微生物灌浆修复混凝土裂缝碳酸钙沉积规律研究
发布时间：2021-10-19 08:33
混凝土材料作为世界上使用最普遍的一种建筑材料,因其抗拉强度低,在荷载作用下容易开裂。裂缝的出现不仅会造成地下结构的渗漏,还会影响结构的安全。微生物诱导生成碳酸钙技术可以有效修复混凝土裂缝,提高抗渗性能。本文通过试验研究,探讨了不同影响因素下微生物灌浆修复裂缝碳酸钙沉积规律,为地下结构堵漏提供理论支持。设计了9组自重作用下针对混凝土竖向劈裂裂缝的平行灌浆试验。试验参数包括不同灌菌量（与裂缝容积比分别为2:1、6:1、12:1）、裂缝底部有无菌液过滤层（医用棉团）、灌菌前裂缝内是否灌注菌液固定液等。每轮灌浆完成后,都留存一组试块进行渗水试验,以表征裂缝的封堵效果;同时将试块切开,观察裂缝内壁碳酸钙沉积厚度、称量碳酸钙重量;利用电子显微镜自带图像处理软件对裂缝进行标定,可得到裂缝宽度、碳酸钙生成厚度等参数。待多轮灌浆,所有试块均封堵后,本次试验结束。试验的主要结论有:每轮灌入菌液量（与裂缝容积比）分别为2:1、6:1、12:1时,裂缝完全封堵的轮数为10次、6次和4次,可见每轮灌入菌液越多,裂缝封堵时所需的灌菌循环次数就越少,修复裂缝的效率越高。提前灌入固定液对比组的修复效果要优于不灌入固定...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 混凝土裂缝的形成原因与传统处理方法
1.3 微生物矿化机理
1.4 微生物矿化沉积研究现状
1.4.1 利用微生物沉积矿物修复混凝土裂缝的相关研究
1.4.2 微生物自修复混凝土的相关研究
1.4.3 利用微生物沉积矿物防渗堵漏的相关研究
1.5 本论文的研究内容和研究目的
第2章 菌种培养与灌浆液配置
2.1 引言
2.2 菌种的选择
2.3 菌种的培养
2.3.1 菌种培养时间的确定
2.3.2 培养基配置与制备
2.3.3 培养基的pH调节
2.3.4 培养基的灭菌
2.3.5 细菌的接种
2.3.6 恒温振荡培养箱培养
2.3.7 微生物酶活性检测
2.3.8 菌种保存
2.4 本章小结
第3章 微生物灌浆试验方案和试件准备
3.1 引言
3.2 试验参数的设计
3.3 固定液、钙源溶液和营养盐准备
3.4 灌浆方案
3.5 混凝土真实裂缝的设计与制作
3.6 本章小结
第4章 微生物灌浆碳酸钙沉积规律的试验结果及分析
4.1 微生物诱导矿化沉积CaCO_3修复混凝土裂缝试验现象
4.2 渗水试验结果
4.3 CaCO_3称重结果
4.4 裂缝内壁直观观测结果
(1)菌液量对裂缝内CaCO_3沉积的影响
(2)有无固定液对裂缝内CaCO_3沉积的影响
(3)裂缝底部有无过滤层
4.5 电子显微镜观测结果
(1)灌浆循环次数
(2)裂缝竖向深度的影响
(3)裂缝内壁粗糙度
(4)裂缝的竖向倾角与迂回度
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物修复混凝土裂缝的试验观测[J]. 练继建,王昶力,闫玥,付登锋,齐浩. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(07)
[2]人工湖泊微生物灌浆的新型生态防渗技术研究[J]. 李娜,赵宇,李凯,王丽娟. 水利与建筑工程学报. 2018(02)
[3]微生物岩土技术的研究进展[J]. 何稼,楚剑,刘汉龙,高玉峰,李冰. 岩土工程学报. 2016(04)
[4]水利工程中混凝土结构裂缝治理技术研究[J]. 苏慧敏. 中国水能及电气化. 2015(09)
[5]自修复混凝土中微生物矿化方解石的形成机理[J]. 钱春香,罗勉,潘庆峰,李瑞阳. 硅酸盐学报. 2013(05)
[6]微生物水泥基材料特征[J]. 荣辉,钱春香. 科学通报. 2012(09)
[7]A cementation method of loose particles based on microbe-based cement[J]. RONG Hui 1,2 , QIAN ChunXiang 1,2* & WANG RuiXing 1,2 1 School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China; 2 Jiangsu Key Laboratory of Construction Material, Nanjing 211189, China. Science China（Technological Sciences）. 2011(07)
