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水泥基材料中Ca^(2+)对矿化微生物的碳酸酐酶产量、活性和矿化的影响 被引量：1
1
作者 张俊杰 陈燕强 钱春香 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期131-136,共6页
本工作针对一种适用于水泥基材料的耐碱矿化微生物,研究了水泥基材料中Ca^(2+)浓度变化(0~5 mmol/L)对矿化微生物的产酶量、碳酸酐酶活性以及诱导CaCO_(3)矿化能力的影响。对分离纯化不同Ca^(2+)浓度菌液中的碳酸酐酶进行酶产量测定,并... 本工作针对一种适用于水泥基材料的耐碱矿化微生物,研究了水泥基材料中Ca^(2+)浓度变化(0~5 mmol/L)对矿化微生物的产酶量、碳酸酐酶活性以及诱导CaCO_(3)矿化能力的影响。对分离纯化不同Ca^(2+)浓度菌液中的碳酸酐酶进行酶产量测定,并通过测定矿化微生物的细菌生长曲线和单菌产酶量分析Ca^(2+)浓度对其的影响机理;基于酯酶法测定不同Ca^(2+)浓度下碳酸酐酶的活性,并利用FTIR测定官能团,分析二级结构变化和氢键变化,进而得到Ca^(2+)浓度对碳酸酐酶活性的影响机理;最后基于热重分析不同Ca^(2+)浓度溶液中矿化微生物的诱导矿化能力,并测定矿化产物晶形。试验结果表明,当Ca^(2+)浓度为2.5 mmol/L时,矿化微生物生长增殖最快,单菌产酶量最高,因此整体酶产量最高;碳酸酐酶活性在Ca^(2+)浓度为5 mmol/L时达到最大值,但Ca^(2+)会破坏碳酸酐酶结构的有序性;当Ca^(2+)浓度为5 mmol/L时,矿化微生物的诱导矿化能力最强,矿化3 d后Ca(OH)_(2)向CaCO_(3)的转化率达到82.67%,且得到的CaCO_(3)晶体形貌主要为球状或椭圆状。 展开更多
关键词 矿化微生物 碳酸酐酶 酶产量 酶活性 诱导矿化
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矿化微生物对赤泥基碱激发胶凝材料性能的增强研究 被引量：6
2
作者 张兴武 刘鹏 程钰 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期9-15,共7页
通过微生物矿化技术提升赤泥的碱激发反应,研究了矿化微生物用量、Ca(OH)_(2)用量和尿素浓度对赤泥基碱激发胶凝材料强度的影响;通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析了矿化微生物作用下碱激发胶凝材料的物相变化与微观形貌,并对... 通过微生物矿化技术提升赤泥的碱激发反应,研究了矿化微生物用量、Ca(OH)_(2)用量和尿素浓度对赤泥基碱激发胶凝材料强度的影响;通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析了矿化微生物作用下碱激发胶凝材料的物相变化与微观形貌,并对矿化微生物改性赤泥基碱激发胶凝材料机理进行分析.结果表明:微生物矿化作用可以促进赤泥的碱激发反应,生成更多的胶凝物质,增加体系密实度,从而提高赤泥基碱激发胶凝材料的强度;赤泥基碱激发胶凝材料的强度随矿化微生物用量、尿素浓度及养护龄期的增加而增大;当加入1.5 mol/L尿素和75 mL矿化微生物时,赤泥强度增加最为显著,相较仅加入等量Ca(OH)_(2)的工况,提升幅度可达85.7%;与此同时,微生物矿化作用还显著加快了胶凝材料强度的增长速率,有利于胶凝材料早期强度的形成. 展开更多
关键词 赤泥 碱激发 微生物矿化 道路工程 微观结构
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核磁共振作用下微生物矿化风沙土材料的微观孔隙
3
作者 高瑜 邢家伟 +2 位作者 王晓荣 韩红伟 樊促遥 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2066-2073,共8页
