微生物矿化抑制碱-硅酸反应的试验与机制探索

作     者：郑玉龙 林鸿儒 陆春华 王景全 

作者机构：江苏大学土木工程与力学学院 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52108147 51878319) 江苏省博士后科研资助计划(2020Z350) 江苏大学高级人才基金资助项目(20JDG19) 

主　　题：MICP 碱-硅酸反应 锦屏砂岩 力学性能 膨胀率 

摘      要：碱-硅酸反应(ASR)是混凝土中碱性孔隙溶液和骨料中反应性非结晶SiO2之间的反应，会导致混凝土膨胀和开裂，及力学性能下降。本研究基于巴氏芽孢杆菌微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术，采用不同处理次数及方式(表面处理潜在活性骨料及其制成的砂浆棒)，综合评价MICP对ASR的抑制规律与机制。结果表明，MICP处理可以在骨料及砂浆棒表面形成具有黏附作用的致密CaCO3层，从而阻止碱性离子和水的入侵，且抑制效果随处理次数的增多而变强；与对照组相比，处理砂浆棒时，力学性能最大提升了13.8%，膨胀率下降了35%；处理骨料时，由于表面CaCO3层可同时阻隔孔隙溶液中已有及外部入侵的碱性离子与水分，其力学性能提升了25.3%，膨胀率下降了59.6%，具有更好的抑制效果。微观结构和成分分析表明，经MICP处理后骨料表面Si和Na原子比例分别下降了69.6%和88.9%，表明ASR凝胶显著减少。