[發明專利]一種殼聚糖固定微生物脲酶原位強化再生骨料的制備方法

有效

• 申請號: 202110792934.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113307527B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 羅勉;丁子奇;劉野;李旭
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C04B20/02
• 分類號: C04B20/02;C04B18/16
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

一種殼聚糖固定微生物脲酶原位強化再生骨料的制備方法，屬于混凝土技術領域，將再生骨料經由殼聚糖粉末、乙酸和水混合組成的殼聚糖溶液浸泡后烘干，得到表面覆有殼聚糖薄膜的再生骨料；將巴氏生孢八疊球菌接種于微生物培養基中培養而得到微生物菌液；將表面覆有殼聚糖薄膜的再生骨料在微生物菌液中浸泡，得到表面吸附微生物脲酶的再生骨料；將表面吸附微生物脲酶的再生骨料在由尿素、氯化鈣和水組成的pH值為9～10的混合溶液中浸泡后烘干，得到強化再生骨料。采用本發明所制備的殼聚糖固定微生物脲酶原位強化再生骨料性能顯著提升，與處理前相比，吸水率和壓碎指標顯著降低。

技術領域

本發明屬于混凝土技術領域，尤其涉及再生骨料的制備技術。

背景技術

隨著城鎮化進程的發展，建筑垃圾排放量逐年增長，成為保護環境的又一大難點。建筑垃圾猶如城市建設過程中伴生的“瘡”，既侵占土地，又對周邊環境產生嚴重惡劣的影響，有的甚至帶來圍城之患。同時，隨著建筑業對砂石骨料需求量的不斷增長，天然砂石骨料資源日趨緊張，且由砂石骨料隨意開采所引發的環境破壞問題也越來越突出。因此，將建筑垃圾制成再生骨料重新應用于混凝土生產對于節約資源、保護環境和實現建筑業的可持續發展具有重要意義。與天然骨料相比，建筑垃圾制成的再生骨料表面附著大量老砂漿，存在高孔隙率、高吸水率、高壓碎指標以及界面過渡區薄弱等缺陷，導致所制備的再生骨料混凝土性能降低，極大限制了再生骨料在實際工程中的應用。因此，為了提升再生骨料品質，需要對其進行改性處理。

目前，再生骨料改性主要技術途徑有兩條，即去除附著砂漿和強化附著砂漿。去除再生骨料表面附著砂漿的措施包括機械研磨、加熱研磨、微波處理、骨料整形、酸性溶液浸泡等處理方式。強化再生骨料表面附著砂漿的技術途徑目前主要是采用化學表面處理和化學漿液處理的方式來實現，包括聚合物乳液強化、硅酸鈉溶液強化、火山灰強化、納米二氧化硅強化、二氧化碳碳化強化等方法。上述方法都對再生骨料的性質有一定的提升作用，但仍存在一些不足，如機械強化法耗能高且可能對骨料造成二次損傷，化學法易對環境造成二次污染且有害物質易進入骨料，對再生骨料混凝土的性能產生不利影響等。因此，國內外研究學者都在積極尋找一種既環保又高效的再生骨料性能改善方法。

微生物誘導礦化沉積是一種普遍的自然現象，自然界中許多微生物在合適的條件下能夠利用自身的生命活動誘導碳酸鈣沉積。受此啟發，國內外研究人員開始探索將微生物誘導礦化沉積技術用于再生骨料性能強化。微生物誘導礦化是一種較溫和的反應，既不會有大量能量的消耗，也不會造成二次污染問題，屬于一種低能耗、無污染的技術手段，符合建筑廢棄物再生利用環境保護的初衷，有著非常廣闊的應用前景。然而，目前微生物誘導礦化強化再生骨料技術仍存在礦化沉積產物碳酸鈣在再生骨料表面分布不均、部分沉積層不夠密實以及與再生骨料表面粘接薄弱等問題，影響了微生物礦化處理再生骨料性能，進而限制了該技術的應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種殼聚糖固定微生物脲酶原位強化再生骨料的制備方法，既環保又高效地提升再生骨料品質。

本發明包括如下步驟：

1）將再生骨料經由殼聚糖粉末、乙酸和水混合組成的殼聚糖溶液浸泡后烘干，得到表面覆有殼聚糖薄膜的再生骨料；

2）將巴氏生孢八疊球菌接種于微生物培養基中培養而得到微生物菌液；將表面覆有殼聚糖薄膜的再生骨料在微生物菌液中浸泡，得到表面吸附微生物脲酶的再生骨料；

3）將表面吸附微生物脲酶的再生骨料在由尿素、氯化鈣和水組成的pH值為9～10的混合溶液中浸泡后烘干，得到強化再生骨料。