一种生物碳化强化再生骨料的方法与流程

本发明属于再生骨料强化技术领域，具体涉及一种生物碳化强化再生骨料的方法。

背景技术：

随着我国城市化进程加速，建筑垃圾的处理已经成为我国建筑业可持续发展所必须攻克的难题。建筑垃圾的成分非常复杂，但其中包含的废弃混凝土中含有一定数量的天然砂石骨料，通过采取特定的技术手段将其破碎筛分后得到再生骨料。再生骨料的性能跟天然骨料相比，存在较大差异，如：孔隙率高、吸水率高、压碎指标高等，一定程度上限制了再生骨料在工程结构中的再利用。

技术实现要素：

本发明提供一种生物碳化强化再生骨料的方法，通过微生物的酶促和矿化作用对再生骨料性能进行强化，提升再生骨料的品质，提高其再利用率。

本发明的技术方案是：一种生物碳化强化再生骨料的方法，包括以下步骤：

(1)收集再生骨料，配制钙盐溶液，所述钙盐溶液中ca²⁺的浓度为0.01～1.00mol；

(2)获取胶质芽孢杆菌菌液：所述胶质芽孢杆菌菌液浓度为10⁶～10⁹个/ml；培养胶质芽孢杆菌菌液；

(3)进行碳化强化处理：往再生骨料表面喷淋钙盐溶液和胶质芽孢杆菌菌液至再生骨料表面湿润，间隔6小时一次，重复2～5次，将喷淋后的再生骨料置于密闭容器或养护室中，先抽真空，然后通入二氧化碳，压力控制在0.1～0.6mpa，保持2～6小时后即可得到生物强化后的再生骨料颗粒；

(4)测试再生骨料吸水率，并取样于扫描电镜下观察组织图。

方案进一步地，所述钙盐溶液为氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙和醋酸钙溶液的一种或几种。

方案进一步地，所述步骤(1)中胶质芽孢杆菌菌液的培养方法为：采用1％的接种量将胶质芽孢杆菌接种于培养基中，在ph为7～9，温度30～37℃条件下培养24h后即可测试生长量待用。

方案进一步地，所述培养基包括以下按质量体积浓度计的组分：蔗糖8～12g/l、na2hpo4·12h2o2～3g/l、mgso40.4～0.6g/l、caco30.5～1.5g/l、kcl0.1～0.2g/l、(nh4)2so40.4～0.6g/l、酵母浸粉0.2～0.4g/l。

本发明的优点是：

1.本发明通过微生物的酶促和矿化作用对再生骨料性能进行强化，提升再生骨料的品质，拓展再生骨料应用途径，既能缓解工程建设中的骨料需求紧张，又能实现建筑垃圾废弃资源的再利用，为解决“建筑垃圾围城”问题作出努力；

2.本发明采用的微生物为胶质芽孢杆菌，其可分泌出碳酸酐酶，大幅提升二氧化碳的水合反应速率，结合再生骨料表面残余水泥水化产物中或者喷淋后滞留于孔缺陷中的的ca²⁺，矿化形成方解石晶体，填充密实孔缺陷，提升再生骨料的品质，再生骨料吸水率得以显著降低；

3.本发明生物碳化强化再生骨料技术反应过程温和，强化产物为碳酸钙，与再生骨料之间具有很好的相容性，同时，该技术模拟自然界成岩过程，环境友好。

附图说明

图1为实施例1中生物碳化强化再生骨料的sem图；

图2为实施例1中生物碳化强化再生骨料颗粒表面取样的xrd图谱；

图3为实施例2中生物碳化强化再生骨料的sem图；

图4为实施例3中生物碳化强化再生骨料的sem图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做清楚完整的描述，以使本领域的技术人员在不需要作出创造性劳动的条件下，能够充分实施本发明。

本发明所用的胶质芽孢杆菌来源于中国工业微生物菌种保藏中心，编号为21698。

一种生物碳化强化再生骨料的方法，包括以下步骤：

(1)收集再生骨料，配制钙盐溶液，所述钙盐溶液中ca²⁺的浓度为0.01～1.00mol，所述钙盐溶液为氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙和醋酸钙溶液的一种或几种；

