微生物灌浆加固土体研究进展 被引量：184

1

作者 钱春香 王安辉 王欣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1537-1548,共12页

水泥和化学浆材是土体加固中最为常用的胶凝材料,但由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了它们的应用。微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型的土体加固方法,通过向松散砂土中灌注菌液以及营养盐,利用微生物矿化... 水泥和化学浆材是土体加固中最为常用的胶凝材料,但由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了它们的应用。微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型的土体加固方法,通过向松散砂土中灌注菌液以及营养盐,利用微生物矿化作用在砂颗粒间快速析出方解石凝胶,改善土体的物理力学性质。系统总结了国内外关于微生物灌浆加固土体的室内及现场试验研究,同时对固化土体的工程特性、原位无损测试方法以及灌浆效果的影响因素等进行了论述。研究表明,微生物灌浆技术具有施工扰动小、灌浆压力低、环境友好等优势,并可显著提高土体的强度、刚度及抗液化性能,在土体加固领域有着非常广阔的应用前景,但关于微生物固化土体的耐久性以及灌浆的经济性等问题仍需进行深入的探讨与研究。 展开更多

关键词 土体加固 微生物诱导方解石沉积(MICP) 生物胶结 微生物灌浆 砂土

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水泥基材料负载纳米TiO_2光催化反应动力学模型研究 被引量：13

2

作者 钱春香 赵联芳 +2 位作者 付大放 李丽 王瑞兴 《安全与环境学报》 CAS CSCD 2005年第2期60-64,共5页

针对路面水泥基材料负载纳米Ti O2 光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物,研究了路面水泥基材料负载纳米Ti O2 光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物的氧化反应速率所遵循的规律。通过Mear标准分析、试验验证和试验数据拟合,结果表明,水泥基材料... 针对路面水泥基材料负载纳米Ti O2 光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物,研究了路面水泥基材料负载纳米Ti O2 光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物的氧化反应速率所遵循的规律。通过Mear标准分析、试验验证和试验数据拟合,结果表明,水泥基材料负载纳米Ti O2光催化氧化NO2 整个过程的反应速率由表面反应过程控制。 展开更多

关键词 物理化学 水泥基材料负载 TIO2 NO2 催化反应速率

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微生物水泥研究与应用进展 被引量：41

3

作者 钱春香 王欣 於孝牛 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期92-103,共12页

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP),即利用微生物代谢活动中矿化行为,诱导形成碳酸钙沉淀,其具有特殊的胶结作用,可作为一种新颖的生物胶凝材料—微生物水泥。本文从MICP矿化机制、胶结机理以及微生物水泥在岩土工程中的应用等方面探讨了相应... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP),即利用微生物代谢活动中矿化行为,诱导形成碳酸钙沉淀,其具有特殊的胶结作用,可作为一种新颖的生物胶凝材料—微生物水泥。本文从MICP矿化机制、胶结机理以及微生物水泥在岩土工程中的应用等方面探讨了相应的最新进展,分析了目前存在的问题,并对微生物水泥的进一步研究提出了思路和建议。 展开更多

关键词 MICP 微生物 灌浆 砂土

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基于微生物矿化技术的水泥基材料早期裂缝自修复 被引量：38

4

作者 陈怀成 钱春香 任立夫 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期606-611,共6页

为了提高水泥基材料早期裂缝的自修复效果,采用了一种具有矿化作用的碳酸酐酶微生物.利用渗水法和图像处理技术研究了该微生物修复剂对不同裂缝宽度、不同开裂龄期下水泥净浆裂缝的修复情况.同时通过XRD,SEM和EDS技术对裂缝沉积物进行... 为了提高水泥基材料早期裂缝的自修复效果,采用了一种具有矿化作用的碳酸酐酶微生物.利用渗水法和图像处理技术研究了该微生物修复剂对不同裂缝宽度、不同开裂龄期下水泥净浆裂缝的修复情况.同时通过XRD,SEM和EDS技术对裂缝沉积物进行成分分析,并结合Photoshop软件研究了裂缝处矿化Ca CO3的沉积量.研究结果表明：开裂龄期为7 d时,宽度在0.5mm以下的裂缝很快修复完全,0.5～0.8 mm的裂缝修复受到一定限制,0.8 mm以上的裂缝较难修复完全;开裂龄期为7 d时,该自修复剂具有良好的修复效果,但开裂龄期越长,越难以修复;通过XRD分析确定了产物为方解石型Ca CO3;Photoshop软件中标尺工具测得的裂缝表面Ca CO3的沉积深度随裂缝宽度的增大而减小. 展开更多

