夯土微生物覆膜抗侵蚀效果与机理研究

发布时间：2024-04-20 11:40

　　夯土建筑的典型代表—福建土楼,在南方长期的风驱雨侵蚀作用下,夯土墙体出现了不同程度的损伤,保护问题相当严峻。微生物诱导碳酸钙沉淀是微生物岩土工程的热点,该方法应用时操作方便,对环境无害,适应性强。研究表明该技术应用在砖石砌体古建筑文物和混凝土表面防护效果显著,不改变表面原有形貌的同时能大幅降低表面吸水性。对福建土楼而言,夯土墙体的耐水性决定着土楼的耐久性,墙体的耐水性又取决于夯土墙面的防水性能。本研究首次尝试将MICP技术应用于夯土墙体表面的覆膜,为福建土楼的保护技术做有益的探索。本文首先进行细菌的选取,活化培养和保存工作,得出细菌的生长规律以及培养的最适条件和细菌保存的时长。其次,在试管条件下研究反应物(细菌、尿素和Ca²⁺)、生成产物(NH₄⁺)、反应环境(pH和温度)对尿素水解过程中脲酶活性的影响以及细菌和混合液两者浓度共同对最终生成的碳酸钙的产率和晶型的影响。然后,对福建永定区土楼进行实地调研考察,归纳夯土墙体的病害并做简要分析。对当地取得的新土进行基本物理性能测定,完成三合土样的制备、养护和碳化,测得试样的无侧...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 生土材料改性研究
        1.2.2 土遗址保护研究
        1.2.3 福建土楼研究
    1.3 研究存在的问题
    1.4 拟采取的解决方法
    1.5 本文技术路线和主要研究内容
第2章 巴氏芽孢八叠球菌培养和活性研究
    2.1 引言
    2.2 实验室的建设
    2.3 细菌选购和活化培养
    2.4 细菌生长与脲酶活性
        2.4.1 细菌数量与脲酶活性的表征方法
        2.4.2 细菌生长和脲酶活性变化曲线
    2.5 环境因素对巴氏芽孢八叠球菌生长的影响
        2.5.1 温度的影响
        2.5.2 pH值的影响
    2.6 细菌保存
    2.7 本章小结
第3章 MICP技术影响因素研究
    3.1 引言
    3.2 实验测量方法
        3.2.1 NH4
+浓度
        3.2.2 CaCO₃产率
        3.2.3 CaCO₃沉淀矿物晶型
    3.3 尿素水解过程影响因素研究
        3.3.1 细菌的影响
        3.3.2 尿素的影响
        3.3.3 Ca²⁺的影响
        3.3.4 NH4
+的影响
        3.3.5 温度的影响
        3.3.6 pH值的影响
    3.4 细菌浓度、尿素和氯化钙混合液浓度对MICP的影响研究
        3.4.1 细菌浓度、尿素和氯化钙混合液浓度对CaCO₃产率的影响
        3.4.2 细菌浓度、尿素和氯化钙混合液浓度对CaCO₃晶型的影响
    3.5 本章小结
第4章 土楼实地调研及土样制备养护与碳化
    4.1 引言
    4.2 土楼的实地调查和分析
        4.2.1 福建土楼的特点及建造技艺
        4.2.2 夯土墙的病害形式及成因分析
    4.3 土的基本物理性能实验
        4.3.1 土的含水率实验
        4.3.2 土的矿物成分分析实验
        4.3.3 土的颗粒分析实验
        4.3.4 土的界限含水率实验
        4.3.5 土的击实实验
    4.4 土样的制备与养护
    4.5 土样的碳化
    4.6 土样的无侧限抗压强度
    4.7 本章小结
第5章 土样表面覆膜的效果实验研究
    5.1 引言
    5.2 试验方案
    5.3 土样表面覆膜
    5.4 表面色差分析实验
    5.5 SEM实验
    5.6 耐水性实验
        5.6.1 润湿性实验
        5.6.2 无渗透压力表面毛细吸水实验
        5.6.3 有渗透压力表面渗透吸水实验
    5.7 透气性实验
    5.8 耐久性实验
    5.9 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3959355