[发明专利]一种利用再生钙源通过微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的方法

说明书

本发明提供了一种利用再生钙源通过微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的方法，包括如下步骤：S1：培养液的制备；S2：菌液的制备；S3：再生钙源营养液制备；S4：生物砂浆制备。其中，再生钙源采用的是厨余来源的生蚝壳、扇贝壳和鸡蛋壳，本发明利用上述来源的再生钙源经过酸洗获取钙离子，应用到固化砂土技术中，利用了厨余废物，还能对砂土进行加固和固化，获得的材料的强度和形貌均良好，相比较现有技术中采用的化学分析钙，成本大大降低，经济性和环保效果较好。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，更具体地，涉及一种利用再生钙源通过微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的方法。

背景技术

微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土技术是一种新兴的环保型土壤改良技术，该技术主要是通过微生物自身代谢的脲酶水解尿素产生碳酸根离子，结合周围的钙离子形成碳酸钙沉淀，胶结砂土颗粒，提升土体的力学性能。

微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土技术中需要消耗大量钙离子。大多数试验研究中都选用了氯化钙作为钙源，但是其价格比较昂贵，且氯化物对混凝土结构中的钢筋具有腐蚀性，会引起混凝土性能的退化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用再生钙源通过微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的方法。

本发明的上述技术目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种利用再生钙源通过微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的方法，包括如下步骤：

S1：培养液的制备：选取20±0.3g/L酵母菌提取物、10±0.2g/L硫酸铵、2±0.03g/L氢氧化钠混合得到培养液，调节pH值为9±0.1；

S2：菌液的制备：将巴氏芽孢八叠球菌通过平板激活后，向步骤S1所得的培养液接入菌种，接菌种完毕后进行振荡，设置温度27~30℃，转速160~180rpm，连续培养16~19 小时；

S3：再生钙源营养液制备：将生蚝壳、扇贝壳或鸡蛋壳作为再生钙源，然后利用稀硝酸进行溶解，再生钙源与稀硝酸的质量体积比为1:6；待再生钙源完全溶解后，静置，取上清液过滤，调节pH为6.5~7.0，得到溶解后的再生钙源溶液；将上述溶液稀释得到钙离子浓度为0.4M，再溶解0.5M的尿素，得到生物固化砂土营养液；

S4：生物砂浆制备：生物砂浆制备过程中，依次灌浆5~9轮，每轮灌浆包括菌液注入和营养液注入两个过程，每轮灌浆第一过程是菌液的注入，每个砂柱每轮灌浆注入50±3ml菌液和5±1ml 0.05mol/L的氯化钙溶液，50±3ml菌液和5±1ml 0.05mol/L的氯化钙溶液放在储液室中，通过管道和蠕动泵注入到砂柱空间中，蠕动泵控制注入速度在3±0.5ml/min，注入完毕，静置6-8小时；

每轮灌浆第二过程是营养液的注入，将步骤S3所得的生物固化砂土营养液以每个砂柱每次注入50±3ml的方式注入；

过程一和过程二重复5-9次，完成5-9轮灌浆，灌浆完成后拆除PVC盖子、砂柱和土工布，得到生物砂浆。

优选地，再生钙源为生蚝壳。以生蚝壳作为再生钙源的原料，制备得到的材料的强度和固化效果最佳。

优选地，稀硝酸的质量分数为8%~15%。

优选地，将步骤S3所得的生物固化砂土营养液以每个砂柱每次注入50±3ml的方式注入，具体为50±3ml营养液放在储液室中，通过管道和蠕动泵注入到砂柱空间中，蠕动泵控制注入速度在3±0.5ml/min，注入完毕，静置6-8小时后，重复进行9- 12次完成一轮灌浆。

优选地，所述步骤S1中，，对配好的营养液进行高温灭菌后再进行紫外灭菌，高温灭菌的温度为121±1℃，灭菌时长为20±5min。