(2)获取胶质芽孢杆菌菌液：所述胶质芽孢杆菌菌液浓度为10⁶～10⁹个/ml；培养胶质芽孢杆菌菌液，胶质芽孢杆菌菌液的培养方法为：采用1％的接种量将胶质芽孢杆菌接种于培养基中，在ph为7～9，温度30～37℃条件下培养24h后即可测试生长量待用，所述培养基包括以下按质量体积浓度计的组分：蔗糖8～12g/l、na2hpo4·12h2o2～3g/l、mgso40.4～0.6g/l、caco30.5～1.5g/l、kcl0.1～0.2g/l、(nh4)2so40.4～0.6g/l、酵母浸粉0.2～0.4g/l；

(3)进行碳化强化处理：往再生骨料表面喷淋钙盐溶液和胶质芽孢杆菌菌液至再生骨料表面湿润，间隔6小时一次，重复2～5次，将喷淋后的再生骨料置于密闭容器或养护室中，先抽真空，然后通入二氧化碳，压力控制在0.1～0.6mpa，保持2～6小时后即可得到生物强化后的再生骨料颗粒；

(4)测试再生骨料吸水率，并取样于扫描电镜下观察组织图。

实施例1：一种生物碳化强化再生骨料的方法，步骤如下：

(1)收集再生骨料，配制氢氧化钙溶液，浓度为0.02mol；

(2)获取胶质芽孢杆菌菌液：将胶质芽孢杆菌接种于灭菌后的培养基溶液，每升培养基含有蔗糖9g、na2hpo4·12h2o2g、mgso40.5g、caco31.0g、kcl0.1g、(nh4)2so40.4g、酵母浸粉0.4g，并控制ph为7，于30℃振荡培养24h，得到含有胶质芽孢杆菌的菌液；

(3)进行碳化强化处理：往再生骨料表面先后喷淋氢氧化钙溶液和胶质芽孢杆菌菌液至骨料表面湿润，间隔6小时一次，重复3次，将喷淋后的骨料置于密闭容器或养护室中，先抽真空，然后通入二氧化碳，压力控制在0.3mpa，保持3小时后即可得到生物强化后的再生骨料颗粒；

(4)测试再生骨料吸水率，较强化前降低21.3％，并取样于扫描电镜下观察，如图1、2所示，碳酸钙颗粒致密填充于再生骨料颗粒缺陷中。

实施例2：一种生物碳化强化再生骨料的方法，步骤如下：

(1)收集再生骨料，配制氯化钙溶液，浓度为1.00mol；

(2)获取胶质芽孢杆菌菌液：将胶质芽孢杆菌接种于灭菌后的培养基溶液，每升培养基含有蔗糖12g、na2hpo4·12h2o3g、mgso40.6g、caco31.5g、kcl0.2g、(nh4)2so40.4g、酵母浸粉0.4g，并控制ph为9，于37℃振荡培养24h，得到含有胶质芽孢杆菌的菌液；

(3)进行碳化强化处理：往再生骨料表面先后喷淋氢氧化钙溶液和胶质芽孢杆菌菌液至骨料表面湿润，间隔6小时一次，重复5次，将喷淋后的骨料置于密闭容器或养护室中，先抽真空，然后通入二氧化碳，压力控制在0.6mpa，保持5小时后即可得到生物强化后的再生骨料颗粒；

(4)测试再生骨料吸水率，较强化前降低45.3％，并取样于扫描电镜下观察，如图3所示，碳酸钙颗粒致密填充于再生骨料颗粒缺陷中。

实施例3：一种生物碳化强化再生骨料的方法，步骤如下：

(1)收集再生骨料，配制醋酸钙溶液，浓度为0.50mol；

(2)获取胶质芽孢杆菌菌液：将胶质芽孢杆菌接种于灭菌后的培养基溶液，每升培养基含有蔗糖8g、na2hpo4·12h2o2g、mgso40.4g、caco30.5g、kcl0.1g、(nh4)2so40.4g、酵母浸粉0.2g，并控制ph为8，于37℃振荡培养24h，得到含有胶质芽孢杆菌的菌液；

(3)进行碳化强化处理：往再生骨料表面先后喷淋氢氧化钙溶液和胶质芽孢杆菌菌液至骨料表面湿润，间隔6小时一次，重复2次，将喷淋后的骨料置于密闭容器或养护室中，先抽真空，然后通入二氧化碳，压力控制在0.1mpa，保持5小时后即可得到生物强化后的再生骨料颗粒；

(4)测试再生骨料吸水率，较强化前降低18.3％，并取样于扫描电镜下观察，如图4所示，碳酸钙颗粒致密填充于再生骨料颗粒缺陷中。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述，需要指出的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。