[发明专利]基于产脲酶微生物矿化沉积的裂缝自修复再生混凝土及制备方法

摘要

本发明公开一种基于产脲酶微生物矿化沉积的裂缝自修复再生混凝土及其制备方法，其组分为载有产脲酶微生物的膨胀珍珠岩、水泥、石子、砂、硅灰、水、尿素、氯化钙、产脲酶微生物悬浮液及减水剂。它以产脲酶微生物作为混凝土裂缝修复剂，通过产脲酶微生物的新陈代谢产生尿素酶，将尿素分解为NH₄⁺和CO₃^2‑，进而矿化沉积碳酸钙修复裂缝。在制备过程中，通过将一部分裂缝修复剂直接掺入混凝土中，实现对再生粗骨料自身上的裂缝、孔洞、以及再生骨料和新水泥石基体之间的粘结薄弱区进行裂缝自修复，从而提高再生混凝土的力学性能；同时，将另一部分裂缝修复剂首先吸附到膨胀珍珠岩载体内，然后再掺入混凝土中，用以提高再生混凝土在服役期间的裂缝自修复能力，从而提高再生混凝土的抗渗性能和耐久性。

主权项

1.一种基于产脲酶微生物矿化沉积的裂缝自修复再生混凝土，其特征在于：由下列重量份数的原料制成：载有产脲酶微生物且已包裹表面的膨胀珍珠岩颗粒80~150份，水泥380~500份，粗骨料1100~1300份，砂450~550份，硅灰20~30份，产脲酶微生物悬浮液20~30份，水180~250份，尿素7~10份，氯化钙7~10份，减水剂4~6份；所述产脲酶微生物是能够通过自身的新陈代谢产生尿素酶，将尿素分解为NH4+和CO32‑ ，矿化沉积出碳酸钙的微生物；所述粗骨料是由再生粗骨料和天然石子组成，再生粗骨料取代率为30%~100%；所述产脲酶微生物悬浮液浓度为5.0~7.0×107个/mL；所述载有产脲酶微生物且已包裹表面的膨胀珍珠岩颗粒的制备方法如下：（1）、制备载有产脲酶微生物的载体a、采用具有嗜碱且通过新陈代谢产生脲酶特性并具备以尿素、含钙无机盐为基质合成碳酸盐能力的产脲酶微生物，将菌种按常规方式接种至pH值为9~10的培养基中振荡培养；b、采用离心法收集菌泥，对菌泥进行重悬，制得菌体悬浮液；c、采用真空浸渍法将菌液浸渍到膨胀珍珠岩颗粒的表面和内部孔隙中，并对上述吸附产脲酶微生物的膨胀珍珠岩颗粒进行干燥；d、对干燥后的吸附产脲酶微生物的膨胀珍珠岩颗粒表面喷洒氯化钙和酵母膏混合溶液，并对载体进行第二次干燥；（2）、包裹载体表面将偏高岭土与激发剂进行拌合，制备成喷液，对载体颗粒表面进行喷涂；将包裹完毕的载体颗粒在常温下干燥；混凝土的具体制备方法如下：首先用水稀释菌泥，使其浓度为5.0~7.0×107个/mL并取所述重量份数，再将所述重量份数的尿素加入菌液中，搅拌均匀；将所述重量份数的表面已包裹的膨胀珍珠岩颗粒与30%重量份数的水投入搅拌机中，拌和均匀，再将所述重量份数的水泥、天然石子、再生粗骨料、砂、硅灰、氯化钙、减水剂以及剩余重量份数的水均匀投入搅拌机中，搅拌均匀；最后将加有尿素的菌液倒入搅拌机中搅拌均匀，即得到所述的自修复再生混凝土。