菌材料：添加剤の重量比が、１：１０，０００〜１：１，０００，０００の範囲である、請求項１２〜１５のいずれかに記載の粒子状修復剤。
17. 被覆粒子が、被覆粒子の総重量に対して少なくとも５０ｗｔ％の細菌材料及び添加剤を含む、請求項１２〜１６のいずれかに記載の粒子状修復剤。
18. （コ）ポリマーが、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、メタクリル酸グリコシルオキシエチル、１，６−ビス（ｐ−アセトキシカルボニルフェノキシ）ヘキサン及び（３Ｓ）−ｃｉｓ−３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオンを含む群から選択される１又は２以上のモノマーベースである、請求項１２〜１７のいずれかに記載の粒子状修復剤。
19. 被覆が、エポキシベースの（コ）ポリマーを含む、請求項１２〜１８のいずれかに記載の粒子状修復剤。
20. 被覆粒子が、０．２〜４ｍｍの範囲の平均直径、及び／又は５μｍ〜２ｍｍの範囲の被覆厚を有する、請求項１２〜１９のいずれかに記載の粒子状修復剤。
21. 硬化セメント系材料が、細菌材料をさらに含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択され、前記細菌が、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択され、前記硬化セメント系材料と前記細菌の重量比が、１．１０^６：１〜１．１０^８：１の範囲である、硬化セメント系材料を含むセメント系ベースの建築物。
22. 硬化セメント系材料が、セメント出発材料の硬化物と、
    （ａ）細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される細菌材料、及び
    （ｂ）添加剤
    を含み、かつ５μｍ〜２ｍｍの範囲の被覆厚を有する被覆粒子を含む粒子状修復剤とを
    含む、請求項２１に記載のセメント系ベースの建築物。
23. 硬化セメント系材料が、セメント出発材料の硬化物と、
    （ａ）細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される細菌材料、及び
    （ｂ）添加剤
    を含み、かつ（コ）ポリマーベースの被覆を有する被覆粒子を含む粒子状修復剤とを含む、請求項２１に記載のセメント系ベースの建築物。
24. セメント出発材料と粒子状修復剤の重量比が、２，０００：１〜２０：１（含水）の範囲であり、及び／又はセメント出発材料と細菌の重量比が、１．１０^６：１〜１．１０^８：１の範囲である、請求項２２又は２３に記載のセメント系ベースの建築物。