改性微生物泡沫剂及其在泡沫混凝土中的应用

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作者 徐蕊 杨辰飞 +2 位作者 张磊 王天雷 张颖 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页

针对微生物泡沫剂发泡倍数低、泡沫尺寸不均匀及泡沫稳定性差等问题,采用阳离子型表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,CTMAB)、阴离子型表面活性剂(十二烷基磺酸钠,CAS)和两性离子型表面活性剂(椰油酰胺基丙基甜菜碱,CAB)对其进行改性,探... 针对微生物泡沫剂发泡倍数低、泡沫尺寸不均匀及泡沫稳定性差等问题,采用阳离子型表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,CTMAB)、阴离子型表面活性剂(十二烷基磺酸钠,CAS)和两性离子型表面活性剂(椰油酰胺基丙基甜菜碱,CAB)对其进行改性,探究表面活性剂类型及掺量对微生物泡沫剂发泡倍数和泡沫性质的影响,并研究了所制备的A06泡沫混凝土的物理力学性能及微观孔隙结构.结果表明:CAB对微生物泡沫剂性能的改善效果最佳,在最佳掺量5.0%下,微生物泡沫剂发泡倍数达32、泡沫1 h沉降距为5 mm、1 h泌水率为62.96%,泡沫尺寸小且均匀;所制备的A06泡沫混凝土28 d抗压强度达到3.45 MPa,高于行业标准要求. 展开更多

关键词 微生物泡沫剂 表面活性剂 泡沫稳定性 泡沫混凝土

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纳米光催化剂改性水泥基材料的研究进展 被引量：4

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作者 王天雷 奉雨晴 +3 位作者 向星宇 闫玉欣 张磊 荣辉 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期10077-10088,共12页

纳米光催化剂具有高效率、低能耗、无/低污染,被广泛应用于以水泥基材料为主的建筑物中,展现出良好的应用前景。将光催化剂引入水泥基材料中,能够有效改善其结构密实度,优化其力学性能,赋予其降解污染物、表面自清洁等功效,从而降低水... 纳米光催化剂具有高效率、低能耗、无/低污染,被广泛应用于以水泥基材料为主的建筑物中,展现出良好的应用前景。将光催化剂引入水泥基材料中,能够有效改善其结构密实度,优化其力学性能,赋予其降解污染物、表面自清洁等功效,从而降低水泥基材料腐蚀几率,缓解环境污染问题。总结了光催化水泥基材料不同制备方法,详细介绍了光催化剂种类对水泥基材料光催化性能的影响,讨论了当前基于纳米光催化剂水泥基材料的不足,同时展望了其未来发展方向。 展开更多

关键词 光催化 水泥基材料 有机污染物降解 尾气处理 光催化杀菌

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改性材料对生土砌块湿热性能的影响 被引量：3

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作者 杨永 张楠 +2 位作者 张磊 荣辉 魏成娟 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期313-317,361,共6页

采用动态试验法和稳态平板法,研究了改性材料对生土砌块吸湿性能和导热系数的影响.结果表明:生土砌块的初始吸湿率、平衡含湿量和60 h吸湿率均随着相对湿度的增加而增加;当相对湿度为40%和60%时,复合改性生土砌块的平衡含湿量均大于石... 采用动态试验法和稳态平板法,研究了改性材料对生土砌块吸湿性能和导热系数的影响.结果表明:生土砌块的初始吸湿率、平衡含湿量和60 h吸湿率均随着相对湿度的增加而增加;当相对湿度为40%和60%时,复合改性生土砌块的平衡含湿量均大于石灰改性和水泥改性生土砌块;生土砌块的导热系数随着平衡含湿量的增加而增加;石灰改性和复合改性生土砌块的平衡含湿量、导热系数和干密度随着石灰掺量和纤维掺量的增加而降低;水泥改性生土砌块平衡含湿量随着水泥掺量的增加而降低,与导热系数和干密度的变化趋势相反. 展开更多

关键词 生土砌块 改性 吸湿率 导热系数

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生土泡沫混凝土的制备及其性能 被引量：17

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作者 张磊 赵倬跃 +2 位作者 张楠 荣辉 岳昌盛 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期199-205,共7页

