微生物诱导碳酸钙提高水泥基材料的早期力学性能及自修复效果

摘要

微生物诱导碳酸钙沉淀技术在土木工程材料领域应用日益广泛,近期研究表明该技术在自修复水泥基材料中具有广阔的应用前景.本实验采用一种能够矿化生产碳酸钙的固碳菌,将其与底物配制成自修复剂在水泥基成型阶段直接加入到基体中,对掺入后14 d内水泥基材料的力学性能和孔结构的发展进行探究.实验结果显示14 d后掺有微生物的水泥基材料的抗压、抗折强度均提高,孔结构更细化,通过DTA-TG和扫描电子显微镜发现水泥基材料表面及内部生成了方解石型碳酸钙晶体.此外,在标准养护7 d后制作宽度为0.1～0.2 mm的裂缝,模拟矿化环境探究修复效果.结果显示14 d后掺有微生物的试样即可实现接近100％的修复率,采用扫描电子显微镜和能谱仪检测发现裂缝内产生文石和方解石型的碳酸钙晶体.