微生物灌浆修复混凝土裂缝碳酸钙沉积规律研究.pdf

摘要 混凝土材料作为世界上使用最普遍的一种建筑材料，因其抗拉强度低，在荷 载作用下容易开裂。裂缝的出现不仅会造成地下结构的渗漏，还会影响结构的安 全。微生物诱导生成碳酸钙技术可以有效修复混凝土裂缝，提高抗渗性能。本文 通过试验研究，探讨了不同影响因素下微生物灌浆修复裂缝碳酸钙沉积规律，为 地下结构堵漏提供理论支持。 设计了9 组自重作用下针对混凝土竖向劈裂裂缝的平行灌浆试验。试验参数 包括不同灌菌量（与裂缝容积比分别为2:1、6:1、12:1）、裂缝底部有无菌液过滤 层（医用棉团）、灌菌前裂缝内是否灌注菌液固定液等。每轮灌浆完成后，都留 存一组试块进行渗水试验，以表征裂缝的封堵效果；同时将试块切开，观察裂缝 内壁碳酸钙沉积厚度、称量碳酸钙重量；利用电子显微镜自带图像处理软件对裂 缝进行标定，可得到裂缝宽度、碳酸钙生成厚度等参数。待多轮灌浆，所有试块 均封堵后，本次试验结束。 试验的主要结论有：每轮灌入菌液量（与裂缝容积比）分别为2:1、6:1、12:1 时，裂缝完全封堵的轮数为 10 次、6 次和4 次，可见每轮灌入菌液越多，裂缝 封堵时所需的灌菌循环次数就越少，修复裂缝的效率越高。提前灌入固定液对比 组的修复效果要优于不灌入固定液对比组，在灌注菌液前添加固定液可以提高裂 缝修复的效率及裂缝内CaCO3 生成量，使CaCO3 在裂缝内壁更容易附着，分布 更加均匀，从而提升菌液利用率。底部设有菌液过滤层的对比组，临界封堵位置 是在裂缝底部，没有过滤层的对比组，临界封堵位置在裂缝中下部。随着灌浆循 环次数的增加和裂缝竖向深度增大，裂缝内壁 CaCO3 层的厚度也不断变厚，同 时，裂缝内壁粗糙、竖向倾角大和迂回处，CaCO3 更容易沉积。 关键词：MICP 技术，微生物矿化，裂缝修复，沉积规律，灌浆，细菌固定 液 I Study on deposition regularities of calcium carbonate in microbial grouting Ding Peng (Structural Engineering) Directed by Jia Qiang ABSTRACT As one of the most widely used construction materials in the world, concrete material is easy to crack under load due to its low tensile strength. The appearance of cracks will not only cause leakage of underground structures, but also affect the safety of structures. The technology of microbial induced calcium carbonate can effectively repair concrete cracks and improve impermeability. In this paper, through experimental research, the calcium carbonate deposition law of microfiber grouting repairing cracks under different influencing factors was discussed to provide theoretical support for plugging of underground structures.. Nine groups of parallel grouting tests for concrete split cracks under the action of self-weight were designed. The test parame