基于微生物矿化沉积的裂缝自修复混凝土微观及物相分析

作为一种新型的混凝土裂缝修复技术,基于微生物矿化沉积的裂缝自修复技术具有裂缝自诊断自修复、能够实现裂缝的长期有效修复等特点。以膨胀珍珠岩为载体,以好氧微生物科氏芽孢杆菌为自修复剂,制备具有裂缝自修复功能的混凝土,并通过裂缝宽度观测、SEM及XRD等方法分析其修复效果。结果表明:膨胀珍珠岩的空腔可为孢子提供足够的生存空间以及良好的附着点;经修复养护后,微生物自修复混凝土在宏观与微观上均表现出较好的裂缝修复效果;XRD分析表明,微生物自修复混凝土在裂缝处的矿化产物为方解石。     

基于科式芽孢杆菌矿化沉积的混凝土裂缝自修复性能试验研究

混凝土材料具有脆性大、抗拉强度较低等特点,导致其内部或表面难以避免出现微裂缝。基于微生物矿化沉积的裂缝自修复技术能够有效地实现混凝土裂缝的自诊断和自修复。以具有嗜碱特性的科式芽孢杆菌为自修复剂,以膨胀珍珠岩为修复剂载体,研制出一种新型裂缝自修复混凝土。分别对普通混凝土、采用直接掺菌的混凝土和研制的自修复混凝土的裂缝自修复能力进行试验研究。试验结果表明,在裂缝修复早期,裂缝内表面未水化胶凝材料的水化反应致使裂缝宽度小于0.2 mm的普通混凝土试件具有较好的自修复能力;随着裂缝修复时间的增长,基于科式芽孢杆菌矿化沉积的混凝土试件具有更优异的自修复能力,水中养护28 d后研制的自修复混凝土最大修复裂缝宽度可达0.56 mm。研究结果可为混凝土裂缝自修复技术研究提供技术支持和依据。     

微生物矿化修复混凝土裂缝抗渗水性能试验研究

微生物裂缝自修复混凝土能够有效地实现裂缝的自我诊断和自我修复。利用好氧嗜碱微生物Bacteria.H1的矿化沉积作用,将其作为自修复剂,且用膨胀珍珠岩固载Bacteria.H1,研制出了一种新型裂缝自修复混凝土。通过扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)对裂缝填充物进行分析,养护28 d的修复结果证明该研究方法具有较好的自修复能力,试验中自修复混凝土修补最大裂缝宽度是0.72 mm,是普通混凝土最大自修复宽度的1.8倍,且裂缝沉淀物是以球形和棱柱体形式存在的碳酸钙晶体。通过抗渗水性能试验的研究,自修复混凝土试件养护7 d后,渗水系数比普通混凝土低72.28%,表明这种新型自修复混凝土具有良好的抗渗水性能。     

微生物沉积碳酸钙修复混凝土裂缝的现场试验

利用微生物的酶化作用诱导碳酸钙沉积来修复混凝土裂缝是地下室防渗堵漏的新途径.为推广和检验这项技术,将其应用于某地下室裂缝防渗堵漏工程,提出并采用4项措施:(1)在水平缝外侧做灌浆槽,既保持一定液面高度以维持灌浆压力,又防止菌液和营养盐渗入土中;(2)设计斜向灌注孔,控制竖缝的微生物灌浆质量;(3)在裂缝表面交替涂刷菌液和营养盐溶液;(4)用PVC管向裂缝外土壤实施微生物灌浆.通过注水试验、雨后观察、超声波检测和地质雷达检测等方法对4种堵漏措施的效果进行了检验和评价,结果显示修复效果较好.     

乳酸钙掺量对微生物自修复混凝土裂缝修复宽度与抗压强度的影响

基于微生物矿化沉积的混凝土裂缝自修复技术可以有效地对混凝土裂缝进行修复。营养物质作为微生物代谢反应过程中的底物,其掺量可能对自修复混凝土的裂缝自修复能力及基本力学性能产生较大的影响。课题组以科氏芽孢杆菌为裂缝自修复剂、以膨胀珍珠岩作为自修复剂的载体,以乳酸钙作为营养物质,研制出一种新型裂缝自修复混凝土,主要考察了乳酸钙掺量对该混凝土的裂缝自修复能力与抗压强度的影响。试验结果表明,研制的裂缝自修复混凝土表现出良好的裂缝自修复能力,28 d修复养护后的裂缝最大修复宽度可达0.67 mm;随着乳酸钙掺量的增加,混凝土抗压强度呈现出先上升后下降的趋势,当乳酸钙掺量为胶凝材料质量分数的1.05%时,相比未掺乳酸钙的对照组增加了16.3%。     