为探究微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcite precipitation,MICP)技术矿化改良风沙土材料的耐久性,采用0.08%高分子吸水树脂(MICP+A)和0.37%黄原胶(MICP+B)对传统MICP材料改良。通过核磁共振技术对不同周期的高低温循环... 为探究微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcite precipitation,MICP)技术矿化改良风沙土材料的耐久性,采用0.08%高分子吸水树脂(MICP+A)和0.37%黄原胶(MICP+B)对传统MICP材料改良。通过核磁共振技术对不同周期的高低温循环和紫外照射两种环境下的微观结构进行研究,考察矿化风沙土材料的耐久性。结果表明,MICP+A材料和MICP+B材料孔隙度均随循环周期的增加而上升;在20个周期的高低温循环试验和15个周期的紫外线照射试验,MICP+A材料均表现出良好的耐久性,与传统MICP材料相比孔隙度增量分别下降约1.8倍和1.1倍;在高低温循环和紫外线照射下,碳酸钙晶体结构发生改变,土体的中等粒径孔隙占比增加,使3种材料的T_2谱第2个峰均高于试验前的峰值。试验表明高分子吸水树脂能够提高传统MICP试件的耐久性能,此研究为微生物矿化岩土材料在沙漠地区治理的工程应用提供基础实验依据。 展开更多
关键词 生物岩土 微生物矿化风沙土材料 MICP 核磁共振实验 高低温循环 紫外照射试验
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混凝土梁受弯裂缝的微生物矿化修复及其抗氯盐侵蚀性能试验
4
作者 陆春华 张虹宇 +1 位作者 张云舒 郑玉龙 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期337-343,372,共8页
为研究微生物矿化技术对混凝土梁中荷载裂缝的修复效果,提出用扩散方式对持载和卸载工况下开裂梁的竖向受弯裂缝进行微生物矿化修复,并借助氯盐侵蚀试验对裂缝修复效果进行评价.研究结果表明:在微生物矿化修复过程中,竖向受弯裂缝内生... 为研究微生物矿化技术对混凝土梁中荷载裂缝的修复效果,提出用扩散方式对持载和卸载工况下开裂梁的竖向受弯裂缝进行微生物矿化修复,并借助氯盐侵蚀试验对裂缝修复效果进行评价.研究结果表明:在微生物矿化修复过程中,竖向受弯裂缝内生成的碳酸钙均因受重力作用而产生自下而上的堆积,直至完成裂缝修复;经修复的裂缝截面在相同深度处的氯离子质量分数明显小于未修复的裂缝截面;持载工况下,修复后平均裂缝宽度小于0.120 mm的开裂梁的抗氯盐侵蚀长期性能提升系数在74.95%以上;相同裂缝宽度范围内,与持载工况相比,卸载工况下进行裂缝修复后的抗氯盐侵蚀长期性能提升系数提高15%左右. 展开更多
关键词 混凝土梁 受弯裂缝 微生物矿化修复 氯盐侵蚀 修复效果
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三氯化铁对砂土微生物矿化的强化作用试验研究
5
作者 卫仁杰 唐彤芝 +3 位作者 彭劼 李亮亮 商志阳 蒋钊 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期948-957,共10页
微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种十分有前景的土体改良技术,然而基于MICP处理土体方法的缺点是只有通过多次胶结液处理才能达到预期的改善效果。为提升微生物矿化处理土体的效率,在胶结液中加入少量(1~30 mmol/L)三氯化铁,开展溶液试... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种十分有前景的土体改良技术,然而基于MICP处理土体方法的缺点是只有通过多次胶结液处理才能达到预期的改善效果。为提升微生物矿化处理土体的效率,在胶结液中加入少量(1~30 mmol/L)三氯化铁,开展溶液试验和砂柱试验,通过碳酸钙生成情况、无侧限抗压强度和渗透系数评估其强化效果。研究结果表明:①三氯化铁能改变溶液试验中MICP碳酸钙的形态和大小。②胶结液中加入三氯化铁,在灌注5次的情况下可使砂柱无侧限抗压强度最高可达1617.9 kPa,较常规MICP处理砂柱提升10.4倍,渗透系数较未处理砂降低两个数量级。③三氯化铁没有增加砂土中MICP碳酸钙数量,但是改变了碳酸钙在砂土中的分布模式,从而提高砂土的强度,协同MICP降低砂土渗透系数。 展开更多
关键词 微生物矿化 三氯化铁 碳酸钙 无侧限抗压强度 渗透系数
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采煤塌陷区微生物矿化联合植被固土研究