关键词 微生物 水泥基材料 早龄期 自修复

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发酵制氢微生物与高效发酵途径的研究进展 被引量：4

5

作者 王瑞兴 钱春香 袁晓明 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期90-99,共10页

近年来发酵生物制氢技术在国内外备受关注,如何确保稳定、持续、高效的产氢效率和产氢速率成为生物制氢研究的重要方向。文章结合国内外最新研究进展,从微生物发酵产氢的菌种种类、复合方式、固定方法,以及发酵制氢途径等方面进行阐述... 近年来发酵生物制氢技术在国内外备受关注,如何确保稳定、持续、高效的产氢效率和产氢速率成为生物制氢研究的重要方向。文章结合国内外最新研究进展,从微生物发酵产氢的菌种种类、复合方式、固定方法,以及发酵制氢途径等方面进行阐述如何提高产氢效率和产氢速率,并对生物发酵制氢在未来的发展方向进行了分析和展望。 展开更多

关键词 发酵 微生物 制氢 高效

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产气肠杆菌发酵产氢的批式放大试验研究 被引量：3

6

作者 王瑞兴 钱春香 袁晓明 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期12-17,30,共7页

文章在批式小试实验的基础上,采用优化后的生态因子,对产气肠杆菌进行了10 L规模的放大发酵罐实验研究。研究发现,450 mL小样制氢实验试验放大至10 L发酵体积后,并未达到同样的单位气体产量和底物分解率,氢气产量仅为小试的50%~70%,主... 文章在批式小试实验的基础上,采用优化后的生态因子,对产气肠杆菌进行了10 L规模的放大发酵罐实验研究。研究发现,450 mL小样制氢实验试验放大至10 L发酵体积后,并未达到同样的单位气体产量和底物分解率,氢气产量仅为小试的50%~70%,主要由于发酵罐体内二氧化碳和饱和气相处于高压状态,因此而产生的副反应对产氢造成的抑制作用更加显著。通过N2扫吹可将发酵液相中的氢气和二氧化碳移除,延长产气时间、增加气体产量,氢气产量可由1.649 L/L media提高至2.478 L/L media,提高了50.3%。同时通过流加方式补给底物葡萄糖,可减弱中间产物累积对副反应的抑制作用,进一步提高氢气产率。在N2扫吹与葡萄糖流加方式共同优化作用下,产气肠杆菌10 L规模发酵产氢量可提高67.25%。 展开更多

关键词 产氢 批式发酵 放大 产气肠杆菌

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高吸水树脂对混凝土收缩开裂的改善作用及其机理 被引量：53

7

作者 陈德鹏 钱春香 +1 位作者 高桂波 赵洪凯 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期475-478,共4页

高吸水树脂(SAP)是能够吸收高倍率水溶液并在干燥环境中释放水分的高分子功能材料。文中通过混凝土早期开裂、限制收缩及非限制收缩的试验,研究了SAP对混凝土收缩开裂性能的改善作用,并与预浸轻集料的作用进行了对比较。试验结果表明,SA... 高吸水树脂(SAP)是能够吸收高倍率水溶液并在干燥环境中释放水分的高分子功能材料。文中通过混凝土早期开裂、限制收缩及非限制收缩的试验,研究了SAP对混凝土收缩开裂性能的改善作用,并与预浸轻集料的作用进行了对比较。试验结果表明,SAP可以使混凝土的开裂及收缩减小30%-50%,比采用预浸轻集料的内养护措施效果更佳,在易于发生收缩开裂和(或)不易养护的结构中有重要的推广应用价值。SAP改善混凝土的早期开裂及收缩性能的机理在于,SAP颗粒对水的吸收-解吸、部分吸收水与高分子链的氢键键合及SAP粒子表面成膜等作用延缓了水分的散失、改变了混凝土内部湿度状态及分布。 展开更多