混凝土裂缝自修复技术试验研究

文中通过试验研究了混凝土裂缝的自修复技术。制作了四个混凝土标准试件,内置空心玻璃管,分别在修复空心玻璃管中注入环氧树脂、丙烯酸酯胶粘剂。通过抗压试验比较了这两种胶粘剂的修复效果,研究玻璃管布置位置对试件承载力恢复和提高能力的差异。试验结果表明,通过内置含有修复胶粘剂的玻璃管使混凝土裂缝自愈合是可行的;环氧树脂胶粘剂比丙烯酸酯胶粘剂的修复效果要好;将含有修复胶粘剂的玻璃管布置在可能开裂部位更能满足修复要求。     

微生物修复混凝土裂缝的渗透试验研究

针对微生物修复混凝土裂缝问题,研究了菌种对细菌生长和硝酸钙溶液及硝酸钙固体对微生物矿化的影响,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜监测其沿裂缝界面的晶体组成和形貌.结果表明:混凝土裂缝修复后,试件渗透系数离散性较大,但是微生物修复混凝土裂缝后的抗渗性能有明显提高.裂缝修复速度降低,有利于裂缝填充物密实度提高,最终提高结构的...     

微生物沉积碳酸钙封堵混凝土裂缝的试验研究

利用微生物的酶化作用诱导矿物沉积来封堵混凝土裂缝是防渗堵漏的有效途径.采用裂缝内直接灌浆(浆液为菌液、营养盐和钙源溶液的混合溶液)和裂缝内预填介质再灌浆2种封堵处理方式,获得不同裂缝宽度条件下,混凝土灌浆次数与裂缝渗水速度的关系曲线.结果表明:缝内直接灌浆法适用于宽度较小的裂缝(小于0.5mm),宽度较大裂缝则需采用缝内预填细砂等介质再灌浆的封堵方式.     

基于膨胀珍珠岩固载微生物的裂缝自修复混凝土劈裂抗拉强度试验研究

混凝土构件内部或表面难以避免出现裂缝,裂缝的产生会导致其耐久性降低。基于膨胀珍珠岩固载微生物的裂缝自修复混凝土具有良好的裂缝自修复能力,有效降低混凝土的维护费用。然而,随膨胀珍珠岩掺量的增大,混凝土的力学性能会显著降低。首先考察了膨胀珍珠岩掺量对该混凝土劈裂抗拉强度的降低程度,然后进一步考察了硅灰和聚丙烯纤维对该混凝土劈裂抗拉强度的增强作用。试验结果表明,当膨胀珍珠岩掺量由0增加到90%时,混凝土的劈裂抗拉强度降幅达62.1%;掺入硅灰可以明显提高该混凝土的劈裂抗拉强度,当硅灰掺量由0增加到10.5%时,混凝土的劈裂抗拉强度增幅达25%;掺入聚丙烯纤维也可以显著提高该混凝土的劈裂抗拉强度,当聚丙烯纤维掺量由0 kg/m^3增加到1.8 kg/m^3时,混凝土的劈裂抗拉强度由1.94 MPa增加到2.55 MPa,增幅为31.4%。     

微生物用于海洋混凝土裂缝自修复的研究进展

微生物矿化技术修复混凝土有了初步的发展,已有的研究主要是把细菌加入普通混凝土中研究对其的修复作用。从微生物的选择、固载物质的选择、修复效果的表征方面以及用于修复的混凝土方面综述了微生物用于混凝土裂缝修复的研究现状,为进一步的研究方向提出了建议。     

载体包裹材料对微生物矿化修复混凝土裂缝效果的影响

膨胀珍珠岩表面多孔,吸附能力强且具有稳定的化学性质,可以作为自修复混凝土中微生物的优良载体。但由于其表面开口,导致混凝土裂缝产生之前,内部吸附的孢子会提前遇水激活,消耗营养物质,影响修复效果。基于此,采用偏高岭土地聚合物、水泥浆等对膨胀珍珠岩载体进行包裹,研究了包裹方式对膨胀珍珠岩载体物理性能和掺入混凝土后自修复效果的影响。结果表明:包裹偏高岭土地聚合物的膨胀珍珠岩筒压强度和堆积密度最高,包裹水泥浆的膨胀珍珠岩24 h吸水率和体积漂浮率最小;整体上裂缝修复效果为无包裹组水泥浆组偏高岭土地聚合物组;综合考虑,应当采用水泥浆对膨胀珍珠岩进行包裹。     