6
作者 高颖 李涛 +3 位作者 郑恺丹 范立民 白如鸿 孙强 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期534-546,共13页
生态脆弱矿区煤炭开采浅表地质环境持续劣化,为了控制塌陷区土体失稳和水土流失,开展采煤塌陷区微生物矿化联合植被固土试验研究。以生态脆弱的榆树湾煤矿20107工作面为研究背景,在采煤沉陷、地裂缝及采动土壤理化观测的基础上,开展了MI... 生态脆弱矿区煤炭开采浅表地质环境持续劣化,为了控制塌陷区土体失稳和水土流失,开展采煤塌陷区微生物矿化联合植被固土试验研究。以生态脆弱的榆树湾煤矿20107工作面为研究背景,在采煤沉陷、地裂缝及采动土壤理化观测的基础上,开展了MICP(Microbial Induced Carbonate Precipitation,微生物矿化)对植被影响试验研究,重点测试了MICP固化对植被长势、土壤养分及植被根系长势的影响;开展了MICP联合植被根系对采矿扰动土体剪切强度的影响试验,重点测试了不同根系长度、根系掺入量及菌胶比对土体剪切强度的影响;结合不同工况MICP固化土体扫描电镜观测和MICP碳酸钙产量测试成果,阐释了不同工况塌陷区土体复合固化差异性规律。结果表明:①采煤对土壤含水率影响最显著,采煤剧烈扰动区(D1)较采煤轻微扰动区(D0)含水率下降7.7%,土壤pH影响不明显,土壤有机质、全氮、有效磷及速效钾质量分数从大到小依次为D0、D2(一般扰动裂缝带区)、D3(一般扰动非裂缝带区)、D1;②MICP对植被生长作用分为2个阶段:1~2周,MICP起到了抑制植被生长的作用,未MICP固化较固化植被平均高度大7.4%~47.7%;3~4周,MICP起到了促进植被生长的作用,未MICP固化较固化植被平均高度小23.7%~32.3%;植被根系长势和土壤理化指标验证了MICP对植被的整体促进作用;③根系加入但未MICP固化时,土体黏聚力和内摩擦角分别提升42.1%和10.6%,根系加入且MICP固化时,土体黏聚力和内摩擦角分别提升62.3%和19.4%。两者联合固化的最优参数为:根系长度5~10 cm、根系掺入比0.8%,菌胶比1∶1.5。④MICP固化过程中碳酸钙产量D1>D2>D3,说明采煤扰动越剧烈,MICP介入固化程度越高。为生态脆弱矿区采煤塌陷区固土工程提供了试验参考。 展开更多
关键词 生态脆弱矿区 采煤塌陷区 微生物矿化 植被修复 土体固化
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黄土边坡微生物矿化加固及植被恢复试验
7
作者 雷磊 王良 +5 位作者 樊成虎 刘子瑞 宋洋 薛倩楠 田堪良 段金贵 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期227-234,242,共9页
[目的]研究黄土边坡微生物矿化加固及植被恢复,为黄土边坡的加固及坡面土壤侵蚀防治提供新方法和新技术。[方法]采用微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcite Precipitation,MICP)技术对黄土边坡进行矿化加固处理,并在固化黄... [目的]研究黄土边坡微生物矿化加固及植被恢复,为黄土边坡的加固及坡面土壤侵蚀防治提供新方法和新技术。[方法]采用微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcite Precipitation,MICP)技术对黄土边坡进行矿化加固处理,并在固化黄土边坡上进行植被恢复,利用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜,从微观角度探究MICP技术对黄土边坡矿化加固的作用机制,并统计分析了固化黄土边坡的植被恢复效果。[结果]采用MICP技术对黄土边坡进行固化处理后,在坡面上生成的固化层将松散且相邻的土壤颗粒胶结在一起,使黄土坡面形成一个整体,固化层最大厚度为0.23 cm,平均厚度为0.21 cm;固化黄土边坡恢复植被后第60天,A1,A2,B1,B2,A1B1,A2B2各区域内植被成活率比A0,B0,A0B0各区域分别显著提高26.66%,20%,37.5%,25%,33.33%,25%(p<0.05),第60天后,各区域内植被的成活率均差异显著,而且固化后加保水剂的A1,B1,A1B1各区域内植被的成活率最高;固化后加保水剂的B1和A1B1区域内紫穗槐高度和地径的生长变化量最大,且固化后加保水剂的A1,B1,A1B1各区域内麦冬草和紫穗槐的生长状况最好。[结论]采用MIC技术可以有效固化黄土坡面,与植被恢复技术相结合,既能防治土壤侵蚀,又能恢复生态环境。这种综合防治措施为黄土边坡水土流失防治与生态修复提供了良好的技术支持。 展开更多