以生土、水泥、聚羧酸减水剂及自制微生物发泡剂为原材料,采用先预制气泡再与水泥浆体混合的方法,制备了不同密度等级的生土泡沫混凝土,研究了泡沫掺量对生土泡沫混凝土干密度、抗压强度、导热系数、吸水率及其孔结构的影响.结果表明:... 以生土、水泥、聚羧酸减水剂及自制微生物发泡剂为原材料,采用先预制气泡再与水泥浆体混合的方法,制备了不同密度等级的生土泡沫混凝土,研究了泡沫掺量对生土泡沫混凝土干密度、抗压强度、导热系数、吸水率及其孔结构的影响.结果表明:当水泥用量为128.4~583.4 kg/m^(3),生土用量为64.2~291.7 kg/m^(3),减水剂用量为0.6~3.0 kg/m^(3),泡沫掺量为固体材料总质量的6.1%~26.4%时,制成了300~1200 kg/m^(3)密度等级的生土泡沫混凝土,其抗压强度为0.8~10.3 MPa,导热系数为0.08~0.27 W/(m·K),吸水率为6.5%~67.7%,满足泡沫混凝土的相关性能要求. 展开更多

关键词 生土 微生物发泡剂 干密度 抗压强度 导热系数

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修复方式对墩身混凝土裂缝修复效果的影响 被引量：6

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作者 荣辉 胡凯玥 +5 位作者 张津瑞 王海良 郑建 张磊 张颖 冯阳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期47-53,共7页

采用环氧树脂、纯微生物修复液、一次性灌砂加微生物修复液和三次均段灌砂加微生物修复液四种修复方式修复墩身混凝土裂缝,然后对4种修复方式下试样进行修复速率、面积修复率、声时下降率、抗压强度、矿物组成和微观形貌等内容分析。试... 采用环氧树脂、纯微生物修复液、一次性灌砂加微生物修复液和三次均段灌砂加微生物修复液四种修复方式修复墩身混凝土裂缝,然后对4种修复方式下试样进行修复速率、面积修复率、声时下降率、抗压强度、矿物组成和微观形貌等内容分析。试验结果表明:(1)环氧树脂修复裂缝效率最高,仅需两次,且面积修复率能达到100%,微生物参与修复的方式中一次性灌砂修复裂缝效率最高,修复次数为40次,面积修复率能达到96.38%;(2)环氧树脂修复后的混凝土试样抗压强度提升最大,修复后可达基准混凝土力学性能的88.90%;一次性灌砂加微生物修复裂缝效果比环氧树脂略差,但修复后可达到基准混凝土力学性能的87.17%,修复效果相当;(3)一次性灌砂加微生物修复液修复裂缝后声时下降率最大,平均声时下降率15.91%,比环氧树脂修复深度更深;但相比环氧树脂,混凝土裂缝经纯微生物修复液和三次均段灌砂加微生物修复液修复后存在较多的孔隙,经一次性灌砂加微生物修复液修复后均匀性较差。 展开更多

关键词 修复方式 环氧树脂修复 微生物修复 面积修复率 抗压强度 声时下降率

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硫氧化细菌的生长特性及其对砂浆性能的影响 被引量：4

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作者 荣辉 於成龙 +2 位作者 马国伟 王海良 张津瑞 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期937-945,985,共10页

研究了硫氧化细菌的生长特性以及腐蚀后砂浆试样的力学性能和微观结构.结果表明:硫氧化细菌适宜生长在30℃,pH值6~7,且硫代硫酸钠质量浓度为10 g/L的环境中,其代谢产物为SO_(4)^(2-);砂浆表面的粗糙度与SO_(4)^(2-)腐蚀程度有关,试验组... 研究了硫氧化细菌的生长特性以及腐蚀后砂浆试样的力学性能和微观结构.结果表明:硫氧化细菌适宜生长在30℃,pH值6~7,且硫代硫酸钠质量浓度为10 g/L的环境中,其代谢产物为SO_(4)^(2-);砂浆表面的粗糙度与SO_(4)^(2-)腐蚀程度有关,试验组完全浸没区的粗糙度变化值高于气-液交界面处的粗糙度,形成的生物被膜对砂浆起到了一定的保护作用,对照组气-液交界面处的粗糙度变化值明显低于试验组,说明硫氧化细菌促进了SO_(4)^(2-)的渗透;120 d时试验组和对照组试样中均检测到了大量板状石膏的存在,且试验组试样中石膏的生成量高于对照组,在75 d后试验组由于大量石膏的膨胀力作用使得砂浆性能最终劣化,硫氧化细菌在一定程度上对砂浆起到了加快腐蚀的作用. 展开更多

