应用于加固滨海淤质吹填土的微生物胶凝材料的制备及相关机理研究

The purpose of this project is to study a kind of new microorganism with mineralization cementing ability, and the price is cheap, the ecological compatibility is good, the process has no harmful by-products formation. The main contents include: the microbe, which is able to adsorb and convert carbon dioxide, is screened and domesticated. Biochemical mechanism and properties of carbonate cementitious materials formed by bio-mineralization are research. The effect, mechanism of action, characterization method and ecological compatibility for the microbial carbonate cementitious material cementing muddy marine dredger fill are studied. We aim at obtaining the formulation and preparation process, revealing the effect and mechanism of action.

本项目旨在研究一种具有矿化胶结能力的新型微生物，且价格便宜、生态相容性好、过程无有害副产物产生的微生物胶凝材料。主要研究内容包括：具有吸附、转化二氧化碳能力的微生物筛选和驯化；微生物矿化形成碳酸盐胶凝材料的生物化学机制及性质；微生物碳酸盐胶凝材料胶结滨海淤质吹填土的效果、作用机理、表征方法及生态相容性。通过研究，确定微生物碳酸盐胶凝材料配方、制备工艺；揭示微生物碳酸盐胶凝材料对滨海淤质吹填土的作用机理和作用效果。

本项目旨在研究一种具有矿化胶结能力的新型微生物，且价格便宜、生态相容性好、过程无有害副产物产生的微生物胶凝材料。主要研究内容包括:具有吸附、转化二氧化碳能力的微生物筛选；微生物矿化形成碳酸盐胶凝材料的生物化学机制及性质；微生物碳酸盐胶凝材料胶结滨海淤质吹填土的效果、作用机理和表征方法。通过研究，确定微生物碳酸盐胶凝材料配方、制备工艺；揭示微生物碳酸盐胶凝材料对滨海淤质吹填土的作用机理和作用效果。由胶质芽孢杆菌菌液及其超声破碎溶矿化和沉积的碳酸钙主要是不规则的纳米颗粒。细黄链霉菌菌液及其超声破碎溶液矿化和沉积的碳酸钙主要为球形微粒结构。游离钙离子可通过微生物矿化和碳化作用将产生的碳酸钙沉淀到砂子之间的孔隙中，可将松散的砂颗粒胶结，并具有一定的力学性能。电石渣的最佳含量为10％，细黄链霉菌菌液的最佳喷洒次数为3次，此时的平均邵氏硬度为25.95HD。通过综合分析碳酸钙的晶体结构、形貌、尺寸和热性能，细黄链霉菌菌液矿化和沉积的碳酸钙有利于补砂。实验发现，细黄链霉菌粉末与氧化钙的最佳质量比为2:1。细菌粉末的最佳含量为干砂总质量的30％。经微生物矿化/碳化处理的钙质砂柱平均单轴抗压强度为3.67MPa。含有和无细黄链霉菌菌粉的土柱的内部结构分别是薄片和块状结构。当细黄链霉菌菌粉含量为30％时，土柱的抗压强度最高(2.29MPa)。当培养基溶液的pH值为9时，含有细黄链霉菌的土柱抗压强度高于其它组，尽管含有细黄链霉菌(15％的CaO)的土柱的渗透系数与无细黄链霉菌的土柱相近。生物水泥的其它应用。松散的沙漠沙和石英砂可以被微生物诱导沉积的磷酸铵镁固结成砂岩，并具有一定的力学性能。本项目有助于发展微生物矿化加固技术在海涂围垦区道路、市政设施和房屋建筑地基加固中应用，并为这些应用提供可靠的理论指导和技术支持。