一种混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法技术

本发明专利技术公开一种混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法，属于微生物材料技术领域。本发明专利技术采用混合菌对再生骨料进行处理，与环境适应能力更好，所生成的微生物碳酸钙可以对体系进行良好的填充，有效提升再生骨料的表观密度和堆积密度，同时降低吸水率和压碎指标；本发明专利技术采用的混合微生物方法再生骨料，具有高效、简化养护条件，经济环保等特点，形成的矿物性质稳定、耐久性强，过程中产生的二氧化碳可有效捕获利用，减缓温室效应，经济效益和社会效益显著。经济效益和社会效益显著。

【技术实现步骤摘要】
一种混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法


[0001]本专利技术属于微生物材料
，具体涉及一种混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的加速，大量的危房、旧房进行拆除重建，产生了大量废旧混凝土等建筑垃圾。当前建筑垃圾的排放不仅造成了大量土地资源的浪费，还对环境造成了二次污染。另一方面，混凝土行业对砂石等骨料的需求日益增加，天然砂石的消耗及开采对生态环境的影响也是一个亟待解决的问题。因此，如何使建筑垃圾作为再生骨料利用成为当前关注的热点问题之一。
[0003]建筑固废破碎后直接作为再生骨料使用，常存在孔隙率大、吸水率高、强度低等缺点，导致其所制备的再生混凝土强度较低、耐久性较差。因此，再生骨料在混凝土中的有效利用受到了限制。为此，研究者们对再生骨料改性开展了系统性的研究，以期实现资源的再利用。
[0004]再生骨料的强化手段可分为去除黏附砂浆和强化黏附砂浆两类方法，去除黏附砂浆强化手段主要包括酸处理强化、机械研磨处理强化、热处理强化、热研磨处理强化、物理自净强化等方法，相比于强化黏附砂浆方法，去除黏附砂浆存在能耗大、强化不全面等缺陷。强化黏附砂浆主要包括微生物矿化强化、碳化处理强化、矿物掺合料改性强化和聚合物浸渍强化等方法，微生物矿化强化再生骨料效果最为显著，该方法主要是利用微生物矿化现象产生碳酸钙沉淀对孔隙进行填充，具有无污染和能耗低的特点，近年来得到了深入的研究。
[0005]CN110398538A公开了一种科氏芽孢杆菌矿化沉积对再生混凝土抗压强度影响的研究方法，其方法过程包括：骨料预处理
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浸料
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制备再生混凝土试件
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波速测定
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强度与声发射参数测试
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参数分析，本方法适用微生物改性的再生混凝土，通过设计不同pH条件下科氏芽孢菌菌液处理再生骨料，对钙离子浓度的测定反映科氏芽孢杆菌矿化沉积的程度，同时测定再生混凝土试件抗压强度和损伤特征。
[0006]CN105837075A公开了一种利用微生物沉积碳酸钙强化再生混凝土沙的方法，包括以下步骤：配制微生物培养基，通过滴加NaOH溶液调节PH值至7
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9，灭菌并冷却到室温后接种巴氏生孢八叠球菌，同时加入尿素溶液，在25
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37℃温度下振荡培养；向细菌培养液中加入再生混凝土沙，继续振荡培养；加入尿素、钙源混合溶液，混合均匀，振荡，结束后取出再生骨料；在边加热边搅拌状态下干燥再生骨料。与未强化的再生骨料相比，该专利技术得到的再生沙，压碎值可降低近60％，吸水率降低近50％。
[0007]然而目前的用于骨料增强处理的矿化微生物为单一类型的微生物，而纯菌矿化过程需要适宜的环境条件，其抵御环境变化的鲁棒性不足。且整个工艺操作复杂，过程繁琐，处理成本较高，在实际生产中，很难得到有效的应用。故寻求一种高强度、低吸水率、性能稳定的高品质再生骨料制备方法迫在眉睫。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中存在的问题，利用微生物技术实现再生粗骨料强化和固碳的双重目的，提出一种高品质再生粗骨料的稳定制备方法，此方法成本低、效果显著、环境友好，不会产生二次污染。
[0009]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0010]一种混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法，包括以下制备步骤：
[0011]A.将阿氏芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌分别接种至培养基中培养，控制pH为7
