[發(fā)明專利]一種耐硼賴氨酸芽孢桿菌及其在混凝土裂縫修復(fù)中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010911233.2
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112029685B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐建妙;泮佳佳;鄭裕國;王遠(yuǎn)山;程峰;賈東旭
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C04B28/00;C12R1/01
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰

本發(fā)明公開了一種耐硼賴氨酸芽孢桿菌ZJB20022及其在混凝土裂縫修復(fù)中的應(yīng)用，屬于微生物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。所述耐硼賴氨酸芽孢桿菌ZJB20022為本發(fā)明自主分離得到具有高脲酶活力的菌株，保藏編號：CCTCC NO:M 2020267。本發(fā)明提供的耐硼賴氨酸芽孢桿菌ZJB20022，具有較高脲酶活力與不溶性鈣轉(zhuǎn)化能力，其代謝產(chǎn)物可與環(huán)境中的鈣離子高效結(jié)合形成方解石，可有效修復(fù)混凝土微裂縫。菌株ZJB20022具有作為生物修復(fù)制劑進(jìn)行混凝土裂縫自修復(fù)的潛力和應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效脲酶礦化菌及其在混凝土裂縫修復(fù)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

混凝土因其抗壓性能和耐久性能優(yōu)良而成為應(yīng)用最廣泛的建筑工程材料之一。然而，由于水化過程中溫度變化引起的脹縮現(xiàn)象、地基施工質(zhì)量存在差異導(dǎo)致的穩(wěn)定性差、鋼筋銹蝕、外力撞擊、荷載過大等多種不利因素均會使混凝土建筑產(chǎn)生干縮裂縫、溫度裂縫、變形裂縫以及接茬縫等。

目前進(jìn)行裂縫修復(fù)的方法包括結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法、外觀修補(bǔ)法、裂縫灌漿法等，雖在一定程度上能填補(bǔ)裂縫，但通過使用化學(xué)材料進(jìn)行填補(bǔ)，在實施過程中暴露出工藝要求高、操作復(fù)雜、成本高昂、破壞混凝土結(jié)構(gòu)和功能等缺點。經(jīng)過探究，Ramachandran等人提出一種環(huán)境友好的自我感知、自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)的裂縫愈合方式，即將用礦化微生物自身的新陳代謝形成碳酸根離子，在環(huán)境中存在鈣離子的情況下，析出碳酸鈣結(jié)晶的生物礦化機(jī)制去愈合混凝土的微裂縫。

相比于包括氰基丙烯酸酯，環(huán)氧基樹脂，丙烯酸樹脂，硅酸鈉，聚氨酯等化學(xué)類愈合劑，通過微生物自身代謝活動誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀使裂縫愈合的生物類愈合劑與混凝土基質(zhì)具有較好的相容性，加上其獨(dú)特的原位修復(fù)特性促使以微生物的代謝作用產(chǎn)生碳酸鈣沉淀從而使裂縫愈合成為更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保的一種智能化方式，混凝土微生物自修復(fù)材料成為建筑與生物交叉領(lǐng)域的新興探究材料。

基于微生物誘導(dǎo)的碳酸鈣沉積技術(shù)是利用碳酸鈣礦化菌產(chǎn)生的脲酶將尿素水解，水解產(chǎn)生的碳酸根與體系中的鈣離子形成碳酸鈣結(jié)晶。目前，脲酶礦化菌在混凝土領(lǐng)域的應(yīng)用成熟于其他礦化菌(如硫酸鹽還原菌)，并取得一定的成果，因此尋找到一株高效脲酶礦化菌對促進(jìn)混凝土微生物自修復(fù)材料的研發(fā)并進(jìn)行工程應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種脲酶活力高并能高效利用鈣離子的礦化細(xì)菌，其代謝產(chǎn)物可與環(huán)境中的鈣離子高效結(jié)合形成方解石，用于修復(fù)混凝土微裂縫，為混凝土微生物自修復(fù)材料的開發(fā)提供新的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明從浙江省杭州市西湖區(qū)靈隱古寺山坡上的土樣中分離得到具有高脲酶活力的菌株ZJB20022，測得的該菌株的16S序列如SEQ ID NO.1所示。將所測得的16S序列在美國國立生物信息中心(NCBI)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，ZJB20022與已知菌株Lysinibacillusboronitolerans strain NBRC 103108聚類于同一分支，親緣關(guān)系最近，相似度高達(dá)98.27％，從而確定了ZJB20022在分類上屬于耐硼賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillusboronitolerans)，將其命名為耐硼賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus boronitolerans)ZJB20022。

本發(fā)明提供了一種耐硼賴氨酸芽孢桿菌ZJB20022，該菌株已進(jìn)行保藏，保藏單位：中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏地址：中國武漢、武漢大學(xué)，保藏日期：2020年7月2日，保藏編號：CCTCC NO:M 2020267。

本發(fā)明研究表明，耐硼賴氨酸芽孢桿菌ZJB20022菌體不僅脲酶活力高，礦化能力也非常強(qiáng)，不溶性鈣轉(zhuǎn)化率達(dá)49.4％。

本發(fā)明提供了所述的耐硼賴氨酸芽孢桿菌ZJB20022在混凝土裂縫修復(fù)中的應(yīng)用。