[发明专利]海藻酸钠固载微生物的混凝土裂缝修复材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种海藻酸钠固载微生物的混凝土裂缝修复材料及其制备方法，按照质量份数，包括以下组分：海藻酸钠0.5份‑2份、尿素6份‑12份、乙酸钙17份‑34份、细菌种液10份、蒸馏水190份；细菌种液为巴氏芽胞杆菌种液，微生物菌液浓度为10⁷‑10⁹cells/mL，海藻酸钠中β‑D‑甘露糖醛酸和α‑L‑古洛糖醛酸之比为1:1。本发明采用微生物矿化沉积的产物为碳酸钙，碳酸钙与混凝土基质有较好的相容性，且碳酸钙为无机材料，对环境无负面影响，耐久性更高。海藻酸钠与乙酸钙反应生成海藻酸钙水凝胶，可以在短时间内有效堵漏作用的同时为微生物提供一个良好的生长环境，进而使得微生物在迅速发生矿化反应，在海藻酸钙水凝胶中均匀生成碳酸钙沉淀，最终产生一定的强度，成功堵住裂缝。

技术领域

本发明涉及一种微生物修复材料及其制备方法，具体涉及到一种应用于已开裂混凝土的海藻酸钠固载微生物的混凝土裂缝修复材料及其制备方法。

背景技术

混凝土是目前应用最广泛的建筑材料，具有抗压强度高、易于浇筑、成本低等显著的优势。但是由于混凝土具有相对较低的抗拉强度，导致其容易开裂。混凝土形成裂缝的成因多种多样，例如拉力和压力、冻融循环和收缩，都会使混凝土生成裂缝。而裂缝的存在不仅降低了混凝土的强度，破坏材料的结构完整性，还为侵蚀性物质(如硫酸盐、碳酸盐和氯化物))提供了侵入通道，大大降低混凝土的耐久性，从而导致混凝土劣化和钢筋锈蚀。

目前较常用的混凝土裂缝处理方法有灌浆法、表面处理法、结构补强法等，但是均存在某些缺陷。如表面封闭法的修复物质无法深入混凝土裂缝深处；灌浆法选取的大多数有机材料与混凝土基材的相容性较差，易老化；结构补强法操作复杂，成本较高。用传统手段如裂缝灌浆法、表面处理法、填充法等无法对混凝土的内部损伤进行有效修复；而化学自愈合手段又无法满足持续修复、环境友好等要求。因此，开发新材料，探究新技术，寻找先进的混凝土裂缝修复方式成为迫切所需。

为此，更符合绿色环保理念的微生物修复材料逐渐进入研究者们的视线，但该方法修复速率慢，往往需要大量反复注入菌液与胶结液后才能修复裂缝，严重制约微生物修复材料在实际工程的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种操作相对简单，绿色无污染且修复速率较快的海藻酸钠固载微生物的混凝土裂缝修复材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种海藻酸钠固载微生物的混凝土裂缝修复材料，按照质量份数，包括以下组分：海藻酸钠0.5份-2份、尿素6份-12份、乙酸钙17份-34份、细菌种液10份、蒸馏水190份；细菌种液为巴氏芽胞杆菌种液，微生物菌液浓度为10⁷-10⁹cells/mL，海藻酸钠中β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸之比为1:1。

所述混凝土裂缝修复材料采用A、B组分，A组分包括海藻酸钠0.5份-2份、细菌种液10份和蒸馏水90份；B组分包括尿素6份-12份、乙酸钙17份-34份和蒸馏水100份；使用时按质量比A：B＝1：1配比使用。

上述海藻酸钠固载微生物的混凝土裂缝修复材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)向容器中加入90份蒸馏水和0.5份-2份海藻酸钠，使用恒温加热磁力搅拌器，在60℃，转速为200rpm，搅拌30min后冷却，得到海藻酸钠溶液；

(2)向步骤(1)中所制得的海藻酸钠溶液中加入10份细菌种液，充分搅拌，使其完全混合；

(3)向另一容器中加入6份-12份的尿素、17份-34份乙酸钙和100份蒸馏水，充分搅拌，使其完全溶解从而得到乙酸钙尿素混合溶液；

(4)使用时，将步骤(2)和步骤(3)制备的溶液按质量比1：1配比使用。

本发明的有益效果是：