[8]基于纵向不均匀沉降的盾构隧道渗漏水机理分析[J]. 刘印,张冬梅,黄宏伟. 铁道工程学报. 2011(05)
[9]细菌诱导碳酸钙沉积修复混凝土裂缝[J]. 李沛豪,屈文俊. 土木工程学报. 2010(11)
[10]微生物诱导方解石沉积加固的影响因素[J]. 黄琰,罗学刚,杜菲. 西南科技大学学报. 2009(03)
博士论文
[1]基于生物矿化的石质文物仿生保护[D]. 刘强.浙江大学 2007
硕士论文
[1]微生物用于砂土胶凝和混凝土裂缝修复的试验研究[D]. 张越.清华大学 2014
本文编号：3444519
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 混凝土裂缝的形成原因与传统处理方法
1.3 微生物矿化机理
1.4 微生物矿化沉积研究现状
1.4.1 利用微生物沉积矿物修复混凝土裂缝的相关研究
1.4.2 微生物自修复混凝土的相关研究
1.4.3 利用微生物沉积矿物防渗堵漏的相关研究
1.5 本论文的研究内容和研究目的
第2章 菌种培养与灌浆液配置
2.1 引言
2.2 菌种的选择
2.3 菌种的培养
2.3.1 菌种培养时间的确定
2.3.2 培养基配置与制备
2.3.3 培养基的pH调节
2.3.4 培养基的灭菌
2.3.5 细菌的接种
2.3.6 恒温振荡培养箱培养
2.3.7 微生物酶活性检测
2.3.8 菌种保存
2.4 本章小结
第3章 微生物灌浆试验方案和试件准备
3.1 引言
3.2 试验参数的设计
3.3 固定液、钙源溶液和营养盐准备
3.4 灌浆方案
3.5 混凝土真实裂缝的设计与制作
3.6 本章小结
第4章 微生物灌浆碳酸钙沉积规律的试验结果及分析
4.1 微生物诱导矿化沉积CaCO_3修复混凝土裂缝试验现象
4.2 渗水试验结果
4.3 CaCO_3称重结果
4.4 裂缝内壁直观观测结果
(1)菌液量对裂缝内CaCO_3沉积的影响
(2)有无固定液对裂缝内CaCO_3沉积的影响
(3)裂缝底部有无过滤层
4.5 电子显微镜观测结果
(1)灌浆循环次数
(2)裂缝竖向深度的影响
(3)裂缝内壁粗糙度
(4)裂缝的竖向倾角与迂回度
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物修复混凝土裂缝的试验观测[J]. 练继建,王昶力,闫玥,付登锋,齐浩. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(07)
[2]人工湖泊微生物灌浆的新型生态防渗技术研究[J]. 李娜,赵宇,李凯,王丽娟. 水利与建筑工程学报. 2018(02)
[3]微生物岩土技术的研究进展[J]. 何稼,楚剑,刘汉龙,高玉峰,李冰. 岩土工程学报. 2016(04)
[4]水利工程中混凝土结构裂缝治理技术研究[J]. 苏慧敏. 中国水能及电气化. 2015(09)
[5]自修复混凝土中微生物矿化方解石的形成机理[J]. 钱春香,罗勉,潘庆峰,李瑞阳. 硅酸盐学报. 2013(05)
[6]微生物水泥基材料特征[J]. 荣辉,钱春香. 科学通报. 2012(09)
[7]A cementation method of loose particles based on microbe-based cement[J]. RONG Hui 1,2 , QIAN ChunXiang 1,2* & WANG RuiXing 1,2 1 School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China; 2 Jiangsu Key Laboratory of Construction Material, Nanjing 211189, China. Science China（Technological Sciences）. 2011(07)
[8]基于纵向不均匀沉降的盾构隧道渗漏水机理分析[J]. 刘印,张冬梅,黄宏伟. 铁道工程学报. 2011(05)
[9]细菌诱导碳酸钙沉积修复混凝土裂缝[J]. 李沛豪,屈文俊. 土木工程学报. 2010(11)
[10]微生物诱导方解石沉积加固的影响因素[J]. 黄琰,罗学刚,杜菲. 西南科技大学学报. 2009(03)
博士论文
[1]基于生物矿化的石质文物仿生保护[D]. 刘强.浙江大学 2007
硕士论文
[1]微生物用于砂土胶凝和混凝土裂缝修复的试验研究[D]. 张越.清华大学 2014
本文编号：3444519
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