[發(fā)明專利]產(chǎn)堿桿菌在礦化加固鈣質(zhì)砂工藝中作為加固劑的用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910638411.6
• 申請(qǐng)日: 2019-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN110330251A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬建軍;黃林沖;梁禹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B24/06
• 分類號(hào): C04B24/06;C04B20/02
• 代理公司: 東莞合方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44561
• 代理人: 許建成

本發(fā)明公開了一種產(chǎn)堿桿菌在礦化加固鈣質(zhì)砂工藝中作為加固劑的用途。本發(fā)明通過研究意外的發(fā)現(xiàn)，將產(chǎn)堿桿菌作為加固劑添加到礦化加固鈣質(zhì)砂的灌漿工藝中，一方面，與現(xiàn)有的脲酶菌微生物水泥在水解尿素過程中產(chǎn)生氨氣相比，能夠?qū)幟仕猁}水解為碳酸鹽，其中的碳酸根與鈣離子結(jié)合生成碳酸鈣，且在礦化固結(jié)過程中不產(chǎn)生氨氣，對(duì)環(huán)境影響更小，更加綠色環(huán)保；另一方面，與普通的硅酸鹽水泥相比，具有更大的滲透系數(shù)，能夠在加固邊坡和地基的同時(shí)更好得保證地面的排水和滲透，從而大大拓寬了產(chǎn)堿桿菌在市場(chǎng)中的應(yīng)用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)堿桿菌的新用途，特別涉及產(chǎn)堿桿菌在礦化加固鈣質(zhì)砂工藝中作為加固劑的用途

背景技術(shù)

硅酸鹽水泥是建筑工程中最為常用的凝膠材料，在人類的歷史進(jìn)程和今后的發(fā)展中都占有重要的位置。但是硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程需要大量的熱量來將生石灰轉(zhuǎn)化為熟石灰，在現(xiàn)有的生產(chǎn)力水平下，這部分的熱量是由化石燃料的燃燒來產(chǎn)生的。這樣一來，硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程中需要消耗大量的化石燃料，并在燃燒化石燃料和燒制生石灰的過程中都會(huì)排放大量的二氧化碳(CO₂)，大氣中CO₂濃度的提升會(huì)造成“溫室效應(yīng)”。此外，硅酸鹽水泥生產(chǎn)過程中還會(huì)產(chǎn)生各種有害氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。

微生物水泥屬于生物凝膠材料，其主要原理是利用微生物的水解作用，產(chǎn)生CO₃^2-或NH₄⁺等離子團(tuán)，與散粒材料如沙子中所含的Ca²⁺等形成沉淀物，將松散的顆粒凝結(jié)起來，起到固化的作用。相比硅酸鹽水泥等傳統(tǒng)的凝膠材料，生物凝膠材料其生產(chǎn)和作用過程均更加綠色環(huán)保。此外，生物凝膠材料的作用過程也可以通過控制微生物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行細(xì)致的調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)“智能”且“可控”的自動(dòng)化建造過程。微生物水泥在邊坡和地基加固方面具有廣泛的應(yīng)用前景，在近年來屬于土木工程和生物工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

但是，在常見的微生物水泥中主要采用的是脲酶菌(巴氏芽孢桿菌)，該脲酶菌微生物產(chǎn)生脲酶，在脲酶的作用下，尿素會(huì)快速水解產(chǎn)生氨氣和碳酸根，碳酸根會(huì)和溶液中的鈣離子作用，生成碳酸鈣，形成凝膠，將松散的砂粒固化。但是，還有相當(dāng)一部分的氨氣由于隨著反應(yīng)進(jìn)行溶液pH值升高，無法溶解而直接排放到空氣中，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，解決現(xiàn)有微生物水泥材料在礦化固結(jié)中的氨氣排放，真正實(shí)現(xiàn)綠色無污染的微生物水泥具有十分重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)堿桿菌在礦化加固鈣質(zhì)砂工藝中作為加固劑的用途。

產(chǎn)堿桿菌在礦化加固鈣質(zhì)砂工藝中作為加固劑的用途。

其中，所述產(chǎn)堿桿菌的菌液濃度OD₆₀₀＝1.3-1.6，編號(hào)為GIM1.754，拉丁文名為Alcaligenessp，其他編號(hào)為ACCC 01730，購(gòu)買于廣東省微生物保藏中心。

其中，所述礦化加固鈣質(zhì)砂工藝為灌漿工藝。

優(yōu)選地，所述灌漿工藝，包括如下步驟：

1)將檸檬酸鹽加入到產(chǎn)堿桿菌溶液中，形成混合液體；

2)將上述混合溶液用蠕動(dòng)泵注入鈣質(zhì)砂柱中，靜置1-3小時(shí)；

3)再用蠕動(dòng)泵向上述鈣質(zhì)砂柱注入100mL的鈣鹽溶液，靜置5-7小時(shí)，將鈣質(zhì)砂柱中的剩余溶液排出；

4)重復(fù)步驟2)-3)，直至無法向上述鈣質(zhì)砂柱中再注入混合液體為止；

5)對(duì)上述加固好的鈣質(zhì)砂柱進(jìn)行烘干養(yǎng)護(hù)脫模即可。

其中，步驟1)中，所述檸檬酸鹽的體積摩爾濃度為0.1-1mol/l。

其中，步驟1)中，所述混合溶液中產(chǎn)堿桿菌與檸檬酸鹽的體積比為0.5-1.5:1。