关键词 硫氧化细菌 砂浆 生长特性 微观结构 力学性能

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生物基发泡剂泡沫特征及其对泡沫混凝土性能的影响 被引量：17

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作者 张磊 张静 +2 位作者 张颖 荣辉 刘志华 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期589-595,共7页

以动物蛋白和微生物蛋白类发泡剂为基础发泡剂,分别与十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复掺来制备生物基发泡剂,探究CTMAB掺量对生物基发泡剂泡沫性能的影响,并在此基础上研究2种生物基发泡剂对泡沫混凝土宏观性能和微观结构的影响.结果表明... 以动物蛋白和微生物蛋白类发泡剂为基础发泡剂,分别与十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复掺来制备生物基发泡剂,探究CTMAB掺量对生物基发泡剂泡沫性能的影响,并在此基础上研究2种生物基发泡剂对泡沫混凝土宏观性能和微观结构的影响.结果表明:掺加适量CTMAB有利于提高泡沫性能,动物蛋白发泡剂(A型)和微生物发泡剂(M型)中CTMAB的最佳掺量分别为0.7%和0.5%;M型发泡剂制得的泡沫孔径分布均匀且尺寸较小,稳定性优于A型;M型泡沫混凝土的孔径分布均匀且尺寸较小,水化生成C-S-H的钙硅比较低,水化产物结构致密,其抗压强度(3.3MPa)高于A型泡沫混凝土(2.1MPa). 展开更多

关键词 动物蛋白发泡剂 微生物发泡剂 泡沫特征 泡沫混凝土

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海水环境下砂浆表面生物被膜特性及其对砂浆性能影响 被引量：3

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作者 荣辉 瞿威 +2 位作者 马国伟 王海良 张津瑞 《建筑材料学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期671-678,共8页

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、超景深显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)等,研究了海水环境下砂浆表面形成的生物被膜特性及其对砂浆性能的影响.结果表明:海水环境中硫氧化细菌会在砂浆表面附着... 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、超景深显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)等,研究了海水环境下砂浆表面形成的生物被膜特性及其对砂浆性能的影响.结果表明:海水环境中硫氧化细菌会在砂浆表面附着形成大量的生物被膜,该生物被膜由多糖、蛋白质和微生物构成,其中微生物多呈卵状和气泡状;生物被膜在15 d后开始快速繁殖,75 d后逐渐脱落,90 d后新的生物被膜重新附着;120 d时无生物被膜砂浆试样的抗压强度为52.5 MPa,强度增长率为0.38%,矿化产物中石膏含量较多,而有生物被膜试样的抗压强度为68.1 MPa,强度增长率为31.72%,矿化产物中石膏含量较少.这表明生物被膜的存在影响了海水中腐蚀介质的传输,对砂浆起到缓蚀作用. 展开更多

关键词 砂浆 生物被膜 硫氧化细菌 海水 强度增长率

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微生物发泡剂发泡机制及在泡沫混凝土中的应用 被引量：9

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作者 荣辉 张静 +2 位作者 张颖 杨永 尚伟 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期419-426,共8页

以酵母菌为原材料制备微生物发泡剂,揭示微生物发泡剂的发泡机制,并针对不同发泡机制,分别采用混合搅拌法和预制泡混合法制备泡沫混凝土,研究了混泡工艺对泡沫混凝土物理力学性能和微观结构的影响.结果表明:微生物发泡剂既可以利用酵母... 以酵母菌为原材料制备微生物发泡剂,揭示微生物发泡剂的发泡机制,并针对不同发泡机制,分别采用混合搅拌法和预制泡混合法制备泡沫混凝土,研究了混泡工艺对泡沫混凝土物理力学性能和微观结构的影响.结果表明:微生物发泡剂既可以利用酵母菌的发酵作用产生CO _(2)形成泡沫,还可以利用酵母菌的自身生化反应降低发泡剂溶液的表面张力,在外力作用下引入空气进行发泡;采用混合搅拌法制备的泡沫混凝土干密度为1560 kg/m ^(3),抗压强度为3.3 MPa,试样孔径分布均匀且等效孔径相对较小,为880μm,但酵母菌产生的CO _(2)与水泥水化生成的氢氧化钙(CH)反应形成大量CaCO _(3),导致成型试件的抗压强度远低于行业标准要求;采用预制泡混合法制备的泡沫混凝土干密度为420 kg/m 3,抗压强度为1.1 MPa,试样孔径分布较不均匀且等效孔径相对较大,为1080μm,但成型试件中含有大量水化硅酸钙(C-S-H),使得其抗压强度远高于行业标准要求. 展开更多