关键词 黄土边坡 微生物矿化 加固技术 植被恢复 边坡防护
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微生物矿化反应原理、沉积与破坏机制及理论:研究进展与挑战 被引量：13
8
作者 刘汉龙 赵常 肖杨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1347-1358,共12页
微生物矿化作为地质演变及碳氮循环不可或缺的一环,给岩土、水利及环境等领域带来了新的机遇和挑战,其衍生而来的以MICP为代表的微生物岩土技术已成为环境岩土工程最具革新性的技术领域之一。近20年来,微生物岩土技术从概念验证阶段到... 微生物矿化作为地质演变及碳氮循环不可或缺的一环,给岩土、水利及环境等领域带来了新的机遇和挑战,其衍生而来的以MICP为代表的微生物岩土技术已成为环境岩土工程最具革新性的技术领域之一。近20年来,微生物岩土技术从概念验证阶段到相关领域技术示范已取得了重要进展。为推进对该领域更加深入的基础认识与研究,本文系统回顾了MICP技术并针对以下3部分进行了重点阐述:脲酶菌成矿作用的生物化学原理、微生物加固土的沉积模式及加固体破坏机理、涉及生物-化学-水力-力学等多物理场耦合作用下的微生物矿化反应理论。此外,还总结了微生物岩土技术目前亟待解决的问题与挑战,对潜在的研究热点与应用前景进行了探讨和展望。 展开更多
关键词 微生物矿化 成核结晶 沉积模式 胶结破坏 多物理场耦合
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微生物施氏矿物的结构调控和环境应用进展
9
作者 王雅博 刘星宇 +2 位作者 李义隆 张永奎 王旭倩 《现代化工》 北大核心 2025年第3期19-23,共5页
综述了微生物生长代谢过程优化、外源添加物以及后处理过程对生物施氏矿物结构的影响,以及由此引发的环境应用性能提升,建立了施氏矿物材料和典型环境应用之间的构效关系,并对微生物矿化合成施氏矿物及其应用的前景做了展望。
关键词 微生物矿化 嗜酸性氧化亚铁硫杆菌 施氏矿物 结构调控
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液滴微流控芯片系统研发与微生物矿化机理研究 被引量：1
10
作者 张瑾璇 刘汉龙 肖杨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1236-1245,共10页
微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种基于生物矿化作用的新型土体加固和修复技术。由于生物反应过程复杂,结晶影响因素多,MICP矿化机理目前还不明确。MICP微流控系统能够对微细尺度下的微生物矿化沉积规律进行可视化研究,但观测晶体... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种基于生物矿化作用的新型土体加固和修复技术。由于生物反应过程复杂,结晶影响因素多,MICP矿化机理目前还不明确。MICP微流控系统能够对微细尺度下的微生物矿化沉积规律进行可视化研究,但观测晶体生长尺度仍较大。设计了一种液滴微流控芯片,通过调控不相溶两相流体的流速,生成了直径约450μm的扁球体弹状流液滴作为MICP微反应器,从而搭建了精度更高的微生物矿化液滴微流控芯片系统。通过该系统观测表明:碳酸钙结晶点周围的细菌分布均无变化,随着反应进行,晶体尺寸逐渐扩大,形貌不变;在晶体生长过程中,部分细菌吸附到晶体表面,但晶体周围无明显的细菌聚集现象。此外,采用扫描电镜进一步观测到碳酸钙表面细菌吸附部位存在孔洞。液滴微流控芯片系统为微生物矿化提供了一个精细的微米尺度反应器,为探究MICP成核机理提供了一种有效的分析方法。 展开更多
关键词 液滴微流控 微流控芯片 MICP 碳酸钙 微生物矿化
