基于MICP的珊瑚砂砂浆裂缝自修复新型细菌载体

刘士雨, 俞 缙, 刘文强, 蔡燕燕, 涂兵雄

(1.华侨大学 福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心, 福建 厦门 361021; 2.华侨大学 福建省智慧基础设施与监测重点实验室, 福建 厦门 361021)

南海岛礁珊瑚砂资源丰富,用珊瑚砂作为混凝土集料可以有效缓解长途运输问题,从而降低工程成本,保证工期[1].珊瑚砂又称钙质砂,沉积过程大多未经搬运作用,保留了原生生物骨架中的细小孔隙[2],形状不规则且容易碎裂[3].珊瑚砂制成的混凝土容易开裂,会引起海水渗透和钢筋腐蚀[4].因此,珊瑚砂混凝土结构裂缝的修复是亟待解决的问题.自修复是一种提供高质量材料并具有自我修复损伤能力的新兴概念,该技术在建筑结构中的应用受到了极大的关注[5].

近年来,利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术来封闭和修复裂纹的可持续自愈机制已被广泛研究[6].然而,当生物制剂被直接添加到混凝土中时,细菌的生存可能会遇到障碍.Jonkers[7]研究表明,未受保护的细菌孢子寿命仅为2个月.目前采取的有效方法是用细菌载体去保护它们,已使用的细菌载体包括膨胀黏土[8]、硅藻土[9]、硅胶和聚氨酯[10]、水凝胶[11]和纤维[12]等,但这些细菌载体存在稳定性差、兼容性差、环境污染、成本高等缺点.因此,亟需一种成本较低、相容性较高、环境友好且便于施工的微生物载体.

石膏被广泛用作强度要求较高、吸水率要求较低的建筑材料[13].石膏与其他类型细菌载体相比具有以下优势：矿产资源丰富……