[发明专利]一种利用嗜冷碳酸盐矿化菌修复混凝土表面的方法有效

专利信息
申请号: 201610309811.9 申请日: 2016-05-11
公开(公告)号: CN105926964B 公开(公告)日: 2018-04-13
发明(设计)人: 李琼芳;何鑫;张存凯;张文静;陈超;吕治州 申请(专利权)人: 西南科技大学
主分类号: E04G23/02 分类号: E04G23/02
代理公司: 成都天汇致远知识产权代理事务所(普通合伙)51264 代理人: 韩晓银
地址: 621010 四川*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 利用 碳酸 盐矿 修复 混凝土 表面 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种混凝土表面修复方法,更具体涉及一种利用嗜冷碳酸盐矿化菌修复混凝土表面的方法。

背景技术

随着现代混凝土技术与我国经济的快速持续发展,混凝土被广泛应用于港口、大坝、公路、桥梁、建筑等工程建设中。然而,钢筋混凝土结构往往由于受到各种环境条件,如大气、水等物理或化学的侵蚀作用,即使结构设计合理、施工正确,其在服役期间也往往发生劣化,未达到预期寿命而被破坏。在国内外,后期钢筋混凝土结构的维护、修补等问题已受到越来越多人的关注。因此,对已有混凝土结构采取有效表面防护以防止混凝土的环境侵蚀、维护混凝土的性能,对保证并提高混凝土结构的耐久性与使用寿命具有重要的现实意义。

微生物诱导的矿化沉积是一种较温和的修复方式,条件温和,能源需求少,对环境无污染。微生物种类及代谢途径的多样性不仅可以直接影响的沉积环境,细胞的物化特性以及代谢物的特征官能团,同时也会为成核与生长提供位点,以调控碳酸钙的晶型和形貌,从而在石质材料的建筑物上覆盖上一层结合紧密的膜,对石质材料的建筑物起到保护的作用。利用产碳酸酐酶细菌在混凝土表面附上一层紧密结合的碳酸钙膜,可以有效的防止混凝土被环境侵蚀、维护混凝土的性能,延长其使用寿命。

发明内容

本发明的目的,在于提供一种利用嗜冷碳酸盐矿化菌修复混凝土表面的方法。

本发明采用如下技术方案:一种利用嗜冷碳酸盐矿化菌修复混凝土表面的方法,步骤为:

第一步,制备高浓缩菌液:将菌株嗜冷假单胞菌Pseudomonas psychrophila接种到牛肉膏蛋白胨培养液里,每升培养液含牛肉膏2-4g、蛋白胨8-10g,并控制pH为8,于5℃-10℃下培养3-4天,取出以5000-8000rpm下离心5-7分钟得到高浓缩菌液;

第二步,配置好0.5-1mol/L的CaCl2溶液和0.5-1mol/L Na2CO3溶液备用;

第三步:覆膜操作:将第二步配置好的CaCl2溶液和Na2CO3溶液搅拌均匀后涂抹于待修复的混凝土上,直至混凝土干燥后,将第一步制备得到的高浓度菌液喷涂到待修复的混凝土表面,每8-12个小时重复一次覆膜操作,持续3天后静置养护。

本发明的技术方案还进一步包括第三步覆膜操作在喷涂菌液后将琼脂固体培养基或海藻酸钠固体培养基融化后涂抹在混凝土块上。琼脂固体培养基即在每升牛肉膏蛋白胨培养液里加入琼脂粉18g,加热充分融化得到;海藻酸钠固体培养基即在每升牛肉膏蛋白胨培养液里加入海藻酸钠18g,加热充分融化得到。

本发明还进行不同的pH和不同温度对菌株的生长条件的控制研究,找出菌株活性最高时的pH和温度,研究结果表明在pH为8,温度为5℃-10℃时菌株活性最高。

附图说明

图1不同起始pH沉积过程中pH随时间的变化(左图为对照组,右图为试验组);

图2不同起始pH沉积过程中电导率随时间的变化(左图为对照组,右图为试验组);

图3不同起始pH条件下钙化沉积实验的电镜扫描图片(上图分别为对照组pH7.0,8.0,9.0;下图分别为试验组pH7.0,8.0,9.0);

图4不同温度下沉积过程中pH随时间的变化(左图为对照组,右图为试验组);

图5不同温度下沉积过程中电导率随时间的变化(左图为对照组,右图为试验组);

图6不同起始温度条件下钙化沉积实验的电镜扫描图片(上图分别为对照组温度5℃,10℃,15℃,20℃;下图分别为试验组温度5℃,10℃,15℃,20℃);

图7混凝土块覆膜后电镜扫描的结果。

具体实施方式

实施例1:喷涂法覆膜修复

第一步,制备高浓缩菌液:将菌株嗜冷假单胞菌Pseudomonas psychrophila接种到牛肉膏蛋白胨培养液里,每升培养液含牛肉膏2-4g、蛋白胨8-10g,并控制pH为8,于5℃-10℃下培养3-4天,取出以5000-8000rpm下离心5-7分钟得到高浓缩菌液;

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