关键词 酵母菌 发泡机制 混泡工艺 泡沫混凝土

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污水环境下硫氧化细菌对砂浆性能的影响机制 被引量：2

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作者 荣辉 刘骥伟 +2 位作者 马国伟 刘志华 杨永 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期454-459,共6页

为研究污水环境下硫氧化细菌对砂浆性能的影响机制,使用离子色谱仪、超景深显微镜、扫描电镜等对硫氧化细菌的代谢过程以及砂浆的宏观和微观性能进行表征分析.结果表明:硫氧化细菌的代谢作用可以将Na_(2)S_(2)O_(3)转化成生物硫酸盐;相... 为研究污水环境下硫氧化细菌对砂浆性能的影响机制,使用离子色谱仪、超景深显微镜、扫描电镜等对硫氧化细菌的代谢过程以及砂浆的宏观和微观性能进行表征分析.结果表明:硫氧化细菌的代谢作用可以将Na_(2)S_(2)O_(3)转化成生物硫酸盐;相对于灭菌污水培养基的影响,硫氧化细菌对砂浆性能起缓蚀作用;含有硫氧化细菌组试件表面附着生物被膜,其微观结构复杂且有许多孔洞,而且生物被膜可以聚集大量硫氧化细菌代谢生成SO 2-4,并对砂浆表面起到靶向破坏作用. 展开更多

关键词 砂浆 微生物 生物被膜 影响机制

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海水环境中硫氧化菌对混凝土性能的影响

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作者 刘志华 甘立钦 +1 位作者 刘德娥 荣辉 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期280-290,317,共12页

目的 探究硫氧化细菌及其生物膜对混凝土宏观性能和微观结构的作用效果以明确硫氧化细菌对混凝土性能的影响规律。方法 将混凝土试样半浸泡于含有微生物的海水中,利用光学显微镜和紫外光密度(OD)分析不同龄期生物膜厚度、膜内微生物数... 目的 探究硫氧化细菌及其生物膜对混凝土宏观性能和微观结构的作用效果以明确硫氧化细菌对混凝土性能的影响规律。方法 将混凝土试样半浸泡于含有微生物的海水中,利用光学显微镜和紫外光密度(OD)分析不同龄期生物膜厚度、膜内微生物数量变化,观察测定混凝土不同龄期的外观形貌、抗压强度、质量以及通过电通量法分析混凝土抗氯离子渗透能力表征混凝土宏观性能,利用热分析仪、X射线衍射仪、压汞仪分析混凝土微观结构。结果 生物膜的生长、发育和脱落具有周期性规律,且膜内微生物数量与生物膜厚度呈正相关。120 d时无菌组混凝土电通量达到793.1 C,有菌组混凝土电通量仅为173.4 C,180 d时仅无菌对照组的混凝土出现开裂,240 d时有菌混凝土和无菌混凝土的质量损失率分别为0.79%、1.20%,有菌混凝土的抗压强度增加了6.9%,而无菌混凝土的抗压强度降低了7.1%;有菌组混凝土石膏生成量和C-S-H凝胶损失量均小于无菌混凝土,使得有菌组混凝土孔隙率比无菌组混凝土低了1.193 5%。结论 附着在混凝土的气液固界面的硫氧化细菌逐渐形成生物膜,膜厚度以及膜内微生物数量发生周期性变化,生物膜会降低SO42-的传质效率从而减缓混凝土的劣化。 展开更多

关键词 硫氧化细菌 生物膜 混凝土 微观结构 宏观性能

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