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微生物矿化对黏土渗透性影响的试验研究
11
作者 王修铭 陈群 +3 位作者 陈秀吉 张利民 周成 万里 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期29-36,共8页
为探究矿化对黏土渗透性的影响,采用球形赖氨酸芽孢杆菌属kp-22菌诱导矿化处理黏土,测定了碳酸盐生成率,研究了矿化处理后黏土的渗透性,系统分析了渗透系数随菌液OD600值、胶结液浓度和土中镉含量变化的规律,探讨了各因素对渗透系数的... 为探究矿化对黏土渗透性的影响,采用球形赖氨酸芽孢杆菌属kp-22菌诱导矿化处理黏土,测定了碳酸盐生成率,研究了矿化处理后黏土的渗透性,系统分析了渗透系数随菌液OD600值、胶结液浓度和土中镉含量变化的规律,探讨了各因素对渗透系数的影响规律及机理,建立了考虑菌液OD600值和胶结液浓度影响的矿化后黏土渗透系数的经验公式。结果表明:矿化后的土样中生成了碳酸盐颗粒,填充了部分土体孔隙,渗透系数最多可降低约一个数量级;随着菌液OD600值的增大,矿化后黏土的碳酸盐生成率先升高后逐渐稳定,而土样的渗透系数先减小后趋于平稳,当菌液OD600值大于0.9时,碳酸盐生成率和渗透系数都变化很小;随着胶结液浓度增大,碳酸盐生成率先升高后下降,而渗透系数先减小后增大,当胶结液浓度为0.8 mol/L时,黏土的渗透系数最小;随着土中镉含量的增大,矿化反应受到抑制,渗透系数逐渐增大;矿化后黏土的渗透系数与碳酸盐生成率负相关,两者满足线性关系;所建立的矿化后黏土渗透系数经验公式计算值与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 微生物矿化 黏土 渗透性 菌液OD600值 胶结液浓度
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基于生物矿化的土凝岩固化全掺再生骨料混凝土抗冻耐久性能与微观机理研究
12
作者 董超 刘作为 +5 位作者 王佳斌 马亚 袁朔 李新胜 刘文君 高建 《混凝土》 北大核心 2025年第4期17-22,共6页
再生骨料由于裂缝多和吸水率高等缺陷,因而,骨料与水泥砂浆结合的界面过渡区成为薄弱区域,全掺再生骨料混凝土的抗冻耐久性能差,难以应用于寒区工程。为提升再生骨料混凝土抗冻耐久性能并同时实现降碳、节能效益,采用巴氏芽孢杆菌对再... 再生骨料由于裂缝多和吸水率高等缺陷,因而,骨料与水泥砂浆结合的界面过渡区成为薄弱区域,全掺再生骨料混凝土的抗冻耐久性能差,难以应用于寒区工程。为提升再生骨料混凝土抗冻耐久性能并同时实现降碳、节能效益,采用巴氏芽孢杆菌对再生骨料进行矿化改性处理,将土凝岩作为胶凝材料固化全掺再生骨料制备混凝土,对再生骨料混凝土进行冻融循环试验和微观试验研究。研究表明:经过微生物矿化处理后再生骨料的表观密度提升了3.5%、吸水率降低了20.4%、压碎指标降低了17.6%,SEM-EDS试验分析表明矿化后再生骨料表面产生大量碳酸钙且对裂缝和孔隙进行了修补。微生物矿化改性后土凝岩固化全掺再生骨料混凝土的质量损失率优于水泥再生骨料混凝土,土凝岩固化全掺再生骨料混凝土的相对动弹性模量比和抗压强度分别比未处理的土凝岩再生骨料混凝土提升了11.6%、72.3%,土凝岩固化全掺再生骨料混凝土抗冻性提升显著。 展开更多
关键词 冻融循环 土凝岩 微生物矿化 再生骨料混凝土
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微生物矿化碳酸钙改良土体的进展、展望与工程应用技术设计 被引量：41
13
作者 李明东 Lin Li +1 位作者 张振东 李驰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期80-87,共8页
