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微生物诱导碳酸钙沉积技术是一项微生物成矿学的最新进展。利用巴氏芽孢八叠球菌和营养盐(尿素和钙盐的混合液)诱导生成具有较高胶凝性质的碳酸钙结晶,既可以粘结砂颗粒制备高强微生物砂浆修复混凝土裂缝,又能直接填充裂缝产生强度和提高耐久性,该技术为混凝土裂缝修复提供了一个新的途径。本文首先利用生物化学方法分析影响微生物脲酶活性的若干因素,发现巴氏芽孢八叠球菌在40~50℃的温度条件、pH值为9的碱性环境和较低的钙盐浓度下有着较好的脲酶活性,钙源种类对脲酶活性的影响不明显。其次,针对该技术应用到混凝土领域的需要,为氯化钙选取替代钙源,在应用到混凝土材料之前,首先利用氯化钙、硝酸钙和乙酸钙制备不同强度等级的微生物砂浆,比较其在力学性能和物理性能等方面的差异。结果表明,在灌浆批次(1~3)和酶活性(1.1~2.35)相同的条件下,乙酸钙样品的单轴抗压强度和劈裂抗拉强度达到氯化钙样品的1.3~2.4倍,弹性模量达到氯化钙样品的1.1~2.0倍,并且在0.002~20μm的孔径分布更加均匀,胶凝矿物的成分为针簇状的文石。3批次灌浆时乙酸钙样品单轴抗压强度最高达43MPa,平均强度达到28.8MPa,证实乙酸钙可以作为氯化钙的替代钙源。接着,探索MICP胶凝产物的矿物成分和晶体形貌的影响因素,钙源种类、钙源浓度、菌液浓度、试验环境等均会影响碳酸钙的晶型和形貌,而只有在砂柱胶凝环境中引入乙酸钙时,才能有针簇状文石的生成。随后,对微生物裂缝修复和微生物表面覆膜技术中使用不同钙源的效果进行研究。使用灌浆方法将断裂的水泥砂浆试块成功粘结,抗折强度最高可恢复到350kPa。使用涂刷方法在水泥砂浆表面覆膜,吸水率下降10%。三种钙源的效果区别不大。最后,进行了MICP技术治理济南某地下室渗漏的现场试验,灌浆后进行的注水试验、墙体超声波检测、回填土层地质雷达检测、混凝土取芯观察、裂缝封堵物质的XRD、SEM分析等表明:土体变得更加均匀、紧密,墙体裂缝中有大量的碳酸钙生成,四个月后无雨水渗出,达到预期效果。