不同温度下微生物诱导碳酸钙生成量的研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是近年来土体加固领域的研究热点,但对不同温度下微生物诱导碳酸钙生成量的规律总结尚不充分。为进一步揭示温度对巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉积的影响,分别通过巴氏芽孢杆菌(ATCC11859)在8,15,25℃和10,20,30℃两种温度环境下的两组MICP水溶液试验以及在8,15,25℃温度环境下的一组MICP注浆砂柱试验,对不同稳定温度下微生物诱导碳酸钙生成量进行测试。试验结果表明:当使用巴氏芽孢杆菌进行MICP水溶液试验及注浆砂柱试验时,在细菌浓度、细菌活性以及p H值一致且在相同钙源情况下,微生物诱导碳酸钙的生成量随着温度的升高而降低。     

紫外诱变产脲酶菌株加固粉土的试验研究

为提高微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术的固化效果,采用紫外诱变技术对产脲酶菌株进行改良,筛选出优良菌株。随后结合先拌和菌液后滴注胶结液(尿素和氯化钙)的方式,运用改良后菌株来固化粉土。通过无侧限抗压强度试验、碳酸钙含量测定和微观试验分析,来对比诱变前后菌株固化粉土的效果。结果表明:紫外诱变技术可以有效改良产脲酶菌株的性能,使菌株的脲酶活性、矿化生成的碳酸钙含量得到提高;使用紫外诱变后菌株来固化粉土,可显著提高土体的无侧限抗压强度。该研究从源头来选育优良菌株,有效提高了MICP技术的固化效果。     

微生物诱导碳酸钙沉积固化建筑渣土抗风蚀扬尘影响因素的试验研究

为研究钙源、胶结液浓度、菌液浓度、温度和胶结液pH值等对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)固化渣土抗风蚀和扬尘的影响,开展了单因素正交MICP固化建筑渣土试验和风洞试验,同时辅以X射线三维显微镜和X射线衍射等微观手段。试验结果表明：以氯化钙为钙源,胶结液浓度为0.5 mol/L,菌液浓度(OD₆₀₀值)为4.0,温度为20～40℃,中性或弱碱性环境下MICP固化建筑渣土抗风蚀效果教佳;MICP固化建筑渣土的易溶盐含量和pH值最大增幅分别为0.92%和0.20,MICP固化建筑渣土兼具环境友好的特性。     

MICP技术用于地质碳封存的微观机理研究初探

微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术通过生物化学反应生成碳酸钙矿物,可用于密封地质碳封存盖层大孔隙和微裂缝,减少CO2泄露。地质碳封存地层常处于高温状态,而目前对高温条件下MICP的机理研究尚不多见。使用巴氏芽孢杆菌,借助微流控观测平台,研究了50℃条件下MICP矿化晶体的特性及生长规律。此研究阐释了MICP技术在高温下应用的可能,合理增加菌液和胶结液的注射次数可有效提高MICP化学转化率,显著降低岩土体渗透系数。研究结果加深了高温条件下MICP矿化机理的理解,有助于推进MICP技术在地质碳封存领域的应用。     

微生物诱导碳酸镁沉淀试验研究

碳酸镁和碳酸钙一样也具有胶结作用,且镁矿强度远大于钙矿,因此研究碳酸镁固化技术具有重要意义。本文测量了巴氏芽孢杆菌在培养过程中的吸光度和脲酶活性,并计算得到单位脲酶活性;研究了尿素、氯化钠、醋酸根、Ca2+和Mg2+浓度对脲酶活性的影响;控制温度、pH值和离子浓度对比了钙和镁沉淀效率和不同温度不同尿素浓度下碳酸镁沉淀产率;对比研究了碳酸钙和碳酸镁沉淀下砂土固化效果。结果表明,48 h培养过程中,吸光度和脲酶活性的增长都先缓慢后迅速增长再减小最后停止,单位脲酶活性则是先增加后减小。适当增加尿素或Mg2+浓度可增强细菌脲酶活性,氯化钠和醋酸根浓度对酶活性无明显影响,Ca2+浓度对脲酶活性有明显抑制作用。同一温度、pH值和离子浓度条件下,碳酸镁产率明显小于碳酸钙。而在菌液中添加尿素可促进碳酸镁沉淀生成,且温度相同,尿素浓度越高,碳酸镁产率越大。菌液中添加尿素可使得碳酸镁固化砂土成型并具有一定强度,因此,该方法可解决砂土固化碳酸镁沉淀不足的问题,为后续碳酸镁固化试验奠定基础。     