利用微生物矿化碳酸钙(Microbial Induced Calcium carbonate Precipitation,简称MICP)沉积出具有胶结功能的碳酸钙,填充土内孔隙、胶结土颗粒,能够提高土体强度、降低渗透性,具有很好的土体改良作用,在微生物注浆、加固土坝、防风固砂... 利用微生物矿化碳酸钙(Microbial Induced Calcium carbonate Precipitation,简称MICP)沉积出具有胶结功能的碳酸钙,填充土内孔隙、胶结土颗粒,能够提高土体强度、降低渗透性,具有很好的土体改良作用,在微生物注浆、加固土坝、防风固砂、库底防渗、坝体防渗、污染土壤(地下水)修复等方面具有工程应用前景。对MICP土体改良研究进行了总结、分析和展望:利用MICP技术能够将砂土的无侧限抗压强度提高到20MPa以上,渗透系数降低到处理前的1%,剪切波速提高4倍,能够胜任岩土工程任务;认为下一步应重点对处理效果的均匀性、适用的地基土范围、处理土的全面性能开展系统研究,如耐久性、动力性能和防腐性能等。MICP技术已经在砂砾体稳定、地下室堵漏中得到了少量应用,工程应用施工技术是MICP应用的瓶颈。对MICP在岩土工程领域应用的施工技术进行了设计,包括地基加固、液化地基改良、污染土壤(地下水)修复、坝体防渗堵漏和加固砂桩,以推动MICP技术的实际工程应用为盼。 展开更多
关键词 微生物矿化 MICP 土体改良 施工技术
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微生物矿化成因的铁硫酸盐矿物表面特征初探 被引量：23
14
作者 陆现彩 陆建军 +4 位作者 朱长见 刘显东 王汝成 李奇 徐兆文 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期194-198,共5页
研究表明,生物-矿物相互作用是地球表层系统演化的重要地质营力之一。微生物与矿物岩石之间进行着活跃的物质交换,微生物通过营造微观地球化学环境和提供吸附、成核中心影响着矿物的溶解和结晶,其中生物-矿物界面是物质交换和化学反应... 研究表明,生物-矿物相互作用是地球表层系统演化的重要地质营力之一。微生物与矿物岩石之间进行着活跃的物质交换,微生物通过营造微观地球化学环境和提供吸附、成核中心影响着矿物的溶解和结晶,其中生物-矿物界面是物质交换和化学反应最为活跃的场所,矿物表界面记录着丰富的微生物作用信息。在综述前人微生物-矿物相互作用界面研究的基础上,利用气体吸附技术,对比分析了微生物矿化成因和无机合成含水铁硫酸盐矿物的表面积、表面分形和表面吸附能特征,初步讨论了微生物矿化成因铁硫酸盐矿物的表面特征和控制机理。 展开更多
关键词 微生物矿化 表界面特征 黄钾铁矾 Schwertmanite 气体探针技术
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基于微生物矿化沉积的裂缝自修复混凝土抗压强度试验研究 被引量：16
15
作者 周梦君 张家广 +2 位作者 李珠 冯涛 赵林 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第3期35-39,共5页
混凝土结构构件容易发生开裂,裂缝的存在会影响其整体性和耐久性。以科氏芽孢杆菌为裂缝修复剂,以表面为开放孔的膨胀珍珠岩作为修复剂的载体,研制出一种基于微生物矿化沉积的裂缝自修复混凝土。为了保证该混凝土既具备良好裂缝自修复能... 混凝土结构构件容易发生开裂,裂缝的存在会影响其整体性和耐久性。以科氏芽孢杆菌为裂缝修复剂,以表面为开放孔的膨胀珍珠岩作为修复剂的载体,研制出一种基于微生物矿化沉积的裂缝自修复混凝土。为了保证该混凝土既具备良好裂缝自修复能力,又具有足够的基本力学性能,考察了膨胀珍珠岩载体(以下简称CEP)掺量对裂缝自修复混凝土抗压强度的影响,并考察了硅灰掺量对混凝土抗压强度的提高程度。试验结果表明,CEP掺量对裂缝自修复混凝土抗压强度影响显著,当CEP掺量占混凝土体积比为0~75%时,混凝土抗压强度随着CEP掺量的增加而降低;当掺量为75%时,混凝土抗压强度相比0掺量时降低了53%。随着硅灰掺量的增大,混凝土抗压强度呈增长趋势;硅灰的最优掺量为7%,相比0掺量时混凝土抗压强度增加了9.3%。 展开更多
关键词 混凝土 裂缝自修复 微生物矿化沉积 抗压强度 膨胀珍珠岩 硅灰
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盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究 被引量：9
16
作者 高瑜 姚德 +1 位作者 秦骁 李驰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期787-794,共8页
