[发明专利]一种壳聚糖固定微生物脲酶原位强化再生骨料的制备方法

说明书

一种壳聚糖固定微生物脲酶原位强化再生骨料的制备方法，属于混凝土技术领域，将再生骨料经由壳聚糖粉末、乙酸和水混合组成的壳聚糖溶液浸泡后烘干，得到表面覆有壳聚糖薄膜的再生骨料；将巴氏生孢八叠球菌接种于微生物培养基中培养而得到微生物菌液；将表面覆有壳聚糖薄膜的再生骨料在微生物菌液中浸泡，得到表面吸附微生物脲酶的再生骨料；将表面吸附微生物脲酶的再生骨料在由尿素、氯化钙和水组成的pH值为9～10的混合溶液中浸泡后烘干，得到强化再生骨料。采用本发明所制备的壳聚糖固定微生物脲酶原位强化再生骨料性能显著提升，与处理前相比，吸水率和压碎指标显著降低。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，尤其涉及再生骨料的制备技术。

背景技术

随着城镇化进程的发展，建筑垃圾排放量逐年增长，成为保护环境的又一大难点。建筑垃圾犹如城市建设过程中伴生的“疮”，既侵占土地，又对周边环境产生严重恶劣的影响，有的甚至带来围城之患。同时，随着建筑业对砂石骨料需求量的不断增长，天然砂石骨料资源日趋紧张，且由砂石骨料随意开采所引发的环境破坏问题也越来越突出。因此，将建筑垃圾制成再生骨料重新应用于混凝土生产对于节约资源、保护环境和实现建筑业的可持续发展具有重要意义。与天然骨料相比，建筑垃圾制成的再生骨料表面附着大量老砂浆，存在高孔隙率、高吸水率、高压碎指标以及界面过渡区薄弱等缺陷，导致所制备的再生骨料混凝土性能降低，极大限制了再生骨料在实际工程中的应用。因此，为了提升再生骨料品质，需要对其进行改性处理。

目前，再生骨料改性主要技术途径有两条，即去除附着砂浆和强化附着砂浆。去除再生骨料表面附着砂浆的措施包括机械研磨、加热研磨、微波处理、骨料整形、酸性溶液浸泡等处理方式。强化再生骨料表面附着砂浆的技术途径目前主要是采用化学表面处理和化学浆液处理的方式来实现，包括聚合物乳液强化、硅酸钠溶液强化、火山灰强化、纳米二氧化硅强化、二氧化碳碳化强化等方法。上述方法都对再生骨料的性质有一定的提升作用，但仍存在一些不足，如机械强化法耗能高且可能对骨料造成二次损伤，化学法易对环境造成二次污染且有害物质易进入骨料，对再生骨料混凝土的性能产生不利影响等。因此，国内外研究学者都在积极寻找一种既环保又高效的再生骨料性能改善方法。

微生物诱导矿化沉积是一种普遍的自然现象，自然界中许多微生物在合适的条件下能够利用自身的生命活动诱导碳酸钙沉积。受此启发，国内外研究人员开始探索将微生物诱导矿化沉积技术用于再生骨料性能强化。微生物诱导矿化是一种较温和的反应，既不会有大量能量的消耗，也不会造成二次污染问题，属于一种低能耗、无污染的技术手段，符合建筑废弃物再生利用环境保护的初衷，有着非常广阔的应用前景。然而，目前微生物诱导矿化强化再生骨料技术仍存在矿化沉积产物碳酸钙在再生骨料表面分布不均、部分沉积层不够密实以及与再生骨料表面粘接薄弱等问题，影响了微生物矿化处理再生骨料性能，进而限制了该技术的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种壳聚糖固定微生物脲酶原位强化再生骨料的制备方法，既环保又高效地提升再生骨料品质。

本发明包括如下步骤：

1）将再生骨料经由壳聚糖粉末、乙酸和水混合组成的壳聚糖溶液浸泡后烘干，得到表面覆有壳聚糖薄膜的再生骨料；

2）将巴氏生孢八叠球菌接种于微生物培养基中培养而得到微生物菌液；将表面覆有壳聚糖薄膜的再生骨料在微生物菌液中浸泡，得到表面吸附微生物脲酶的再生骨料；

3）将表面吸附微生物脲酶的再生骨料在由尿素、氯化钙和水组成的pH值为9～10的混合溶液中浸泡后烘干，得到强化再生骨料。