再生砖骨料负载微生物对水泥基材料裂缝自修复的影响

赵晓萌，宗旭东，杨义杰，王杰，杜明星，冯春花（河南理工大学材料科学与工程学院）

摘要：微生物诱导矿化沉淀（MICP）应用于水泥基材料中时，主要利用微生物与钙源发生反应生成碳酸钙，实现水泥基材料裂缝的自修复。然而，MICP实际应用受到微生物生存环境的限制。本文使用再生砖骨料（RBA）作为载体材料，探究了RBA负载Ca2+/Mg2+诱导下的微生物对水泥基材料裂缝的自修复效果，并采用电感耦合等离子体（ICP）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等现代测试手段，对影响机理进行了探讨。结果表明：Mg2+的加入在一定范围内提高了微生物的矿化率；RBA掺量为60%（质量分数）时，水泥基材料强度受到的影响较小。裂缝初始宽度110.98μm的试件裂缝修复率达到97.7%，吸水率降低63.6%；裂缝初始宽度167.61μm的试件裂缝修复率可达96.4%，吸水率降低76. 4%。当水泥基材料产生裂缝时，微生物的诱导矿化作用产生的碳酸钙沉淀可有效填充试件裂缝，实现水泥基材料裂缝的自修复效果。

关键词：水泥基材料； 再生砖骨料； 负载； 微生物； 诱导矿化； 裂缝； 自修复