基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。... 基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。结果表明:随着冻融周期增加,在4种冻融液中矿化材料均伴随剥落现象,无侧限抗压强度均呈逐渐减小趋势,质量的损失和饱和含水率的增加严重影响了材料的抗冻性能,且在5%Na2SO4溶液中矿化材料的粉化速度较快,质量损失最大,劣化速度最快,NMR图谱中弛豫时间大于200ms的未冻水含量在冻融过程变化最大,是造成样本质量的损失和强度的破坏的主要原因;在去离子水溶液中样本的抗冻能力也较弱,次于Na2SO4溶液;在3%NaCl溶液和混合溶液中由于NaCl的存在降低材料的凝固点,使得材料的抗冻能力延长,此研究为微生物矿化岩土材料在寒冷地区的工程应用提供基础实验依据。 展开更多
关键词 生物岩土工程 微生物矿化岩土材料 盐蚀 冻融循环 MICP 核磁共振
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菱锰矿的微生物矿化实验研究 被引量：3
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作者 陈笑夜 陆现彩 +2 位作者 刘欢 李娟 朱翔宇 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期673-680,共8页
菱锰矿是沉积锰矿的主要矿石矿物类型,有研究表明生物作用有助于菱锰矿的形成和沉积.本文从栖霞山石炭系含锰沉积风化产物中分离获得两株芽孢杆菌属细菌,在使用PCR技术鉴定菌种的基础上,通过模拟实验研究了该菌在含Mn2+溶液中促进锰矿... 菱锰矿是沉积锰矿的主要矿石矿物类型,有研究表明生物作用有助于菱锰矿的形成和沉积.本文从栖霞山石炭系含锰沉积风化产物中分离获得两株芽孢杆菌属细菌,在使用PCR技术鉴定菌种的基础上,通过模拟实验研究了该菌在含Mn2+溶液中促进锰矿物沉淀的现象.利用X射线衍射分析、扫描电子显微镜和X射线吸收精细光谱等分析方法,研究了细菌参与下形成的富锰沉淀的矿物物相组成.实验结果表明,细菌显著促进了菱锰矿的沉淀,在此基础上进一步探讨了细菌在锰矿化过程中的贡献.本项实验丰富了富锰沉积的微生物成因研究. 展开更多
关键词 菱锰矿 微生物矿化 次生矿物 栖霞山
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基于脲酶诱导碳酸钙沉积的微生物矿化技术在分散性土改良中应用的试验研究 被引量：27
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作者 李驰 史冠宇 +2 位作者 武慧敏 王翠艳 高瑜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期333-342,共10页
将基于脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)的微生物矿化技术运用于分散性土的改良。以内蒙古呼伦贝尔某水库工程的筑坝土料作为岩土基质,通过针孔试验、双密度计试验和碎块试验,对微生物矿化改良前后的土样进行分散性试验鉴定和评价。试验结果显... 将基于脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)的微生物矿化技术运用于分散性土的改良。以内蒙古呼伦贝尔某水库工程的筑坝土料作为岩土基质,通过针孔试验、双密度计试验和碎块试验,对微生物矿化改良前后的土样进行分散性试验鉴定和评价。试验结果显示,经过微生物矿化改良后的土样抗分散能力明显增强,特别是以脲酶溶液制备的微生物改性剂,改良后土样在针孔试验中经历了50、180、380 mm以及1020 mm的水头后,流出水始终保持清澈透明的状态,且出水口平整;针孔尺寸保持不变,收集针孔试验后的土样进行碎块试验,未出现胶粒的分散状况。双密度计试验中测得经脲酶溶液改良后土样的分散度低于30%,较原土样的分散度降低约50%,土样由分散性转变为非分散性;经微生物菌液改良后土样的分散度为41.1%,较原土样的分散度降低22%,土样由分散性转变为过渡性。以脲酶溶液制备的微生物改性剂,在粒径细小的黏性土中发挥矿化作用更加充分,就分散性土的改良和提高抗分散能力而言,优于以微生物菌液制备的微生物改性剂。首次将脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)技术应用于分散性土的改良,这是绿色微生物矿化技术与水利筑坝材料改良相结合的创新,在筑坝填料分散性土的改良中有着良好的应用前景。 展开更多
