[发明专利]三维打印固态水泥基实体模型的微生物增强方法

说明书

本发明涉及一种三维打印固态水泥基实体模型的微生物增强方法。三维打印固态水泥基实体模型的微生物增强方法包括步骤：将活性巴氏芽孢杆菌菌液和第一流态水泥基材料混合，得到第二流态水泥基材料；通过三维打印设备将第二水泥基材料打印形成固态水泥基实体模型；对固态水泥基实体模型进行养护处理，以在它的孔隙中形成碳酸钙充填沉淀。本发明提供的三维打印固态水泥基实体模型的微生物增强方法，通过将活性巴氏芽孢杆菌添加至三维打印的第二流态水泥基材料中，形成固态水泥基实体模型，并通过养护处理使固态水泥基实体模型中的活性巴氏芽孢杆菌诱导产生碳酸钙填充沉淀，从而增强固态水泥基实体模型中堆积层之间的粘结力，实现其整体强度提升。

技术领域

本发明涉及水泥基材料应用技术领域，特别是涉及一种三维打印固态水泥基实体模型的微生物增强方法。

背景技术

三维打印技术已经在工业制造、生物医学、建筑制造、岩土工程试验等行业中得到了很好地应用。

随着三维打印快速成型技术以及打印材料不断地发展和更新，基于分层堆积原理的水泥基材料也开始运用于岩土工程相关领域的模型制作与力学试验中。例如2012年，Sustainable Oceans International(SOI)借助三维分层成型技术，以砂岩为打印材料，首次制造出高1米、重500公斤，与自然珊瑚礁具有相类似外形特征的人工珊瑚礁；2016年，Jiang Q以粉末状砂岩为主要打印材料，检验了三维打印技术在制作具有特殊外观特征以及含内部缺陷岩体模型试样方面具有较好的可行性；Head D利用三维堆积成型技术打印出内部含有不同微观尺度结构的试样。可见，机器三维快速成型技术由于能快速、高效、精准地制作包含复杂结构的三维实体模型，为岩土工程领域制作复杂水泥基3D实体模型并开展相关力学试验提供一条新途径。

然而，现有水泥基三维固态实体模型的三维打印原理通常是由流态水泥基材料的逐层堆积成型，故相邻两层之间的水泥基材料界面粘结强度相对较低，从而导致三维打印固态水泥基实体模型的强度总体不高，极大地制约了三维打印固态水泥基实体模型的应用场景和实体模型向大尺寸发展的空间。

发明内容

基于此，有必要针对现有三维打印固态水泥基实体模型的强度总体不高的问题，提供一种能提高三维打印固态水泥基实体模型的强度的三维打印固态水泥基实体模型的微生物增强方法。

本申请的一方面，提供一三维打印固态水泥基实体模型的微生物增强方法，包括步骤：

将活性巴氏芽孢杆菌菌液和第一流态水泥基材料混合，得到第二流态水泥基材料；

通过三维打印设备将所述第二水泥基材料打印形成固态水泥基实体模型；

对所述固态水泥基实体模型进行养护处理，以在固态水泥基实体模型的孔隙中形成碳酸钙充填沉淀。

在其中一个实施例中，所述养护处理具体包括步骤：

将所述固态水泥基实体模型移至具有第一预设温度的第一恒温培养箱内，并向所述第一恒温培养箱内注入雾化水汽；

使所述固态水泥基实体模型在所述第一恒温培养箱内养护第一预设时长。

在其中一个实施例中，所述第一预设温度范围为25°～35°，所述第一预设时长范围为25天～35天。

在其中一个实施例中，所述将活性巴氏芽孢杆菌菌液和第一流态水泥基材料混合，得到第二流态水泥基材料之前，还包括步骤：

在无菌环境下，向具有第一预设质量比的氯化钠、牛肉膏、蛋白胨、蒸馏水的培养液中，加入与所述培养液具有第二预设质量比的巴氏芽孢杆菌冻干粉进行溶解，形成巴氏芽孢杆菌培养液；

将所述巴氏芽孢杆菌培养液放入具有第二预设温度的第二恒温培养箱中，并培养第二预设时长，得到活性巴氏芽孢杆菌菌液。