关键词 SAP 内养护 预浸轻集料 早期开裂 收缩 相对湿度

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减缩剂的作用及其机理 被引量：36

8

作者 钱春香 耿飞 李丽 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期287-291,共5页

通过对减缩剂作用和机理的研究表明,减缩剂能较大幅度的降低干燥收缩和相对较小的提高塑性收缩抗裂能力,但在一定程度上降低了砂浆的力学性能。从塑性抗拉强度、表面水份蒸发率和孔结构三个角度对减缩剂的作用机理进行了试验分析,结果表... 通过对减缩剂作用和机理的研究表明,减缩剂能较大幅度的降低干燥收缩和相对较小的提高塑性收缩抗裂能力,但在一定程度上降低了砂浆的力学性能。从塑性抗拉强度、表面水份蒸发率和孔结构三个角度对减缩剂的作用机理进行了试验分析,结果表明:减缩剂的加入能较显著的降低水溶液的表面张力,同时也降低了砂浆表面的塑性抗拉强度,增大了表面水份蒸发率,它对塑性收缩抗裂的效果取决于对塑性抗拉强度和毛细管收缩应力影响的权重;表面张力试验表明,减缩剂减小干缩的机理主要在于降低了孔溶液的表面张力;从对孔结构的分析表明,减缩剂掺入后增大了孔隙率,并增加了孔径>0.1μm的孔的含量,从而降低了掺减缩剂的砂浆力学性能。 展开更多

关键词 减缩剂 塑性收缩 干燥收缩 砂浆 孔

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聚丙烯纤维提高水泥砂浆抗塑性开裂的机理 被引量：31

9

作者 钱春香 耿飞 李丽 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期786-791,共6页

研究了聚丙烯纤维掺量、长度和截面形状对砂浆早期塑性收缩抗裂性能、塑性抗拉强度和表面水分蒸发率的影响,结果表明:随着纤维掺量和长度的增加,抗塑性收缩开裂的效果随之提高;纤维长度对塑性收缩抗裂的影响较其掺量要复杂得多;截面形... 研究了聚丙烯纤维掺量、长度和截面形状对砂浆早期塑性收缩抗裂性能、塑性抗拉强度和表面水分蒸发率的影响,结果表明:随着纤维掺量和长度的增加,抗塑性收缩开裂的效果随之提高;纤维长度对塑性收缩抗裂的影响较其掺量要复杂得多;截面形状为多边形的聚丙烯纤维对提高砂浆塑性收缩抗裂效果要好于圆形的.纤维掺量、长度及比表面积的增加有利于提高砂浆(水灰质量比0.36,灰砂质量比1∶2)的塑性抗拉强度,而对砂浆水分蒸发率的影响不是非常显著.聚丙烯纤维对塑性收缩抗裂的效果主要取决于其对塑性抗拉强度的提高.结合理论和试验分析,归纳出了聚丙烯纤维提高砂浆抗塑性开裂性能的效应图. 展开更多

关键词 聚丙烯纤维 塑性收缩和开裂 塑性抗拉强度 水分蒸发

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高温作用对高强混凝土渗透性能的影响 被引量：10

10

作者 钱春香 游有鲲 李敏 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期283-287,共5页

研究了高温作用对高强混凝土(HSC)及含PP纤维的高强混凝土渗透性能的影响,探讨了表征渗透性的湿迁移渗透系数、相对氯离子渗透系数及空气渗透系数之间的关系以及渗透性与爆裂的关系.研究表明,HSC遭受500℃的高温后,湿迁移渗透系数、相... 研究了高温作用对高强混凝土(HSC)及含PP纤维的高强混凝土渗透性能的影响,探讨了表征渗透性的湿迁移渗透系数、相对氯离子渗透系数及空气渗透系数之间的关系以及渗透性与爆裂的关系.研究表明,HSC遭受500℃的高温后,湿迁移渗透系数、相对氯离子渗透系数及空气渗透系数都大幅度增加,PP纤维可以有效地缓解高温后高强混凝土渗透性的劣化,3种渗透系数之间具有较好的相关性,HSC高温后的渗透性能与爆裂性能有一定的对应关系,HSC具有一个临界爆裂渗透系数. 展开更多

