自愈合混凝土，解决混凝土结构裂缝难题！-欧美大地仪器

原标题：自愈合混凝土，解决混凝土结构裂缝难题！-欧美大地仪器

细菌混凝土(自愈合混凝土)

细菌混凝土或称自愈合混凝土是指在混凝土硬化后，借助细菌反应作用来修补结构中出现的裂缝。各种的细菌、作用机理及制备的细菌混凝土均有过相关研究，如今，这项应用技术已经把建筑标准提高到一个新的高度。

为了获得更好、更稳定和更经济的混凝土建筑，人们应用了不同的规程、方法和材料；但由于人为失误、错误的操作和欠熟练的工人，一栋建筑很难维持到它的设计寿命。施工后会出现风化、裂缝、漏水、弯曲等问题。为了克服这类问题，在施工前后就需要进行一些补救措施。

01 建筑常见开裂问题的原因

建筑常见的开裂问题原因有很多，一般归为以下：

对于建筑裂缝这一常见问题，在裂缝发生前后有许多补救措施。其中一种就是细菌混凝土或自愈合混凝土。混凝土硬化后，能通过细菌反应使裂缝自我愈合或自我填补裂缝的过程被称为自愈合混凝土。可以观察到，混凝土结构中宽度为0.05-0.1mm的小裂缝，在反复的干湿循环中完全被填充满。

02 细菌混凝土(自愈合混凝土)

这种自我愈合的机理是，水颗粒从0.05-0.1mm宽的类似毛细血管的裂缝中渗透，这些水颗粒使未反应或部分反应的水泥发生水化，水泥膨胀，进而填满裂缝。但当裂缝大过以上宽度时，就需要别的修复措施。目前正在研究和开发的一种可行的技术，是基于在混凝土中矿物产生的细菌。裂缝自愈合时起作用的是酸性细菌。这些细菌可以在休眠细胞中，和在干燥条件下存活200多年；它们在裂缝愈合过程中起到催化的作用。

混凝土中使用的各种细菌

用于自愈合混凝土中的不同细菌种类：

自愈合混凝土是由未发生反应的石灰石和钙基营养素在细菌的帮助下，通过生物反应来修复建筑物上出现的裂缝。一种特殊的芽孢杆菌和钙基营养素（乳酸钙）共同起作用，当制备混凝土时，将它们加入到已拌好的湿混凝土中；这种细菌的休眠期可达约200年。当混凝土出现裂缝时，水就会从裂缝中渗入；这时细菌的孢子发芽，开始吞噬乳酸钙，消耗氧气，可溶的乳酸钙转化成了不溶的石灰石，不溶的石灰石开始变硬，从而自动填充裂纹，无需任何外力。这个过程的另一个好处是，当细菌消耗氧气将钙转化为石灰石时，它有效防止了因裂纹而造成的钢筋腐蚀，提高了钢筋混凝土结构的耐久性。

自愈合后的混凝土裂缝

03 细菌混凝土的制备

两种制备方法

采用直接使用法时，细菌孢子和乳酸钙被直接加进拌合好的混凝土中。这种方法细菌和乳酸钙不会改变混凝土的一般性能。当结构明显产生裂缝时，细菌暴露出来，水与这种细菌接触时，它们开始生长，吞噬乳酸钙，并产生石灰石，从而封住裂缝。封装法时，细菌及其吞噬的乳酸钙被放到经处理的粘土颗粒内部，用来制备混凝土；混凝土中的粘土颗粒添加比例大约为6%；当用细菌混凝土制成的结构出现裂缝时，粘土颗粒随即破碎，细菌生长，吞噬乳酸钙，产生石灰石，石灰石变硬，从而封住裂缝。宽度约0.5mm的小裂缝可以采用细菌混凝土处理。在这两种方法中，封装方法更为常用，尽管它比直接应用成本更高。

封装法用于轻质混凝土

自愈合混凝土的化学过程

当水与混凝土中未水化的钙接触时，细菌就会起到催化剂的作用，促使产生氢氧化钙；氢氧化钙与大气中的二氧化碳发生反应，形成石灰石和水；多余的水分子又使反应继续进行。石灰石硬化后就封住了混凝土中的裂缝。

自愈合混凝土的化学过程

04 标准试验

对普通混凝土和自愈合混凝土进行标准试验。

混凝土试块7天和28天的抗压和抗折强度试验数据如下：

细菌混凝土7天、28天抗压强度试验结果

细菌混凝土7天、28天弯曲强度试验结果

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结果表明：细菌混凝土的抗压强度和抗弯强度均优于普通混凝土。

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05 细菌混凝土的优缺点

优点：

缺点：

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