[发明专利]基于好氧嗜碱混菌矿化沉积的再生骨料改性方法

说明书

本发明公开了一种基于好氧嗜碱混菌矿化沉积的再生骨料改性方法，包括Ⅰ、好氧嗜碱混菌的筛选方法和Ⅱ、再生骨料改性过程。通过一种菌体筛选方法筛选出一组具有好氧嗜碱特性、对生存环境适应强的混菌。在具有充足钙源、氧气和水的环境中，混菌能够通过自身的新陈代谢矿化沉积出大量碳酸钙沉淀。本发明利用混菌优异的矿化沉积能力，对再生骨料表面裂缝、孔洞等缺陷进行修复。在再生骨料改性过程中，首先筛选所需混菌，对菌体进行培养；然后采用真空吸附法，将菌液吸附至再生粗骨料表面；最后将乳酸钙溶液以喷淋方式对再生骨料进行养护，从而对再生粗骨料表面缺陷进行修复。本发明所述的再生骨料改性方法能够有效地改善再生粗骨料的物理力学性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料，具体为一种利用好氧嗜碱混菌矿化沉积技术对再生骨料进行改性处理的方法。

背景技术

随着我国城镇化的不断推进，大量的既有混凝土建筑被拆除。废弃混凝土随意堆放或简单掩埋对环境造成的负面影响越来越来严重。与此同时，混凝土生产需要大量的砂石骨料，而随着对天然砂石的不断开采，天然的骨料资源也趋于枯竭，因此，如何对废弃混凝土的回收再利用是亟待解决的问题。目前，对废弃混凝土的回收再利用主要是将再生石子作为再生混凝土的粗骨料，然而研究表明，将再生粗骨料替代天然石子制备的再生混凝土脆性较大，其力学性能随着再生粗骨料取代率的增大出现明显递减趋势。出现上述趋势的主要原因是再生骨料在破碎产生过程中存在一定的缺陷，破碎损伤积累使得再生骨料内部和表面产生大量的微裂缝，并且再生骨料表面不同程度地包裹着水泥浆，从而不仅提高了再生骨料的孔隙率和吸水率，而且降低了再生骨料与水泥砂浆的界面粘结力。

目前，再生骨料的改性处理主要存在两种方法：一种通过机械研磨、热研磨、浸酸等去除砂浆层，这种方法会引起再生骨料自身上的微裂缝进一步发展，加大对再生骨料的损伤；另一种采用增强再生骨料上粘结的砂浆，譬如通过使用硅酸钠对再生骨料进行处理，但这种处理方式会大大增加碱硅反应发生的概率，此外，还可以通过将再生骨料浸渍聚合物中，在再生骨料的表面上形成防水涂层，但聚合物与混凝土的兼容性有待商榷。

因此，有必要研制一种新颖、高效的骨料改性方法，使再生骨料能够满足当前建筑领域对混凝土材料的特殊要求。

发明内容

研究表明，基于好氧嗜碱微生物矿化沉积的裂缝自修复技术能够有效地修复再生骨料表面缺陷，显著降低再生骨料的吸水率。在具有充足钙源、氧气和水的环境中，该类微生物能够通过自身新陈代谢矿化沉积出大量碳酸钙沉淀，碳酸钙与水泥基材料有良好的兼容性。此外，在裂缝修复剂选取中，与纯菌相比，混菌具有生存环境适应更强、能够承担更多的复杂任务等优点。所以，基于好氧嗜碱混菌矿化沉积的裂缝修复技术在再生骨料改性处理中具有很大的研究价值和应用潜力。本发明的目的是提供一种高效、绿色、环保的再生骨料改性处理方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于好氧嗜碱混菌矿化沉积的再生骨料改性方法，需要下列重量份数的原料：再生骨料3~5份，好氧嗜碱混菌溶液0.6~1.3份，乳酸钙0.40~0.64份，酵母粉0.40~0.64份，水20~32份。其中，再生骨料的等级为Ⅰ~Ⅱ级，粒径为5~30mm。

具体步骤如下：

Ⅰ、好氧嗜碱混菌的筛选方法：

a、选取污水处理厂活性污泥与花园泥为分离接种源；其中花园泥指公园中的泥土即可；向活性污泥和花园泥混合后，加入蒸馏水配制成污泥混合液；

b、制备微量元素溶液（使用时稀释100倍），每升各组成成分含量为：维生素H0.2g、叶酸（维生素B9） 0.2g、维生素B6 1g、维生素B2 0.5g、维生素B1 0.5g、烟酸（维生素B3） 0.5g、维生素B5 0.5g、维生素B12 0.01g、对氨基苯甲酸 0.5g、硫辛酸 0.5g。