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微生物水泥和微生物智能混凝土在不久的将来面世

来源: 雅博体育市海森化工有限公司  日期:2016-06-15 09:00:00  属于:行业动态
文章摘要:微生物自地球历史早期便广泛的存在于地球表面环境,广泛的参与自然界的成岩成矿过程。“学习自然、模拟自然”,如何将自然界数十亿年前已经存在的微生物矿化作用为人类所用,为人类造福,东南大学材料科学与工程学院钱春香教授团队自2004年最先潜心研究这一前沿课题,历经十余年成功研制出神奇的微生物水泥和微生物智能混凝土。

  微生物自地球历史早期便广泛的存在于地球表面环境,广泛的参与自然界的成岩成矿过程。“学习自然、模拟自然”,如何将自然界数十亿年前已经存在的微生物矿化作用为人类所用,为人类造福,东南大学材料科学与工程学院钱春香教授团队自2004年最先潜心研究这一前沿课题,历经十余年成功研制出神奇的微生物水泥和微生物智能混凝土。
  早在粘土、火山灰、石灰这些胶凝材料发明之前,甚至在人类未呈现之前,地球上就已经拥有了具有生命调控机制的生物胶凝材料,微生物通过自身的新陈代谢矿化形成有序摆列、布局优异、并具有胶凝特性的天然矿物材料,参与了自然界的成岩造丘过程。钱春香教授团队将这类微生物从自然界分离出来,通过酬报调控,将其在自然界漫长的胶结过程缩短在几天内完成,制备出了环境友好的新型低碳微生物水泥,包罗碳酸盐微生物水泥、磷酸盐微生物水泥两大类,主要用于地基加固、边坡防护、扬尘治理、重金属离子钝化以及建筑预成品制备等,这些神奇的微生物可以胶结砂粒,可以固结扬尘,可以制备砖块,还可以在土壤中牢牢的“抓住”重金属离子,阻止它们通过植物的根、茎、叶进入人类的食物链中,如图1~图4所示。
 

微生物水泥和微生物智能混凝土在不久的将来面世
图1 操作微生物水泥成功胶结砂样

 


图2 操作微生物水泥可以有效按捺扬尘

图3 操作微生物水泥可以钝化土壤中重金属离子

图4 操作微生物水泥制备钢渣建材预成品


   神奇的微生物介入混凝土,会给冰凉的混凝土赋予新的功能,钱春香教授团队秉持这个标的目的,取得了很多可喜的冲破,实现了混凝土裂缝自修复、抗泛碱、防止玻璃纤维腐蚀等智能化成长。混凝土材料一旦开裂,其耐久性迅速衰减,科学家们一直期待混凝土能像我们的皮肤一样自感知、自愈合。钱春香教授团队操作微生物生命活动的激发机制,将具有矿化能力并具有嗜碱特性的微生物预先埋入混凝土中,使其休眠;一旦混凝土开裂后,O2、CO2、水分等介质可实现有效传输,激发微生物复苏,在原位形成矿化产物,从而闭合裂缝,真正实现了混凝土对于开裂的自感知和自修复。此外,操作微生物还可以显著提升墙板的抗泛碱能力,庇护混凝土中的玻璃纤维不受腐蚀,如图5~图7所示。
 


图5操作微生物的复苏和矿化机制实现混凝土对裂缝的自感知和自修复

 


图6操作微生物实现墙板的抗泛碱功能

图7操作微生物防止混凝土中玻璃纤维腐蚀


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