细菌诱导碳酸钙矿化材料及其应用前景

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1、万方数据第12卷第4期建筑材料学报V01．12，No．42009年8月JOURNALOFBUILDINGMATERIALSAug．．2009文章编号：1007—9629(2009)04—0482—05细菌诱导碳酸钙矿化材料及其应用前景李沛豪，屈文俊(同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：采用XRD，SEM，超声波及混凝土碳化分析研究了细菌诱导矿化材料晶相、生长形貌、与基层的黏结及对混凝土抗碳化性能的影响．结果表明：细菌诱导碳酸钙沉积晶相为方解石和球文石；对于菌种Sporosarcinapasteurii，Ca2+源影响其沉积晶相，培养基中肉汤影响晶体生长

2、形貌；矿化材料在试样表层均匀沉积生长，与基层形成有效黏结，并可有效提高混凝土的抗碳化性能．细茵诱导矿化材料可应用于历史建筑的修复保护与混凝土结构耐久性的改善．关键词：细茵；生物矿化；生物修复；耐久性；碳化；历史建筑保护中图分类号：TU526文献标识码：AApplicationsofCalciumCarbonateMineralizationMaterialInducedbyBacteriumL工Pei-hao．(CollegeofCivilEngineering，TongjiQUVl，舀咒-j“咒University，Shanghai200092，China)A

3、bstract：Anexperimentalstudywascarriedouttoinvestigatepotentialapplicationsofbacteriallyinducedmineralizedmaterialsofcalciumcarbonateonconcretesurface．ThecrystalphaseandgrowthmorphologyofthedepositedminerallayerwereanalyzedbyusingXRDandSEM．Thebondbehaviorbetweenthede—positedmineraland

4、substratewasmeasuredwithutralsonication．Thedurabilityofmodifiedconcretewasstudiedthroughanacceleratedcarbonationtest．Experimentalresultsshowthatphasesofmineralcrystalarecalciteandvaterite．ForbacteriumSporosarcinapasteurii，calciumsourcehasaneffectonthephaseofcalciumcarbonatemineraliza

5、tion，andthecrystalshapeofcalciumcarbonateisinfluencedbynutrientbrothinculturemedium．Thecrystalisdepositeduniformlyontheconcretesurface，mineralcrystalsarestrong-lYbondedtothesubstrateresultinginagreatimprovementofanti—carbonationofconcrete．Evidenceshowthatbacteriallyinducedmineralized

6、materialshasagreatpotentialforremedyofhistoricbuildingsandim—provementofconcretedurability．Keywords：bacterium；biomineralization；bioremediation，durability；carbonation；historicbuildingcon—servation细菌在自然界矿化沉积过程中扮演着重要的角色，如地壳碳酸盐沉积及岩石形成‘卜21，其参与并诱导或控制无机矿物沉积形成．并且细菌有着广泛的矿化沉积能力，矿物范围包括磷酸盐、硫酸盐、碳

7、酸盐、硅酸盐、硫化物及氧化物等‘}引．近年来细菌诱导矿化引起众多领域学者的关注Is-S]，如地下水重金属污染治理、重金属环境污染的生物修复及砂土工程性能改良等．收稿日期：2008—09—24；修订日期：2008—10—22基金项目t国家自然科学基金资助项目(50678127)#国家科技支撵计划课题(2006BAJ03A07—04)资助项目第一作者：李沛豪(1978一)，男．湖北黄冈人，同济大学博士．主要从事历史建筑遗产生物修缮与维护方面的研究工作．E-mail。pumalph@163．corfl万方数据第4期李沛豪，等：细菌诱导碳酸钙矿化材料及其应用前景483在

8、历史建筑修复保护方面，R