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西交利物浦大學(xué)利用細(xì)菌增強(qiáng)混凝土的抗凍融性
添加時(shí)間：2024-11-25 | 文章來源：盛天機(jī)械
混凝土具有成本低,、抗壓強(qiáng)度高、制造方便等特點(diǎn),，是建筑中最廣泛使用的材料之一,。然而，隨著城市化進(jìn)程加快,，諸如沙子,、碎石等用于與混凝土混合的天然骨料已供應(yīng)不足。盡管再生材料可以取代天然材料來生產(chǎn)再生粗骨料混凝土（RCAC）,，但它們可能會(huì)引起各種問題,。尤其在寒冷地區(qū)，日常的凍融循環(huán)會(huì)損壞混凝土,，造成安全問題,。在最近發(fā)表于《清潔生產(chǎn)雜志》（Journal of Cleaner Production）上的一篇論文中，西交利物浦大學(xué)土木工程系的研究人員將反硝化細(xì)菌加入到再生粗骨料（RCA）中,，增強(qiáng)了混凝土的強(qiáng)度和耐久性,。經(jīng)過處理的再生粗集料混凝土可以承受多達(dá) 225 次的凍融循環(huán)，比未經(jīng)處理的混凝土要多 75 次,，尤其適合在寒冷地區(qū)廣泛使用,。
傳統(tǒng)方法不可持續(xù)
論文的通訊作者 Chee Seong Chin 教授表示，改善混凝土抗凍融性的傳統(tǒng)方法從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看是不可持續(xù)的,?！皞鹘y(tǒng)方法包括降低水灰比、增加化學(xué)摻合物,，實(shí)質(zhì)上增加了化學(xué)物質(zhì)的使用,，會(huì)給可持續(xù)發(fā)展帶來不利影響?！?/span>“相比之下,，我們提出對(duì)環(huán)境友好的解決方案,，使用了反硝化細(xì)菌，這其中既不包含也不會(huì)產(chǎn)生有毒或污染性物質(zhì),。”他說,。更少的吸水率
Chin 教授表示,，要提高再生粗骨料混凝土的抗凍融性,，降低吸水率至關(guān)重要。在凍融循環(huán)中,，水會(huì)滲透到混凝土里,，并在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫，降低其耐久度,。這是因?yàn)樗Y(jié)冰時(shí)體積膨脹,，水越多，膨脹越大,，而膨脹越大,，損害就越大。“再生粗骨料結(jié)構(gòu)松散,，孔隙率高,，如果不經(jīng)過細(xì)菌處理就直接使用到混凝土中，勢(shì)必會(huì)增高吸水率,。而反硝化細(xì)菌可以堵住水進(jìn)入的孔隙,，有效地將混凝土內(nèi)部的自由水吸收量減少 33%。”他介紹,，這種方法能從外部阻斷吸水,，從而減少內(nèi)部的膨脹。更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)
Chin教授表示,，細(xì)菌還可以通過創(chuàng)造更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),，來提高混凝土抵抗水凍膨脹的能力?！霸偕止橇匣炷林械目紫稌?huì)被反硝化細(xì)菌產(chǎn)生的碳酸鈣晶體填滿,，更密集的結(jié)構(gòu)能降低冷凍水的膨脹效應(yīng)?！?/span>“我們的實(shí)驗(yàn)表明,，反硝化細(xì)菌可以將抗壓強(qiáng)度和拉伸劈裂強(qiáng)度分別提高 30.3%和 20.3%。此外,，細(xì)菌在生物礦化過程中會(huì)消耗掉多余的氫氧化鈣,，使混凝土更耐凍。通常來說,，骨料和水泥基體之間的氫氧化鈣對(duì)強(qiáng)度和耐久性會(huì)產(chǎn)生不利效果,。”