[發(fā)明專利]一種基于厭氧微生物的混凝土裂縫修復方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111562874.2
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114133157A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 謝明;梁卓俊;李彥璋;李怡美;耿斌;王藝銘;黃仕偉;李想;陳浩;李靈杰
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: C04B24/00
• 分類號: C04B24/00;E02D37/00;E04G23/02;C04B41/60
• 代理公司: 北京索邦智慧專利代理有限公司 11879
• 代理人: 李思奇

本發(fā)明涉及微生物混凝土材料技術領域，且公開了一種基于厭氧微生物的混凝土裂縫修復方法，首先對多個混凝土構件進行制作，在混凝土拌和的過程中加入細菌芽孢、鈣鹽等修復劑，制成后將混凝土構件放入水中，通過壓力作用試驗致使混凝土在水中開裂，從而在混凝土裂縫處可進行試驗，使用特殊的封閉構件對混凝土裂縫處進行封閉處理，以方便于注射各溶劑進入混凝土裂縫中，其次還需要對厭氧菌變形桿菌進行培養(yǎng)與提取并制成修復劑；本發(fā)明中，通過變形桿菌產生脲酶和醋酸鹽與氫氧化鐵溶劑發(fā)生的鐵鹽還原反應促使碳酸鈣沉積，進而通過厭氧微生物催化碳酸鈣沉淀達到提升混凝土裂縫修復的效果，其化學反應所產生的化合物對人體與環(huán)境是無害的。

技術領域

本發(fā)明涉及微生物混凝土材料技術領域，具體為一種基于厭氧微生物的混凝土裂縫修復方法。

背景技術

混凝土由于其經濟實用的特點，早已成為了當今乃至以后很長一段時間內最為重要的建筑材料。然而，混凝土在使用過程和周圍環(huán)境的影響下不可避免地會產生裂縫，滲入的水和有害化學物質會使得一定范圍內的基體發(fā)生劣化，同時還會腐蝕埋置的鋼筋，輕者會降低結構的使用壽命，重者則危及結構的安全。

一般的混凝土材料的修復形式主要是定期維護與事后維修，這種消極的、被動的維修方式不僅費用龐大，而且效果不佳，更無法滿足現代多功能和智能建筑對混凝土材料提出的要求，另外則采用微生物自修復混凝土，將細菌營養(yǎng)體、休眠芽孢、微生物體及其所需的代謝營養(yǎng)物質用具有相容性的材料包覆起來，再均勻地摻到混凝土中。當微裂縫形成時，載體隨之破裂，休眠芽孢被激活，微生物開始礦化沉積；當裂縫被彌補時，芽孢會再次進入休眠狀態(tài)。

微生物的礦化方式可以分為厭氧菌的酶代謝作用和好氧菌的呼吸作用兩種。好氧型微生物通過有氧呼吸作用所產生的脲酶將尿素分解為氨氣和二氧化碳，二氧化碳在堿性環(huán)境下溶于水形成碳酸根離子，碳酸根離子與混凝土本身或修復劑中的鈣離子結合生成碳酸鈣晶體。厭氧型微生物在厭氧環(huán)境中，硫酸鹽還原型微生物分解硫酸鹽后與有機物反應生成HCO32－，在堿性環(huán)境下CO32－與Ca2+結合生成CaCO3沉淀。但是，這種厭氧環(huán)境下的微生物分解會生成硫化氫離子，對于人體和環(huán)境污染是非常有害的。

隨著混凝土的使用越來越廣泛，進而對于混凝土修復技術的要求也隨之提高，為了使混凝土自修復技術能夠作用于水下或者巖土下層等這種無氧或少氧環(huán)境下。因此，需要探究一種基于厭氧微生物的混凝土裂縫修復方法。

發(fā)明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于厭氧微生物的混凝土裂縫修復方法，解決了水下和巖石下等這種無氧或少氧環(huán)境中的混凝土裂縫修復的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種基于厭氧微生物的混凝土裂縫修復方法，首先對多個混凝土構件進行制作，在混凝土拌和的過程中加入細菌芽孢、鈣鹽等修復劑，制成后將混凝土構件放入水中，通過壓力作用試驗致使混凝土在水中開裂，從而在混凝土裂縫處可進行試驗，使用特殊的封閉構件對混凝土裂縫處進行封閉處理，以方便于注射各溶劑進入混凝土裂縫中，其次還需要對厭氧菌變形桿菌進行培養(yǎng)與提取并制成修復劑，相應的準備醋酸鹽與氫氧化鐵溶劑、鈣離子溶劑、營養(yǎng)物質與酸堿調節(jié)劑，為對混凝土構件中的裂縫注射進行相應的準備，對于混凝土構件進行兩種各三組不同的試驗，觀察其產生出的碳酸鈣沉淀。

優(yōu)選的，所述混凝土裂縫修復方法中，設置兩種各三組不同的材料份數配比進行實驗對比：

第一種：

第一組為鈣離子溶劑15份，變形桿菌5份，醋酸鹽與氫氧化鐵溶劑20份，營養(yǎng)物質10份和酸堿調節(jié)劑3份；

第二組為鈣離子溶劑20份，變形桿菌10份，醋酸鹽與氫氧化鐵溶劑20份，營養(yǎng)物質15份和酸堿調節(jié)劑6份；