微生物水泥用于混凝土表面缺陷修補(bǔ)的應(yīng)用研究

毛永華，徐 耀，李文培，馬鋒玲，王利娜

(1.中國(guó)人民解放軍91053部隊(duì)，北京 100070；2.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院材料研究所，北京 100038)

0 引 言

近年來，混凝土缺陷修復(fù)已成為一個(gè)重要的獨(dú)立行業(yè)，許多混凝土表面防護(hù)及缺陷修補(bǔ)材料不斷問世并發(fā)揮了重要作用，如聚合物砂漿、環(huán)氧類樹脂、水泥基滲透結(jié)晶型材料以及高分子灌漿材料等。但是如何解決這些有機(jī)材料與混凝土材料之間的相容性，進(jìn)一步提高其抗老化性能和耐久性能，增強(qiáng)其環(huán)境友好性，一直是眾多研究者們致力突破的研究方向[1]。自然界中的某些微生物(如產(chǎn)脲酶的Bacteria B)，通過為之提供豐富的鈣離子及氮源的營(yíng)養(yǎng)鹽，能夠快速析出具有優(yōu)異膠結(jié)作用的方解石型碳酸鈣結(jié)晶，可將松散砂顆粒膠結(jié)成為整體，有效改善砂的工程性質(zhì)，這一微生物成礦作用被稱為微生物誘導(dǎo)方解石沉積(MICP)技術(shù)[2]，其碳酸鈣產(chǎn)物作為新一代膠凝材料，即微生物水泥。

微生物誘導(dǎo)礦化反應(yīng)生成物質(zhì)為碳酸鈣，其本身為一種天然石材，不僅具有優(yōu)異的環(huán)境友好性和耐久性，而且與水泥基材料相容性極佳。近年來，運(yùn)用微生物礦化技術(shù)修復(fù)混凝土缺陷在許多國(guó)家逐漸開展，并展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

本研究主要針對(duì)混凝土表面缺陷修復(fù)問題，在室內(nèi)工藝參數(shù)優(yōu)選試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于2021年1月在某碼頭進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)混凝土表面缺陷修補(bǔ)試驗(yàn)研究。試驗(yàn)期間當(dāng)?shù)貧鉁?8～29 ℃，平均氣溫22.6 ℃，風(fēng)速2～4級(jí)。

1 微生物水泥制備

試驗(yàn)所用菌種為……