本發(fā)明涉及混凝土裂縫自修復(fù)材料領(lǐng)域，具體為一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，水泥基材料作為一種成本低、耐久性好、抗壓強(qiáng)度高的復(fù)合建材產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各個(gè)土建領(lǐng)域。但混凝土材料由于其本身的脆性和低韌性，導(dǎo)致在早期會(huì)出現(xiàn)裂縫缺陷而造成開裂的問(wèn)題。由于荷載和非荷載因素的影響，造成微裂縫的形成，使得有害介質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土性能損害嚴(yán)重。傳統(tǒng)的混凝土裂縫開裂的處理方法有很多，比如表面處理法、灌漿法和結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法等，但這些方法往往需要消耗大量的人力、物力。且屬于事后補(bǔ)救，無(wú)法從源頭上去快速、自主的修復(fù)裂縫。在一定條件下，混凝土自身對(duì)裂縫具有一定的愈合能力，其主要利用未水化水泥顆粒的持續(xù)水化以及水化產(chǎn)物在空氣中的碳化來(lái)達(dá)到修復(fù)裂縫的目的，但這種自我愈合能力極其微弱。為進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土對(duì)自身?yè)p傷的愈合能力，研究人員將具有誘導(dǎo)礦化沉積作用的微生物和相應(yīng)底物在成型階段引入混凝土。一旦混凝土發(fā)生開裂，外界水分及氧氣的進(jìn)入將促使微生物萌發(fā)和生長(zhǎng)，并進(jìn)行代謝作用誘導(dǎo)生成具有一定膠凝作用的無(wú)機(jī)與有機(jī)混合材料，從而實(shí)現(xiàn)裂縫的修復(fù)。

2、然而在混凝土成型的攪拌過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高剪切應(yīng)力，同時(shí)水泥持續(xù)水化導(dǎo)致混凝土內(nèi)部不斷密實(shí)，且水化產(chǎn)物也進(jìn)一步形成高堿性環(huán)境，以上都將阻礙微生物在混凝土內(nèi)部有效存活。為避免混凝土內(nèi)部惡劣環(huán)境對(duì)微生物造成的損害，通常采用多孔材料為微生物在混凝土內(nèi)部提供適宜的生存空間，保證混凝土結(jié)構(gòu)開裂能得到及時(shí)有效的修復(fù)，但是如何選擇載體材料缺乏相應(yīng)的確定方法。在混凝土裂縫修復(fù)中，微生物載體的使用具有兩個(gè)主要功能：首先，它能夠穩(wěn)定地固定微生物和營(yíng)養(yǎng)成分，防止其流失；其次，載體為微生物的生長(zhǎng)和代謝提供了一個(gè)良好的微環(huán)境，能夠有效緩解混凝土的堿性環(huán)境和狹窄空間對(duì)微生物活性的影響，從而實(shí)現(xiàn)更佳的裂縫修復(fù)效果。因此，選擇合適的載體并有效應(yīng)用，是確?；炷亮芽p修復(fù)成功的關(guān)鍵，目前，傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)載體或凝膠狀混凝土修復(fù)材料雖然能夠有效保護(hù)微生物免受強(qiáng)堿性環(huán)境的干擾，但在直接摻入混凝土?xí)r，可能會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生負(fù)面影響，同時(shí)也可能阻礙微生物的傳質(zhì)過(guò)程，這將進(jìn)一步影響修復(fù)效果。因此，針對(duì)這一問(wèn)題，仍需開展深入研究以優(yōu)化載體確定方法。

3、cn109574530a公開了一種新型彈性修復(fù)劑及其制備方法，旨在實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的自我修復(fù)。該修復(fù)劑的組成包括橡膠顆粒、微生物或微生物芽孢，以及包裹材料。橡膠顆粒在此中充當(dāng)微生物或芽孢的載體，而包裹材料則用于保護(hù)這些微生物或芽孢，使其穩(wěn)定地存儲(chǔ)在橡膠顆粒的孔隙內(nèi)。該技術(shù)方案選用了好氧型嗜堿微生物，然而其修復(fù)能力受到氧氣供應(yīng)的限制，這可能導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)裂縫深層區(qū)域的有效修復(fù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，解決好氧型嗜堿微生物的修復(fù)能力受到氧氣供應(yīng)的限制，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)裂縫深層區(qū)域的有效修復(fù)的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，包括以下步驟：

3、s1:選擇多孔載體材料；

4、s2:測(cè)試所述載體材料在常壓和負(fù)壓條件下的吸水率，包括常溫常壓下浸泡1小時(shí)和24小時(shí)的吸水率，以及在負(fù)壓狀態(tài)下5至15分鐘的吸水率；

5、s3:測(cè)試所述載體材料的筒壓強(qiáng)度；

6、s4:將具有誘導(dǎo)礦化能力的微生物負(fù)載到所述多孔載體內(nèi)，并將負(fù)載后的載體在30至50℃的烘箱中干燥至恒重；

7、s5:將負(fù)載微生物的載體放入模擬水泥溶液中靜置24小時(shí)后取出并干燥，再將載體放入水溶液中靜置24小時(shí)，進(jìn)行微生物釋放效果評(píng)估；

