[发明专利]基于微生物的裂缝深宽三维自修复混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于微生物的裂缝深宽三维自修复混凝土及其制备方法。其组分为微生物自修复剂30~120份，载菌膨胀珍珠岩0~50份，氧气缓释剂0~50份，负载营养物质膨胀珍珠岩0~50份，粒径120目膨胀珍珠岩23份，水泥350~500份，石子1000~1300份，砂400~600份，硅灰30~50份，聚丙烯纤维2~4份，减水剂4~6份，水250~350份。微生物自修复剂、氧气缓释剂、载菌膨胀珍珠岩、负载营养物质膨胀珍珠岩构成的四元修复体系与聚丙烯纤维相结合构成裂缝深宽三维自修复混凝土。本发明能够弥补当前混凝土裂缝自修复技术在裂缝深度方向修复效果较差的不足，提高混凝土耐久性的同时，混凝土还具有绿色、轻质、隔热的功能。

主权项

1.一种基于微生物的裂缝深宽三维自修复混凝土，其特征在于：由下列重量份数的原料制成：微生物自修复剂30~120份，载菌膨胀珍珠岩0~50份，氧气缓释剂0~50份，负载营养物质膨胀珍珠岩0~50份，粒径120目膨胀珍珠岩23份，水泥350~500份，石子1000~1300份，砂400~600份，硅灰30~50份，聚丙烯纤维2~4份，减水剂4~6份，水250~350份；其中：（1）、载菌膨胀珍珠岩的制备工艺如下：a、对具有矿化沉积功能的微生物KJ01菌种进行活化和培养；所述微生物KJ01菌种已于2018 年3月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.15516；b、制备KJ01菌种的培养基：培养基每升各组分含量为蒸馏水1L、蛋白胨5g、牛肉膏3g、NaHCO₃ 0.42g、Na₂CO₃ 0.53g；用氢氧化钠溶液将培养基pH值调整为pH=10，高温灭菌；c、将KJ01菌种接种至上述液体培养基中，振荡培养24小时，获得菌液；然后将所得菌液用离心机以转速4000r/min离心20分钟，获得菌泥；d、将菌泥在灭菌后的蒸馏水中重悬，然后稀释获得所含菌体浓度为（1.0~1.4）×10⁷个/mL的菌液；e、采用真空浸渍法将上述菌液吸附到膨胀珍珠岩颗粒的表面和内部孔隙中，每克膨胀珍珠岩浸渍吸附的菌液为300~500g，然后对上述吸附KJ01微生物菌液的膨胀珍珠岩在40±2℃温度下进行干燥，获得载菌膨胀珍珠岩；（2）、微生物自修复剂的制备工艺如下：a、对获得载菌膨胀珍珠岩表面喷洒酵母膏混合溶液，然后对其进行干燥，干燥温度为40±2℃；其中，酵母膏混合溶液每升各组分含量为蒸馏水1L、酵母膏1g；b、糖衣层的外包裹：将上述获得的干燥后的负载微生物和酵母膏的膨胀珍珠岩放在造粒机内转动，然后将配制好的糖衣层浆体均匀喷洒在膨胀珍珠岩表面；将喷涂包裹糖衣层的膨胀珍珠岩在常温下静置24h，然后放到40℃烘箱中烘干至恒重；其中，糖衣层浆体原材料重量份数以及与载菌膨胀珍珠岩比例如下：磷酸钾镁水泥280~320份，苯丙乳液25~35份，水430~450份，载菌膨胀珍珠岩180~200份；c、保护层的外包裹：将烘干的喷涂了糖衣层的载菌膨胀珍珠岩放在造粒机内转动，将配制好的地聚合物浆体均匀喷涂在珍珠岩表面；其中，地聚合物浆体原材料重量份数以及与包裹糖衣层的载菌膨胀珍珠岩比例如下：赤泥90~100份，烧碱100~120份，水180~200份，苯丙乳液6~8份，包裹糖衣层的载菌膨胀珍珠岩130~180份；然后在常温下静置24h后，在40℃温度下烘干至恒重，获得微生物自修复剂；（3）、氧气缓释剂由下列重量份数的原料和工艺制备而成：膨胀珍珠岩120~160份，5%聚乙烯醇100~140份，过氧化钙50~60份，膨润土100~130份，磷酸钾镁水泥180~220份，水320~370份，苯丙乳液5~15份；a、将膨胀珍珠岩放在造粒机内转动，将质量分数为5%的聚乙烯醇喷洒在珍珠岩表面；b、将过氧化钙和膨润土的混合物撒在膨胀珍珠岩表面，转动120s；c、将搅拌均匀的磷酸钾镁水泥和苯丙乳液浆体喷洒在珍珠岩表面继续转动120s；d、对上述包裹过氧化钙的膨胀珍珠岩在40℃温度下进行干燥，获得氧气缓释剂；（4）、负载营养物质膨胀珍珠岩的制备工艺如下：a、将乳酸钙溶解为质量分数为10%的乳酸钙溶液；b、然后采用真空浸渍法将稀释后的乳酸钙溶液吸附到膨胀珍珠岩颗粒的表面和内部孔隙中；其中，每克膨胀珍珠岩对应的乳酸钙溶液为300~500g；c、对上述吸附乳酸钙营养物质的膨胀珍珠岩在40±2℃温度下进行干燥，获得负载营养物质膨胀珍珠岩。