环境湿度对微生物诱导碳酸钙沉积技术修复混凝土裂缝的影响研究

由于混凝土在湿度较大环境下更容易受有害介质的侵蚀,导致混凝土结构破坏,严重时引起安全事故。因此,研究了不同湿度条件下微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对既有混凝土裂缝的修复效果。结果表明:10 d后0.3 mm和0.5 mm的裂缝表面均能愈合;相对湿度较高的环境下(80%),裂缝宽度为0.5 mm试件修复后毛细吸水率降低了40%,抗压强度恢复率达92.2%。裂缝宽度为0.3 mm的试件修复后碳酸钙分布优于裂缝宽度0.5 mm试件。微观分析可知,生物碳酸钙对试件裂缝修复后的抗渗性和强度均有较大贡献。     

自密实混凝土抗压强度尺寸效应试验研究

为探究自密实系列混凝土抗压强度尺寸效应,设计3种不同立方体尺寸普通混凝土、轻骨料混凝土、自密实普通混凝土和自密实轻骨料混凝土,应用液压伺服机对混凝土进行单轴受压试验研究,通过试验得到不同尺寸自密实系列混凝土破坏形态和抗压强度特征值,对比分析自密实系列混凝土抗压强度尺寸效应,主要得到以下结论:自密实系列混凝土受压破坏形态基本相同,随着立方体尺寸的增大,混凝土破坏后的完整性相对较好,使用轻骨料的混凝土破坏主要是页岩陶粒的剪切破坏,使用碎石的混凝土主要是水泥胶凝层的剪切破坏;四种混凝土均具有明显的尺寸效应,随着试件尺寸提高,混凝土抗压强度均逐步降低;随着混凝土实测抗压强度的提高,受尺寸效应影响,混凝土强度变化值相对较大,混凝土种类对混凝土抗压强度尺寸效应影响相对较小。同时基于尺寸效应律提出了自密实系列混凝土抗压强度尺寸效应计算方程和混凝土尺寸效应统一计算方程。     

基于微生物矿物沉积的混凝土开裂自愈合

为了保护存在于混凝土中的高碱环境中的细菌,采用吸水性强的沸石做载体;基于微生物的矿化理论,利用微生物技术对开裂混凝土进行自修复。水泥砂浆开裂自愈合的研究结果表明:开裂龄期为28 d时,对于含有和不含愈合剂的样品,修复效果存在显著差异,掺有愈合剂的样品,宽度在0. 1 mm以内的裂缝能够完全修复。     

混凝土裂缝自修复的研究进展

综述了混凝土裂缝自修复的研究现状及进展，阐述了混凝土裂缝自修复技术及其自修复机理，分析讨论了此领域尚存在的问题及今后的研究方向。     

混凝土裂缝自修复技术的研究现状

阐述了现有的混凝土自修复技术的研究现状,包括自修复技术的发展历程、自修复技术特征、自修复效果评价方法以及当前存在的问题,指出了自修复技术在混凝土结构领域的研究意义和必要性。     

混凝土裂缝修复的断裂试验研究

采用楔入劈拉法对比了有机材料环氧树脂与无机材料氯氧镁水泥浆两种材料修复混凝土裂缝的有效性。先对混凝土试件进行楔入劈拉试验,获得混凝土的断裂参数,然后采用环氧树脂灌缝胶、氯氧镁水泥浆对试件进行修复,再进行第二次楔入劈拉试验,测定注胶修复后的试件的相应断裂参数,并与初始混凝土试件的相应值进行对比分析,以此来考察并评估环氧树脂、氯氧镁水泥浆与混凝土粘结界面的性能以及两者的修复效果。试验结果表明:试件经过环氧树脂加固后,起裂断裂韧度与失稳断裂韧度得到不同幅度的提高,而氯氧镁水泥浆修复试件则有所下降。说明环氧树脂有效修复裂缝,抑制裂缝的重新开展,达到修复混凝土的效果;而采用氯氧镁水泥浆材料的修复效果没有环氧树脂修复效果好,为工程实际应用提供一些参考。     

自修复混凝土修复性的试验研究

采用普通混凝土为基材,分别制作了内注环氧树脂、氯丁万能胶、聚氯乙烯胶粘剂为修复剂的简支梁,进行弯曲试验,测试这三种胶粘剂的修复效果,并比较分析其修复能力和造成修复差异的原因,得出氯丁万能胶修复效果最好的结论。     

裂缝自修复混凝土材料研究进展

综述了国内外有关裂缝自修复混凝土的研究现状,着重分析了内置胶囊混凝土的研究情况,提出了由ABAQUS对修复胶囊进行有限元分析的思路,最后,总结了裂缝自愈合混凝土的发展前景及存在的问题。