8、s6:根據(jù)吸水率、筒壓強(qiáng)度以及微生物釋放濃度，選擇適用于混凝土修復(fù)的載體材料。

9、優(yōu)選的，所述s1步驟中，多孔載體材料為陶砂、陶粒、膨脹珍珠巖、再生磚、火山石和再生混凝土中的一種或多種。

10、優(yōu)選的，所述s4步驟中，微生物包括巴氏芽孢桿菌、球形芽孢桿菌和酵母菌、碳酸酐酶菌的一種或多種的組合。

11、優(yōu)選的，所述多孔載體材料的筒壓強(qiáng)度不小于6mpa。

12、優(yōu)選的，所述s5步驟中，模擬水泥溶液的ph值為12，以模擬混凝土內(nèi)部的高堿性環(huán)境。

13、優(yōu)選的，所述s5步驟中，微生物負(fù)載步驟通過(guò)真空負(fù)壓浸漬或振蕩攪拌的方式將菌液進(jìn)入載體的連通孔道內(nèi)。

14、優(yōu)選的，所述s5步驟中，在微生物釋放效果評(píng)估步驟中，采用超景深顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)，并通過(guò)平板計(jì)數(shù)法計(jì)算微生物的釋放濃度。

15、優(yōu)選的，所述s6步驟中，多孔載體的選擇基于微生物釋放濃度從高到低的排序。

16、本發(fā)明提供了一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法。具備以下有益效果：

17、1、本發(fā)明通過(guò)多孔載體能夠?yàn)槲⑸锾峁┻m宜的生存空間，起到物理屏障的作用，避免微生物直接暴露在高堿性環(huán)境中，此外，多孔載體還能為微生物提供更為均勻的分布，確保其在混凝土內(nèi)部能夠得到充分保護(hù)，從而延長(zhǎng)微生物的存活時(shí)間。

18、2、本發(fā)明通過(guò)測(cè)試不同載體在常壓和負(fù)壓下的吸水率、筒壓強(qiáng)度以及微生物釋放濃度，為載體選擇提供了理論依據(jù)，確保載體既具有較好的吸水性和強(qiáng)度，又能有效負(fù)載和釋放微生物。

19、3、本發(fā)明通過(guò)負(fù)壓負(fù)載微生物，能夠在混凝土開裂后及時(shí)釋放微生物，促進(jìn)裂縫的自修復(fù)，降低后續(xù)維護(hù)成本，提升修復(fù)效率。

技術(shù)特征：

1.一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，所述s1步驟中，多孔載體材料為陶砂、陶粒、膨脹珍珠巖、再生磚、火山石和再生混凝土中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，所述s4步驟中，微生物包括巴氏芽孢桿菌、球形芽孢桿菌和酵母菌、碳酸酐酶菌的一種或多種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，所述多孔載體材料的筒壓強(qiáng)度不小于6mpa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，所述s5步驟中，模擬水泥溶液的ph值為12，以模擬混凝土內(nèi)部的高堿性環(huán)境。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，所述s5步驟中，微生物負(fù)載步驟通過(guò)真空負(fù)壓浸漬或振蕩攪拌的方式將菌液進(jìn)入載體的連通孔道內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，所述s5步驟中，在微生物釋放效果評(píng)估步驟中，采用超景深顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)，并通過(guò)平板計(jì)數(shù)法計(jì)算微生物的釋放濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，其特征在于，所述s6步驟中，多孔載體的選擇基于微生物釋放濃度從高到低的排序。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及混凝土裂縫自修復(fù)材料領(lǐng)域，公開了一種適用于微生物自修復(fù)混凝土用載體的確定方法，包括以下步驟：S1:選擇多孔載體材料；S2:測(cè)試所述載體材料在常壓和負(fù)壓條件下的吸水率；S3:測(cè)試所述載體材料的筒壓強(qiáng)度；S4:將具有誘導(dǎo)礦化能力的微生物負(fù)載到所述多孔載體內(nèi)，并將負(fù)載后的載體在30至50℃的烘箱中干燥至恒重；S5:將負(fù)載微生物的載體放入模擬水泥溶液中靜置24小時(shí)后取出并干燥；S6：選擇適用于混凝土修復(fù)的載體材料。本發(fā)明通過(guò)多孔載體能夠?yàn)槲⑸锾峁┻m宜的生存空間，起到物理屏障的作用，避免微生物直接暴露在高堿性環(huán)境中，多孔載體還能為微生物提供更為均勻的分布，確保其在混凝土內(nèi)部能夠得到充分保護(hù)，從而延長(zhǎng)微生物的存活時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：榮輝,高草林,馮陽(yáng),劉曉敏,黃闊薪,黃克起,黃和生,曹運(yùn)珠,艾峰全
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2