关键词 微生物矿化技术 脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)技术 分散性土 脲酶 针孔试验 分散度
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沙漠微生物矿化覆膜及其稳定性的现场试验研究 被引量：54
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作者 李驰 王硕 +2 位作者 王燕星 高瑜 斯日古楞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1291-1298,共8页
将微生物诱导矿化技术应用于原位沙漠覆膜的形成,使得流动沙丘经结皮固定而成为半固定、固定沙丘,从根本上阻断沙尘暴的源头。在内蒙古乌兰布和沙漠腹地选择两个微生物矿化试验区域(TP1和TP3),分别用于两种不同矿化菌种诱导生成碳酸钙... 将微生物诱导矿化技术应用于原位沙漠覆膜的形成,使得流动沙丘经结皮固定而成为半固定、固定沙丘,从根本上阻断沙尘暴的源头。在内蒙古乌兰布和沙漠腹地选择两个微生物矿化试验区域(TP1和TP3),分别用于两种不同矿化菌种诱导生成碳酸钙覆膜。研究沙漠微生物矿化覆膜的现场试验方法及工艺,对原位矿化覆膜的强度及其在沙漠环境中的长期稳定性进行跟踪检测。采用沙漠土中自行提取的葡萄球菌和传统的巴氏芽孢杆菌两种不同的微生物矿化菌种,通过现场贯入试验检测7、14、28、60、210 d后矿化覆膜沿深度发展的贯入阻力,并将覆膜厚度为2 cm处的平均贯入阻力换算成覆膜层强度,总结覆膜强度随时间的发展变化规律。现场观测结果显示,不同微生物菌种诱导生成的矿化覆膜均在试验的第4天开始形成,到第7天覆膜层具有稳定的强度和厚度,现场检测覆膜的平均厚度为2.0～2.5cm,经自源葡萄球菌诱导生成的矿化覆膜(TP1)的强度是巴氏芽孢杆菌诱导生成的矿化覆膜(TP3)强度的1.05倍。当经历冬春交替后覆膜层强度都有不同程度的降低,明显地TP3较TP1区域表面剥落更为严重,第210天检测TP3的平均厚度为0.7～1.0 cm,覆膜强度较第7天时降低19%,覆膜内碳酸钙含量较第7天检测时降低15%～30%。而TP1在第210天时的强度较第7天时强度降低仅2%。因此,微生物诱导矿化技术可以应用于沙漠原位覆膜的形成,且沙漠自源葡萄球菌经诱导生成的矿化覆膜层具有更好的强度表现和稳定性。 展开更多
关键词 微生物诱导矿化技术 葡萄球菌 长期稳定性 沙漠矿化覆膜 现场试验
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微生物矿化沉积对再生骨料界面过渡区的影响 被引量：15
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作者 徐培蓁 陈发滨 +3 位作者 李泉荃 任艺楠 吴春然 朱亚光 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期95-99,共5页
骨料-水泥浆体的界面过渡区疏松多孔是导致再生骨料与天然骨料性能差异的重要原因。通过试验研究微生物矿化沉积技术对再生骨料界面过渡区性能的影响。使用水泥净浆包裹不同菌种和不同方式处理的再生骨料,养护后破碎获得骨料-水泥界面... 骨料-水泥浆体的界面过渡区疏松多孔是导致再生骨料与天然骨料性能差异的重要原因。通过试验研究微生物矿化沉积技术对再生骨料界面过渡区性能的影响。使用水泥净浆包裹不同菌种和不同方式处理的再生骨料,养护后破碎获得骨料-水泥界面过渡区,通过SEM观察界面过渡区的微观形貌变化,利用纳米压痕试验测量界面过渡区的弹性模量和硬度,并结合再生砂浆块的抗压、抗折强度试验结果,分析微生物矿化沉积对再生骨料界面过渡区的改善效果。结果表明:再生骨料经假坚强芽孢杆菌和嗜碱芽孢杆菌处理后所制备的再生砂浆块的抗压、抗折强度及再生骨料界面过渡区的弹性模量和硬度均有明显提升,两菌种矿化生成碳酸钙的能力不同造成了性能提升效果的差异。 展开更多
关键词 再生骨料 微生物矿化沉积 界面过渡区 纳米压痕 弹性模量
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