关键词 高温 高强混凝土 渗透系数 爆裂

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接枝SBS改性沥青的制备及性能 被引量：9

11

作者 钱春香 解建光 王鸿博 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期404-408,共5页

为了改善SBS改性沥青的存储稳定性,选择与沥青相容性好的单体,对SBS进行接枝改性.采用正交试验研究了接枝工艺参数(反应温度、反应时间和配料)对接枝率的影响,比较了不同接枝率下SBS改性沥青的性能,并采用1HNMR和FTIR对接枝产物进行了分... 为了改善SBS改性沥青的存储稳定性,选择与沥青相容性好的单体,对SBS进行接枝改性.采用正交试验研究了接枝工艺参数(反应温度、反应时间和配料)对接枝率的影响,比较了不同接枝率下SBS改性沥青的性能,并采用1HNMR和FTIR对接枝产物进行了分析,确定了合适的接枝工艺参数,即反应温度为90℃,反应时间为2h,BPO与SBS的质量比为1.5%,L与SBS的质量比为0.2.在该试验条件下,获得了接枝率为7.21%,接枝效率为36.1%的改性SBS.存储软化点差和DSC分析表明,通过适量接枝,可显著改善沥青与SBS的相容性. 展开更多

关键词 SBS接枝 改性沥青 相容性

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NO_2浓度对水泥基材料负载纳米TiO_2光催化性能的影响 被引量：6

12

作者 钱春香 赵联芳 王瑞兴 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期582-585,共4页

研究鉴于汽车尾气排放后首先与路面材料接触的事实,探讨路面材料负载光催化剂实现尾气二次净化的目的.针对路面水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物,首重研究模拟气源NO2的浓度对催化反应的影响.试验和分析表明,水泥... 研究鉴于汽车尾气排放后首先与路面材料接触的事实,探讨路面材料负载光催化剂实现尾气二次净化的目的.针对路面水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物,首重研究模拟气源NO2的浓度对催化反应的影响.试验和分析表明,水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化NO2浓度提高呈线性下降:水泥基材料负载纳米TiO2光催化反应速率随NO2浓度提高而加快;若载体具有吸附被光催化氧化气体的能力,可加快负载TiO2的光催化反应. 展开更多

关键词 降解 氮氧化物 光催化 水泥基材料

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微生物诱导碳酸钙提高水泥基材料的早期力学性能及自修复效果 被引量：24

13

作者 钱春香 冯建航 苏依林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1983-1988,共6页

微生物诱导碳酸钙沉淀技术在土木工程材料领域应用日益广泛,近期研究表明该技术在自修复水泥基材料中具有广阔的应用前景。本实验采用一种能够矿化生产碳酸钙的固碳菌,将其与底物配制成自修复剂在水泥基成型阶段直接加入到基体中,对掺入... 微生物诱导碳酸钙沉淀技术在土木工程材料领域应用日益广泛,近期研究表明该技术在自修复水泥基材料中具有广阔的应用前景。本实验采用一种能够矿化生产碳酸钙的固碳菌,将其与底物配制成自修复剂在水泥基成型阶段直接加入到基体中,对掺入后14d内水泥基材料的力学性能和孔结构的发展进行探究。实验结果显示14d后掺有微生物的水泥基材料的抗压、抗折强度均提高,孔结构更细化,通过DTA-TG和扫描电子显微镜发现水泥基材料表面及内部生成了方解石型碳酸钙晶体。此外,在标准养护7d后制作宽度为0.1~0.2mm的裂缝,模拟矿化环境探究修复效果。结果显示14d后掺有微生物的试样即可实现接近100%的修复率,采用扫描电子显微镜和能谱仪检测发现裂缝内产生文石和方解石型的碳酸钙晶体。 展开更多

关键词 微生物 碳酸钙 自修复材料 裂缝 力学性能

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微生物自修复混凝土裂缝自修复动力学模型 被引量：8

14

作者 金泽康 张旋 +1 位作者 李敏 钱春香 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期194-200,共7页

为了对自修复混凝土自修复过程的详细描述建立统一的数学模型,成型了对照组和试验组试件,通过渗水法和图像处理技术记录了混凝土自修复效果随龄期延长的变化,初步拟合结果显示面积修复率和抗水渗透修复率成正比。以一级动力学模型为基... 为了对自修复混凝土自修复过程的详细描述建立统一的数学模型,成型了对照组和试验组试件,通过渗水法和图像处理技术记录了混凝土自修复效果随龄期延长的变化,初步拟合结果显示面积修复率和抗水渗透修复率成正比。以一级动力学模型为基础推导出自修复混凝土裂缝自修复动力学模型,拟合结果显示,该模型对自修复混凝土自修复效果随龄期增长的变化具有较好的拟合效果。以该模型为基础的数据拟合结果显示,对照组的面积修复率小于抗水渗透修复率,二者差值先增大后趋于稳定,试验组面积修复率大于抗水渗透修复率,二者差值先增大后减小。将试验组和对照组作差后可得到修复剂作用动力学模型,进一步求导后可得到修复剂作用修复速率模型,经分析后发现微生物修复剂对裂缝自修复的作用时间为27~32 d。 展开更多

