MICP矿化产物中钙离子利用率的影响因素及微观物相分析

钙离子利用率是微生物诱导碳酸钙沉积矿化技术中一项重要指标和参数,待矿化钙离子能否参与到矿化反应和如何被利用是这项技术的关键。本文借助紫外线吸光度法、电导率法和EDTA滴定法等技术手段,分析了待胶结菌液浓度和脲酶活性的时变规律,阐述了不同胶结配比对矿化反应过程中钙离子利用率的影响。结果表明:在胶结过程中,细菌的浓度和脲酶活性会逐渐降低;在合理浓度范围内,钙离子利用率随菌液浓度以及胶结液浓度的增大而提高,最高可达99.73%。进而通过X射线衍射、扫描电镜检测来揭示矿化产物的形成机理,分析得出:球霰状碳酸钙晶体是钙离子在有机质的调控下依托细菌表面的成核位点富集矿化而成,矿化产物中碳酸钙晶体尺寸大小和形态受菌液和胶结液配比浓度的影响。本研究对于微生物诱导矿化反应生成碳酸钙在工程材料领域的应用具有一定的参考价值。

围海造陆工程中MICP技术固化黑砂硬壳层的基础研究

在围海造陆工程中,采用真空预压法固化淤泥质地基时需要在淤泥表层铺设一层黑色细砂层,来满足施工机械对地基承载力的要求。采用MICP技术固化这种黑砂,在快速增强其承载力的同时大大节约黑砂用量。主要研究了胶结溶液的静置时间、浓度、流速等对MICP固化黑砂的影响,分析了钙离子的利用率、固化砂柱碳酸钙的分布和无侧限抗压强度。试验结果显示,采用MICP技术固化黑砂是可行的,能够快速将砂柱的抗压强度提高至1.91 MPa,满足工程应用需要。试验数据结果显示,固化后砂柱的无侧限抗压强度与碳酸钙含量呈现幂指数关系。根据分析,MICP固化黑砂过程中适宜采用的胶结溶液的静置时间为3h,浓度为0.75 M,流速为10mL/min。