脲酶诱导碳酸钙沉淀技术改良传统三合土的性能

采用扫描电镜、X射线衍射等研究了脲酶诱导碳酸钙沉淀（EICP）技术对三合土性能的影响.结果表明：随着豆粉质量浓度的增大,脲酶活性呈近似线性增长,其最适宜的环境pH值为3~11,当环境pH值为12时,脲酶活性急剧下降;与三合土空白样相比,脲酶改性三合土14 d碳化深度提高了94%~112%,28 d抗压强度提高了68.0%~103.0%,耐候性提高了150%~200%,60 d表面硬度提高了15.0%~18.3%;三合土空白样产生的碳酸钙晶体松散,脲酶的掺入使三合土中出现了长条状晶体和团簇状晶体,且随着豆粉质量浓度的增大,团簇状晶体相对增多,长条状晶体相对减少,使三合土的各项性能逐渐提高.     

MICP浸泡方式对再生砂浆骨料的性能影响试验研究

随着人类对微生物诱导碳酸钙沉积现象的研究发展,微生物矿化沉积技术被提出用于改善再生骨料的性能。对嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物进行XRD及SEM分析,通过是否覆盖薄膜、改变再生砂浆骨料在溶液中的浸泡位置等试验研究MICP浸泡方式对再生砂浆骨料性能影响。研究结果表明,嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物为方解石型碳酸钙,氧气的存在促进了嗜碱芽孢杆菌H4矿化效果,骨料浸泡在溶液中部时嗜碱芽孢杆菌H4对再生砂浆骨料的矿化效果达到最好。     

微生物加固路基强度及稳定性

微生物诱导沉积碳酸钙沉积技术(MICP,Microbially Induced Calcite Precipitation)是利用岩土层中的细菌微生物,在人为诱导作用下,生成具有胶结作用的碳酸盐沉淀,附着于岩土层间隙内,用于改善岩土层的强度,增强地基稳定性。利用MICP技术加固福建标准砂,进行不同围压下的三轴试验,结果表明,标准砂加固前后黏聚力的提高值为60.1kPa。利用Plaxis软件模拟高速公路路基加固技术,通过MICP诱导碳酸钙沉淀技术对高速公路路基加固,改变岩土体基本性能,利用强度折减法模拟在MICP技术加固前后路基的强度及稳定性变化,稳定性系数由1.096增大为1.827,高速公路路基经过MICP加固后,稳定性大大提高,边坡破坏面由坡脚移动至坡面。     

MICP技术对水泥基材料的改性研究

利用微生物在新陈代谢过程中发生的矿化作用,进行诱导形成碳酸钙,称之为微生物诱导碳酸钙沉积(MICP),它是一种新颖的环境友好型生物技术。在总结国内外相关资料的基础上,介绍了MICP的矿化行为及其影响因素,分析了MICP在改性水泥基材料方面的研究情况,并指出了MICP技术在水泥基材料应用中亟待解决的关键问题。     

微生物固化砂土的研究进展

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种新兴的土体加固改良技术,该技术具有高效、环保和经济的特点。MICP通过将微生物引入到岩土工程中,利用微生物诱导碳酸钙改善土体的物理力学性能。近年来,生物岩土技术逐渐成为岩土工程的一个热门研究方向。从微生物诱导碳酸钙沉淀的基本原理出发,归纳总结MICP反应中影响因素(细菌、营养液成分、pH、温度和固化方式)对生物固化砂土的影响,阐述生物固化土的岩土工程性质(渗透性、强度、耐久性、液化性、扫描电镜和X射线衍射微观机理)和工程应用(砂土改良、污染土修复、混凝土裂缝修复和飞尘抑制)。通过对国内外MICP方向的文献整理和归纳,探讨MICP发展方向和存在的问题。     

