[发明专利]一种强化再生表面多孔材料及其制备方法和应用、制备强化再生表面多孔材料的装置

说明书

本发明提供了一种强化再生表面多孔材料及其制备方法和应用、制备强化再生表面多孔材料的装置，属于表面多孔材料利用技术领域。本发明将再生表面多孔材料浸泡于碳酸盐溶液中进行预处理，得到预处理材料；将预处理材料进行烘干，得到干燥预处理材料；将微生物、微生物胶结底物和释氧剂混合，得到微生物混合料液；其中，微生物胶结底物由碳源、氮源、钙源和水混合得到；将干燥预处理材料在真空条件下浸泡于微生物混合料液中，之后将所得浸泡材料在静置条件下进行强化处理，得到强化再生表面多孔材料。采用本发明提供的方法制备的强化再生表面多孔材料孔隙率和吸水率低，强度高，质量稳定性好；将其作为骨料用于制备水泥基材料，具有自修复性能。

技术领域

本发明涉及再生表面多孔材料利用技术领域，尤其涉及一种强化再生表面多孔材料及其制备方法和应用、制备强化再生表面多孔材料的装置。

背景技术

再生表面多孔材料，如再生砖颗粒、再生瓷砖颗粒以及再生胶凝材料颗粒等，具有孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、压碎指标高的特点，导致由再生表面多孔材料作为骨料或掺合料制备的胶凝复合材料，在硬化后与使用石英砂和石子作为骨料制备的普通胶凝复合材料相比，抗渗性能以及力学性能等有不同程度的降低，且质量不稳定，因此再生表面多孔材料的利用率较低。通过堵塞其表面的孔隙，降低孔隙率，从而强化再生多孔表面材料性能是提高其利用率、改善由其制备的胶凝复合材料质量的有效途径之一。

利用微生物矿化沉积碳酸钙原理可以降低材料孔隙率，如申请号为202010005042.X的专利申请公开了一种微生物矿化强化再生骨料的制备方法，该方法处理时间较长，需要5～7天；申请号为201711056084.0的专利申请公开了一种细菌强化再生骨料的方法，该方法制备得到的材料只能作为骨料使用，不具备其他的功能，限制了其进一步应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强化再生表面多孔材料及其制备方法和应用、制备强化再生表面多孔材料的装置，采用本发明提供的方法制备的强化再生表面多孔材料孔隙率和吸水率低、强度高、质量稳定性好；将其作为骨料用于制备水泥基材料，具有自修复性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种强化再生表面多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

将再生表面多孔材料浸泡于碳酸盐溶液中进行预处理，得到预处理材料；

将所述预处理材料进行烘干，得到干燥预处理材料；

将微生物、微生物胶结底物和释氧剂混合，得到微生物混合料液；其中，所述微生物胶结底物由碳源、氮源、钙源和水混合得到；

将所述干燥预处理材料在真空条件下浸泡于所述微生物混合料液中，之后将所得浸泡材料在静置条件下进行强化处理，得到强化再生表面多孔材料。

优选地，所述碳酸盐溶液中的碳酸盐包括碳酸钠和/或碳酸钾，所述碳酸盐溶液中碳酸根的浓度为0.1～4.5mol/L；

所述预处理在真空度为-0.05～-0.1MPa的条件下进行，所述预处理的温度为15～45℃，时间为10～600min。

优选地，所述烘干的温度为45～110℃，时间为40～600min。

优选地，所述微生物包括假坚强芽孢杆菌DSM8715、芽孢杆菌B6和芽孢杆菌H4中的一种或几种；

所述微生物胶结底物中的碳源包括可溶性乳酸盐、可溶性碳水化合物和可溶性乙酸盐中的一种或几种，氮源包括尿素、谷氨酸钠、蛋白胨、铵盐、硝酸盐和羟胺中的一种或几种，钙源包括碳酸氢钙、氯化钙、硝酸钙和乙酸钙中的一种或几种；所述微生物胶结底物中碳源、氮源、钙源和水的质量比为(0.5～50)：(0.5～60)：(1～100)：100；

所述释氧剂包括过氧化钙、过氧化硫酸钠、过氧碳酸钠和过氧化镁中的一种或几种；