论文部分内容阅读
混凝土作为一种建筑材料,在建筑、水利、港口等行业得到了广泛的应用。因为复杂的工程环境,混凝土经常由于自身较低的抗拉强度而出现结构开裂现象,甚至随着裂缝的发展可能导致整体结构的破坏。自上世纪晚期,一种新型的混凝土裂缝的修复手段——微生物诱导碳酸钙沉积修复技术（MICP）被提出,它是一种微生物技术在建筑工程领域的应用,修复裂缝所需的菌液流动性好,修复过程中微生物代谢物与水泥基材料有着良好的相容性和界面强度,具备能耗低,绿色环保,施工简便的潜力。本文利用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉积技术修复混凝土裂缝,分析裂缝的修复过程和效果,从而为裂缝生物修复技术提供科学基础。本文主要研究内容和成果如下:（1）研究了巴氏芽孢杆菌在不同的pH环境中的生长特性,在环境pH突然变化后的适应情况以及在不同pH环境中的矿化情况。试验表明巴氏芽孢杆菌的生长的pH范围为611,最适pH=9。细菌在生长环境的pH突然改变的情况下,12h后会重新达到一个稳定期。细菌在高碱性环境中也能矿化生成碳酸钙晶体,只是碳酸钙的形貌不同。（2）研究了裂缝在不同的裂缝宽度、深度、倾斜角度和是否填充介质条件下的修复效果。试验发现修复后的混凝土的渗透系数随裂缝宽度的增加而增大,随裂缝倾斜角度的增大先增大后减小,但受裂缝深度的影响较小。在裂缝中添加介质时达到最优的修复效果,抗渗系数能达到1.297×10-9 m/s。混凝土的裂缝修复过程是由外向内修复,裂缝中生成的碳酸钙晶体均呈现大小不一的球形或球状聚集体形貌。（3）为模拟真实裂缝的不规则性,对劈拉裂缝进行修复,发现采用微生物方法修复的混凝土裂缝形成的碳酸钙极不均匀,主要集中在裂缝的开口处,裂缝内部附着的碳酸钙量很少。