[发明专利]一种适用于结构受拉区的微生物定位自修复混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于结构受拉区的微生物定位自修复混凝土及其制备方法，属于混凝土制备技术领域。本发明的制备方法包含以下步骤：将矿化细菌芽孢溶液与吸附材料混合后涂布于网格布上，得到网格布1；将酵母提取物、硫酸铵、醋酸钙和尿素混合于水中，之后加入吸附材料得到糊状混合液，将糊状混合液涂布于网格布上，得到网格布2；将网格布1和网格布2紧贴放置，固定于混凝土受拉面模具边缘处，将水泥、水、细骨料和粗骨料混合后注入模具中，成型脱模后即可。本发明的混凝土利用网格布将微生物自修复剂定位于混凝土的受拉面，能够节约微生物自修复剂的用量，降低微生物自修复混凝土的制作成本，同时提高混凝土受拉区的抗裂性能。

技术领域

本发明涉及混凝土制备技术领域，尤其涉及一种适用于结构受拉区的微生物定位自修复混凝土材料及其制备方法。

背景技术

混凝土结构具有良好的力学特性和耐久性，在工程中被广泛应用。混凝土材料抗压性能优越，但抗拉强度较低，极易在受拉的状态下产生裂缝。混凝土裂缝会破坏原结构的水密性，使外界的水分和一些有害离子通过裂缝侵入混凝土内部，腐蚀混凝土基质和钢筋，加速结构的破坏，缩短混凝土的服役寿命。所以，混凝土结构受拉区裂缝的预防与修复一直是工程领域的一项技术难题。

利用微生物矿化结晶的原理实现混凝土裂缝的自修复是近年来提出的一项新技术。将自然界中的一些脲酶产菌培养并芽孢化，固载保护后与营养物质、尿素、钙盐等共同组成微生物自修复剂。在混凝土制作的过程中向混凝土拌合物加入微生物自修复剂，可制成微生物自修复混凝土。微生物自修复混凝土未开裂时，内部的细菌芽孢处于休眠状态。混凝土一旦开裂，外部的水分和氧气进入裂缝，激活裂缝周围的细菌芽孢，脲酶产菌利用预埋于混凝土的尿素和钙盐进行矿化反应，生成碳酸钙晶体，填充裂缝。研究表明，微生物自修复混凝土因其诱导生成的碳酸钙晶体与混凝土材料有良好的相容性，具有较大的工程应用潜力。

在微生物自修复混凝土配制的过程中，目前普遍采用的方法是将微生物自修复剂与混凝土拌合物充分混合，使微生物自修复剂均匀分散在混凝土内部。在混凝土结构使用过程中，裂缝一般出现于受拉区，而受压区的混凝土不易开裂。所以，将微生物自修复剂均匀布置于混凝土内部势必会造成材料的浪费，提高工程成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于结构受拉区的微生物定位自修复混凝土材料及其制备方法，采用韧性材料将微生物自修复剂定位于混凝土结构受拉面，在提高混凝土受拉面抗裂性的同时实现裂缝的自修复剂功能，并能大大节约微生物自修复剂的用量，降低工程成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种适用于结构受拉区的微生物定位自修复混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将矿化细菌芽孢溶液与吸附材料混合后涂布于网格布上，得到网格布1；

2)将酵母提取物、硫酸铵、醋酸钙和尿素混合于水中，之后加入吸附材料得到糊状混合液，将糊状混合液涂布于网格布上，得到网格布2；

3)将网格布1和网格布2紧贴放置，固定于混凝土受拉面模具边缘处，将硅酸盐水泥、水、细骨料和粗骨料混合后注入模具中，成型脱模后即得到自修复混凝土材料。

进一步的，所述网格布包含玻纤网格布和/或石材网格布；所述网格布的面积为0.01～2.0m²，网眼尺寸为8mm×8mm或10mm×10mm。

进一步的，所述吸附材料包含硅藻土、活性炭、活性炭纤维和沸石中的一种或几种；所述吸附材料的比表面积为25～35m²/g，粒径为5～20μm。

进一步的，所述矿化细菌芽孢溶液的浓度为2.0×10⁹～3.0×10⁹cells/mL；所述矿化细菌芽孢包含嗜碱性巴氏芽孢杆菌。