[发明专利]一种混凝土结构微裂缝深处的生物修复方法和应用

说明书

本发明属于微生物和土木工程交叉技术领域，公开了一种混凝土结构微裂缝深处的生物修复方法，包括如下步骤：S1、制备混凝土裂缝修复液；S2、裂缝预处理；S3、根据裂缝宽度选择不同修复工艺：对于0.3～1mm宽度裂缝选择注射修复；对于1～3mm宽度裂缝选择分层填充材料后注射修复；S4、裂缝表面涂覆修复。本发明采用分层填充辅助材料修复以及利用特制长针头的注射器注射修复液解决了不同宽度混凝土深处裂缝难以完全修复的问题，后续经过表面涂覆修复再次加强保护，提高了结构的耐久性。与传统混凝土裂缝修复方法相比具有可操作性强，与混凝土材料相容性好，绿色环保的优势。

技术领域

本发明属于微生物和土木工程交叉技术领域，尤其是一种混凝土结构微裂缝深处的生物修复方法和应用。

背景技术

混凝土因其材料来源广泛、施工工艺简单多变以及强度高等特点，现已是土木建筑领域使用最为广泛的建筑材料，但是混凝土在凝结硬化过程中由于温度湿度变化而引起不均匀收缩或膨胀，以及后期使用期间由外荷载引起材料内应力，在混凝土内部或表面产生裂缝，裂缝会降低混凝土的使用寿命，混凝土结构的耐久性会受到影响。我国针对混凝土结构裂缝宽度在《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中规定了限值，一般情况下裂缝宽度不超过0.3mm。目前，常用的传统混凝土裂缝修复手段有灌浆法、表面处理法、填充法等。这些修复方法大多使用无机材料(水泥等)和有机材料(环氧树脂、甲基丙烯酸树脂、聚氨酯类等)对裂缝进行修补，在工程实践中取得了一定的治理效果，但也存在一系列问题，这些方法往往很难对混凝土的内部损伤及深处裂缝进行有效修复。

相比于其他传统修复方式，微生物诱导碳酸钙沉淀技术具有机理简单，快速高效，成本低、环境友好等特点，且修复过程不会对环境造成伤害，可起到对混凝土深裂缝修护和加强保护的作用。并且生物修复方法基本上不会受到混凝土裂缝大小的限制，可以弥补传统常规方法不能修复微小裂缝的缺点。对于深度方向的裂缝来说，由于裂缝纵向距离长，当修复液进入裂缝内部时易被混凝土裂缝侧壁吸收，无法到达裂缝底部，使得矿化反应产生的碳酸钙不均匀，修复效果并不理想。而且微生物修复裂缝宽度有限，在已有报道中，对于只利用细菌修复混凝土裂缝，在保证修复效果的情况下修复裂缝宽度几乎不超过1mm，所以修复超过1mm的裂缝往往需要添加一些辅助材料，菌体矿化反应产生的碳酸钙将材料颗粒胶结起来，达到修复裂缝的目的。此修复方式对于深裂缝来说，会存在裂缝上层的材料完全胶结、裂缝中下层材料并未完全胶结的情况，使得裂缝深处修复效果不佳。

微生物诱导碳酸钙沉淀技术修复混凝土裂缝，其中一种修复机理为直接将尿素分解菌种和相关原料注入裂缝中从而达到修复的效果。利用此种修复机理修复深度方向的裂缝的研究报道较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种混凝土结构微裂缝深处的生物修复方法和应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种混凝土结构微裂缝深处的生物修复方法，包括如下步骤：

S1、制备混凝土裂缝修复液；

S2、裂缝预处理；

S3、根据裂缝宽度选择不同修复工艺：对于0.3～1mm宽度裂缝选择注射修复；对于1～3mm宽度裂缝选择分层填充材料后注射修复；

S4、裂缝表面涂覆修复。

进一步地，S1步骤中修复液包括巴氏芽孢八叠球菌菌液以及尿素和钙盐混合溶液；

其中，巴氏芽孢八叠球菌菌液的制备方法为：使用培养基进行活化培养，活化培养条件为28～35℃，180～220r/min，摇床培养15～18h；活化后进行扩大培养，条件为28～35℃，180～220r/min，摇床培养22～24h，得到巴氏芽孢八叠球菌菌液；