[發明專利]一種低堿膠凝封裝型微生物自修復劑及其應用

有效

• 申請號: 201710565329.6
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107445564B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 徐晶;王彬彬;王先志;左俊卿
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種低堿膠凝封裝型微生物自修復劑及其應用，自修復劑由A組分和B組分構成，其中，A組分是將營養成份、低堿膠凝介質與水混合后攪拌，再與濃縮芽孢菌液混合均勻，放置硬化后，粉磨至顆粒得到，B組分為尿素和無水硝酸鈣的混合物，將加入微生物自修復劑的水泥干混砂漿用于修補水泥破壞的裂縫的自修復，可有效保護菌體，提高產礦率，且與水泥基材相容性好，所產生的修復介質為天然碳酸鈣，有良好的耐久性、體積穩定性以及環境友好性，其自修復特性可節約大量的維護資金，同時能顯著提高負載量，并且與水泥基材料有很好的相容性，可在不對水泥基材料自身性能造成影響的同時，大幅度提高自修復效率。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，尤其是涉及一種低堿膠凝封裝型微生物自修復劑及其應用。

背景技術

生物礦化是自然界中的一種常見現象，而微生物的礦化作用是其中的典型代表。在環境滿足一定的物理化學條件下，微生物通過主動或被動的方式，將可溶性離子轉化為固相礦物，可以有選擇性地填塞或粘結具有滲透性的孔或裂隙，其在石油工程、地質工程和土木工程中的應用已引起人們的廣泛關注。在已發現的30多種生物礦物中的近三分之二是鈣礦，而其中以方解石最為重要。作為一種穩定的礦物，生物礦化所產生的方解石可用于水泥基材料等人工石材的自修復。由于其反應條件溫和、環境友好，且具有可持續和可反復點修復的特點，具有其他自修復手段不可比擬的優勢。

然而，由于水泥基材料的高堿度和有限的孔空間環境，對微生物的生長繁殖造成很大的影響，因而需要借助某些封裝手段來對減輕微生物的生存壓力。中國專利CN102584073 A公布了一種裂縫自修復水泥基材料添加劑及其使用方法和水泥基材料。該專利中采用Bacillus halodurans菌種，采用爐渣或陶粒作為載體進行保護。但一方面，爐渣或陶粒因強度低，其引入會對水泥基材料基體造成強度損失；另一方面，爐渣或陶粒的負載量有限，使得修復效率受限。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種低堿膠凝封裝型微生物自修復劑及其應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種低堿膠凝封裝型微生物自修復劑，由A組分和B組分構成，其中，所述的A組分是將營養成份、低堿膠凝介質與水混合后攪拌，再與濃縮芽孢菌液混合均勻，放置硬化后，粉磨至顆粒得到，所述的B組分為尿素和無水硝酸鈣的混合物。

所述的A組分和B組分的質量比為3～4﹕1。

所述的A組分具體制備方法為：將36～40重量份的營養成份與220～240重量份的低堿膠凝介質以及100重量份的水混合后攪拌3～5min，再與濃縮芽孢菌液以100～200﹕1的體積比混合均勻，在18～22℃、相對濕度為100％的環境下放置24～48h后硬化，粉磨顆粒，顆粒粒徑達到10～20μm。

所述的B組分中尿素和無水硝酸鈣的重量份比例為1﹕0.15～0.25。

所述的營養成份包括牛肉膏和蛋白胨，其重量份比例為1﹕1.5～2。

所述的低堿膠凝介質包括硫鋁酸鹽水泥和硅粉，其重量份比例為1﹕0.1～0.2。

所述的濃縮芽孢菌液的濃度為2×10⁸～2×10¹⁰cell/ml。

所述的濃縮芽孢菌液具體制備方法為：將巴氏生孢八疊球菌接種于培養液中，每升培養液含有牛肉膏2～4g、蛋白胨4～6g及尿素15～20g，于20～37℃在水浴搖床上以100～150rpm的速度振蕩培養，14～28天后將獲取的培養菌液在離心機上以3000～4000rpm的速度離心10～20min后，去除上層清液并用去離子水收集芽孢菌液，濃縮芽孢菌液即得。