微生物水泥膠結砂體的界面及其對性能的影響.pdf

1、基于微生物誘導沉積礦化的微生物水泥能夠固結松散顆粒，且能耗低、污染少，在地基加固、揚塵治理等領域可以解決傳統(tǒng)材料的一些弊端，如生產能耗高、化學毒性大等，是一種新型的可持續(xù)發(fā)展的膠凝材料。目前，生物碳酸鈣水泥研究最為廣泛，但主要針對其制備與應用方面，而本課題通過篩選、培育出一種適合膠結用的磷酸鹽微生物，對特定底物作用并礦化沉積出生物磷酸鹽膠凝材料。同時從宏觀膠結性能、膠結界面性質以及膠結物質與顆粒間的微觀作用等方面對比了生物碳酸鹽水泥與生

2、物磷酸鹽水泥的差異，并進一步揭示了微生物水泥膠結作用的本質。本文的主要研究成果如下:
　　利用一種磷酸鹽礦化微生物，對特定底物作用并礦化合成出生物磷酸鹽沉積產物，分析表明產物為羥基磷灰石，微觀形貌呈納米球形顆粒的團聚體。通過溶液體系內生物磷酸鹽的沉積條件優(yōu)化研究，確定了生物磷酸鹽基本配方。
　　對比研究不同微生物水泥膠結砂體可知，在砂體強度相近的條件下，生物碳酸鈣膠結砂體滲透系數與孔隙率均明顯高于其它實驗組，而砂體內的膠結物

3、質含量卻低于其它實驗組，表明單位質量的生物碳酸鈣的強度要高于其它微生物水泥。同時，砂體內部微觀分析表明，各膠結物質的沉積量與沉積分布方式均存在明顯差異。
　　超聲振蕩脫粘實驗結果表明，生物碳酸鈣在玻璃片上沉積明顯，顆粒分布均勻且與玻璃片的界面結合作用較強，其余依次為生物鳥糞石、生物磷酸鋇以及化學碳酸鈣，而生物磷酸鈣沉積效果最差，劃痕實驗結果進一步驗證了上述規(guī)律。由界面結合強度與膠結物質沉積量的關系可知，單位質量的生物碳酸鈣的界面結