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8，于30
‑
32℃下振荡培养24h，在4℃下经6000
‑
8000rpm高速离心15min后，除去上层培养基营养物质后加去离子水，制备菌体浓度为106～107个/mL的浓缩菌液，后将两种浓缩菌液按照体积比1:1混合，得混合浓缩菌液；
[0012]B.将再生骨料加入混合浓缩菌液和水，进行浸泡处理，浸泡完成后，将再生骨料置于相对湿度(70％
±
3％)，CO2压力下养护4
‑
6h后，得到混合芽孢杆菌强化再生骨料。
[0013]进一步的，所述阿氏芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC 1.16121，购自CGMCC中国普通微生物菌种保藏管理中心，原始保藏时间2017年3月20日。多粘类芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC 1.15984，购自CGMCC中国普通微生物菌种保藏管理中心，原始保藏时间2016年11月30日。地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
[0014]进一步的，步骤A中，培养基使用前灭菌，培养基组成为：每升培养基含有蛋白胨7g、牛肉浸取物6g，NaCl7g、琼脂18g、MgSO40.7g，余量为水。
[0015]进一步的，步骤B中，再生骨料、混合浓缩菌液、水的用量比为100g：10
‑
40ml：100g。
[0016]进一步的，步骤B中，浸泡温度为30℃，浸泡时间为2
‑
24h。
[0017]进一步的，步骤B中，CO2养护压力为0.3MPa。
[0018]本专利技术复配两种芽孢杆菌对再生骨料进行浸泡处理，两种芽孢杆菌协同作用，可产生大量高活性的碳酸酐酶，在再生骨料表面、缺陷中沉积碳酸钙，形成晶体保护层，阻止水和其它有害介质进入，降低吸水率，提高强度；所形成的微生物碳酸钙与水泥材料有良好的相容性，可以改善再生混凝土界面过渡区性能，从而提高再生混凝土力学性能和耐久性。同时所形成的碳酸钙沉积可对界面过渡区可能出现的裂缝、孔隙进行修补、填充再生骨料的表观密度、堆积密度增加；吸水率、压碎指标降低。后续在一定二氧化碳压力养护条件下，转化CO2为碳酸根，与体系中的阳离子生成稳定碳酸盐，提升体系稳定性。
[0019]有益效果
[0020]1.本专利技术采用混合菌对再生骨料进行处理，与环境适应能力更好，所生成的微生物碳酸钙可以对体系进行良好的填充，有效提升再生骨料的表观密度和堆积密度，同时降低吸水率和压碎指标；
[0021]2.本专利技术采用的混合微生物方法，具有高效、简化养护条件，经济环保等特点，形成的矿物性质稳定、耐久性强，过程中产生的二氧化碳可有效捕获利用，减缓温室效应，经济效益和社会效益显著。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明，但不限于此。
[0023]实施例1
[0024]一种混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法，包括以下制备步骤：
[0025]A.将阿氏芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌分别接种至培养基中培养，控制pH为7
‑
8，于30
‑
32℃下振荡培养24h，在4℃下经6000rpm高速离心15min后，除去上层培养基营养物质后加去离子水，制备菌体浓度为106～107个/mL的浓缩菌液，后将两种浓缩菌液按照体积比1:1混合，得混合浓缩菌液；
[0026]B.将再生骨料加入混合浓缩菌液和水，进行浸泡处理，浸泡完成后，将再生骨料置于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：A.将阿氏芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌分别接种至培养基中培养，控制pH为7
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8，于30
‑
32℃下振荡培养24h，在4℃下经6000
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8000rpm高速离心15min后，除去上层培养基营养物质后加去离子水，制备菌体浓度为106～107个/mL的浓缩菌液，后将两种浓缩菌液按照体积比1:1混合，得混合浓缩菌液；B.将再生骨料加入混合浓缩菌液和水，进行浸泡处理，浸泡完成后，将再生骨料置于相对湿度(70％
±
3％)，CO2压力下养护4
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6h后，得到混合芽孢杆菌强化再生骨料。2.根据权利要求1所述混合芽孢杆菌强化再生骨料的方法，其特征在于，所述阿氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊海赫，鲁江，张辉，赵伟，秦尤敏，李耀，冯恩娟，赵洪义，管学茂，王凯，王生辉，朱德帅，
申请(专利权)人：临沂海螺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：