精细化碳酸钙产品的生产技术研究进展

随着人们对高档产品需求的增大,碳酸钙产品精细化、功能化、专业化的要求也越来越高。本文对精细化碳酸钙包括活性碳酸钙、纳米碳酸钙、晶型碳酸钙的制备技术进行了综述,指出了精细化碳酸钙产品及制备技术发展的趋势。     

碳化法制备纳米碳酸钙的研究

利用氯化钙、氨水和二氧化碳为原料,采用碳化法制备纳米碳酸钙。考察了反应温度、CaCl2溶液浓度、CO2气体流量、添加剂等因素对碳酸钙粒子平均粒径、形貌和反应时间的影响,并用XRD和TEM对产物进行了表征。结果表明,使用一定种类添加剂,在20℃、0.4mol/L的CaCl2溶液和6mL/min流量的CO2条件下,可制得粒度分布均匀、分散性好、平均粒径为45nm左右的球形纳米碳酸钙。     

建筑防水粉

介绍了以轻质碳酸钙为基料的两种具有较好防水性能的建筑防水粉，阐述了这两种防水粉的合理配比及制备的工艺条件。     

回收氯化镁溶液对合成碳酸钙晶须的影响

氯化镁是碳化法合成碳酸钙晶须的有效控制剂。通过研究氯化镁溶液的回收利用,结果表明:随着回收次数的增加,碳酸钙晶须的纯度和尺寸都逐渐降低;适当降低反应溶液的初始镁钙比,可以提高碳酸钙晶须的长径比。当镁钙比为1.7时,可以制得长度27.7μm,长径比为26的碳酸钙晶须。     

非开挖管用改性聚丙烯复合材料制备及性能

非开挖改性聚丙烯(MPP)塑料顶管广泛应用于城镇电力电缆、建筑给排水敷设等领域。采用钛酸酯偶联剂(NDZ-105)对轻质碳酸钙和高岭土进行表面改性处理,成功制备高填充量的PP复合材料和非开挖用MPP管材。SEM分析显示,改性无机填料与聚丙烯基体的界面结合较好。无机填料在30%填充量下能显著提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和热性能,降低PP复合材料的生产成本,同时不影响复合材料的加工性能,扩大了其应用领域。     

外加剂对硫铝酸盐水泥基材料水化的影响研究

研究了Na2SO4和Li2CO3对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间、电阻率、水化产物和抗压强度的影响规律。结果表明,Na2SO4和Li2CO3均能促进复合胶凝材料的凝结硬化,加速复合体系1 d龄期内的水化进程,降低硬化水泥浆体1 d龄期时的电阻率,且Li2CO3的水化促进效果更明显。掺入Na2SO4和Li2CO3后,复合体系的主要水化产物仍是钙矾石,在水化产物中并未发现Ca(OH)2晶体;Na2SO4的掺入会增大复合体系的1 d抗压强度,但3 d龄期后抗压强度略有降低,而Li2CO3的掺入会增大复合体系在28 d龄期内的抗压强度。     

脲解型微生物诱导矿化沉积的研究进展

微生物矿化技术作为一种新兴绿色环保技术得到关注,其中脲解型微生物研究最常见。本文针对脲解型微生物在生物矿化方面的研究进行综述,阐述其生物矿化机理,对其生物矿化影响因素分环境因素、岩土材料特性及改良工艺三个方面展开分析。     

碳化硼陶瓷材料试样分解方法探讨

碳化硼陶瓷材料被应用于航空航天、核工业和工程陶瓷等方面。鉴于化学成分检测结果的准确性与分解方法不可分割,有合理高效的分解方法才能得出真实的化学成分含量。本文对碳化硼陶瓷材料的分解方法进行对比,以碳酸钙为熔剂在高温下对碳化硼进行分解。结果表明,碳酸钙熔样方法测得的碳化硼结果更稳定,熔样方式更简单。