关键词 微生物自修复混凝土 面积修复率 抗水渗透修复率 动力学模型

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微生物自修复混凝土中微胶囊修复剂尺寸及掺量对修复剂释放率的影响 被引量：7

15

作者 朱康杰 钱春香 +1 位作者 李敏 苏依林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期212-216,共5页

在微生物自修复混凝土中,使用保护材料包裹微生物制成微胶囊修复剂能够有效降低微生物在混凝土搅拌、成型以及水化过程中的死亡率。微胶囊修复剂的尺寸及掺量会影响修复剂释放率,本实验研究微胶囊修复剂在不同尺寸以及不同掺量下的断面... 在微生物自修复混凝土中,使用保护材料包裹微生物制成微胶囊修复剂能够有效降低微生物在混凝土搅拌、成型以及水化过程中的死亡率。微胶囊修复剂的尺寸及掺量会影响修复剂释放率,本实验研究微胶囊修复剂在不同尺寸以及不同掺量下的断面修复剂释放量以及单位成本释放量,并且使用MATLAB软件对试验进行数值模拟。结果表明,在1%(占砂的质量分数,下文中所说微胶囊的掺量均为占砂的质量分数)掺量下,三种粒径的微胶囊的断面修复剂释放量几乎相同,2.8~3.35 mm的微胶囊修复剂的单位成本释放量低于另外两种粒径的微胶囊修复剂。在3%和5%掺量下,粒径为3.35~4.0 mm的微胶囊修复剂的断面修复剂释放量与单位成本释放量均高于粒径为2.8~3.35 mm和4.0~4.75 mm的微胶囊修复剂。在1%掺量下,三种粒径的微胶囊修复剂的试验结果与模拟结果基本吻合;在3%和5%掺量下,粒径为2.8~3.35 mm的微胶囊修复剂的试验结果与模拟结果相差较大,粒径为3.35~4.0 mm和4.0~4.75 mm的微胶囊修复剂的试验结果与模拟结果基本吻合。 展开更多

关键词 微生物自修复混凝土 微胶囊修复剂尺寸 微胶囊修复剂掺量 数值模拟

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微生物自修复砂浆裂缝区溶液理化特征 被引量：5

16

作者 张艺 钱春香 张旋 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期101-108,共8页

针对微生物自修复水泥基材料仅浅层修复的问题,探究裂缝宽度、开裂龄期和裂缝深度对裂缝区溶液理化参数的影响,解释浅层修复的原因.通过pH试纸和pH计测得裂缝区溶液的pH值,通过钙离子计和EDTA滴定测得裂缝区溶液的Ca^2+浓度,通过酶标仪... 针对微生物自修复水泥基材料仅浅层修复的问题,探究裂缝宽度、开裂龄期和裂缝深度对裂缝区溶液理化参数的影响,解释浅层修复的原因.通过pH试纸和pH计测得裂缝区溶液的pH值,通过钙离子计和EDTA滴定测得裂缝区溶液的Ca^2+浓度,通过酶标仪测得裂缝区溶液的碳酸根离子浓度,从而确定裂缝区溶液理化特征.结果表明:在密闭环境下,裂缝区溶液pH值均在13.3左右;试件开裂龄期由3 d增至56 d,裂缝区溶液Ca^2+浓度由140 mg/L逐渐增至350 mg/L.在大气环境下,裂缝区溶液表层3 mm内pH值相对较低,沿裂缝深度方向先增加后稳定(pH值在13.2左右);裂缝区溶液Ca^2+浓度沿裂缝深度方向先增加后趋于稳定;裂缝区溶液CO3^2-浓度沿裂缝深度方向先降低后稳定至1.5 g/L左右;裂缝区加入微生物后,表层CO3^2-浓度有所增加,深度方向CO3^2-浓度无显著提升.裂缝深处CO3^2-浓度较低是导致裂缝区修复较浅的主要原因.由SEM和XRD可知,裂缝区矿化产物主要是方解石型碳酸钙,微生物作用下的矿化产物呈凝胶状且具有一定的黏结性. 展开更多

关键词 微生物自修复 砂浆 浅层修复 裂缝开口 理化特征

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