침수에 의한 미생물 유발 방해석 침전(MICP)을 통한 모래 토양 개선
Summary
여기서, 미생물로 유도된 방해석 침전(MICP) 기술은 침수에 의해 토양 특성을 개선하기 위해 제시된다.
Abstract
이 문서의 목적은 미생물로 유도된 방해석 침전(MICP) 처리 샘플을 개선하기 위한 침수 방법을 개발하는 것이다. 토양 샘플을 시멘트 매체에 침지시키기 위해 배치 반응기를 조립하였다. 시멘트 매미는 주입되는 시멘트 매체 대신 배치 반응기의 토양 샘플로 자유롭게 확산될 수 있습니다. 전체 접촉 플렉시블 금형, 단단한 전체 접촉 금형 및 코어드 브릭 금형을 사용하여 다양한 토양 샘플 홀더를 준비했습니다. MICP 처리 된 토양 샘플을 보강하기 위해 합성 섬유 및 천연 섬유를 선택했습니다. MICP 처리 된 샘플의 상이한 영역에서 침전 된CaCO3를 측정하였다. 상기 CaCO3 분포 결과는 침전된 CaCO3이 침지 방법에 의해 토양 시료에 균일하게 분포되었다는 것을 입증하였다.
Introduction
생물학적 지반 개선 기술로서, 미생물로 유도된 방해석 침전(MICP)은 토양의 엔지니어링 특성을 개선할 수 있습니다. 그것은 강도 향상 시키기 위해 사용 되었습니다., 강성, 그리고 토양의 투과성. MICP 기술은 전 세계적으로 토양 개선에 대한 많은 관심을 얻고있다1,2,3,4. 탄산염 침전은 자연적으로 발생하며 토양 환경에 고유한 비병원성 유기체에 의해 유도될 수 있다5. MICP 생화학반응은 요도용해균, 요소 및 칼슘이 풍부한용액의존재에 의해 구동된다5,6. 스포로사르키나 파스퇴레리는 방해석7,8의침전을 향해 반응 네트워크를 촉매하는 고활성 우르아제 효소이다. 요소 가수 분해 공정은 용존 암모늄 (NH4 +)및 무기 탄산염 (CO32-)을 생성합니다. 탄산염 이온은 칼슘 이온과 반응하여 탄산칼슘 결정으로 침전됩니다. 요소 가수 분해 반응은 여기에 표시됩니다 :
침전된 CaCO3는 MICP 처리 된 토양의 엔지니어링 특성을 개선하기 위해 모래 입자를 결합 할 수 있습니다. MICP 기술은 토양의 강도 및 강성 개선, 콘크리트 수리 및 환경 개선9, 10,11,12, 13세 , 14세 , 15.
Zhao 등16MICP 처리 된 샘플을 제조하는 침지 방법을 개발했습니다. 이 방법에는 지오텍으로 만들어진 완전한 접촉 플렉시블 금형이 사용되었습니다. 침전된 CaCO3은 MICP 처리 된 샘플 전체에 균일하게 분포되었습니다. Bu et al.17은 침지 방법으로 MICP 처리 빔 샘플을 제조하기 위해 견고한 전체 접촉 금형을 개발했습니다. 이 방법에 의해 제조된 MICP 처리 된 샘플은 경질 전체 접촉 금형을 사용하여 적합한 빔 형상을 형성 할 수 있습니다. MICP 처리 된 샘플을 4 개로 나누고 CaCO3 내용을 측정하였다. 상기 CaCO3 함량은 8.4±1.5% ~ 9.4±1.2 중량 중량의 범위로, 이는 침지 방법에 의해 MICP 처리 된 샘플에서 CaCO3이 균일하게 분포되어 있음을 나타냈다. 이러한 MICP 처리 샘플은 또한 더 나은 기계적 특성을 달성했습니다. 이러한 MICP 처리 된 바이오 시편은 950 kPa 굴곡 강도에 도달했으며, 이는 20-25 % 시멘트 처리 샘플 (600- 1300 kPa)과 유사했습니다. Li 등10은 모래 토양에 무작위로 분산된 이산 섬유를 첨가하고 MICP 침지 방법으로 토양을 처리하였다. 그(것)들은 MICP 처리한 토양의 전단 힘, 연성 및 실패 긴장이 적당한 섬유를 추가해서 명백하게 강화되었다는 것을 것을을 발견했습니다.
MICP에 대한 침수 방법은 지속적으로10,16,17개선되었습니다. 이 방법은 MICP 처리 된 토양 샘플 및 벽돌 및 빔과 같은 MICP 처리 조립식 건축 자재를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 시료 전대 금형의 다양한 형상 치수가 개발되었습니다. 섬유는 그들의 성질을 향상시키기 위해 MICP 처리 된 샘플에 첨가되었다. 이러한 상세한 프로토콜은 MICP 치료를 위한 침수 방법을 문서화하기 위한 것이었다.
Protocol
Representative Results
Discussion
침수에 의한 MICP 기법을 이 백서에 제시하였습니다. 토양 샘플을 MICP 공정에서 시멘트 매체에 의해 완전히 침투하기 위해 배치 반응기로 침지하였다. 이 방법에서는 MICP 처리 된 샘플을 준비하기 위해 전체 접촉 플렉시블 금형, 단단한 전체 접촉 금형 및 코어드 벽돌 금형을 적용했습니다.
다양한 형상 요구 사항에 따라 다양한 금형을 설계할 수 있습니다. 지오텍의 섬유질 구?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 국립 과학 재단 보조금 번호 1531382 및 MarTREC에 의해 지원되었다.
Materials
| Ammonium Chloride, >99% | Bio-world | 40100196-3 (705033) | |
| Ammonium Sulfate | Bio-world | 30635330-3 | |
| Calcium Chloride Dihydrate, >99% | Bio-world | 40300016-3 (705111) | |
| Nutrient Broth | Bio-world | 30620056-3 | |
| Sodium Bicarbonate, >99% | Bio-world | 41900068-3 (705727) | |
| Sporosarcina pasteurii | American Type Culture Collection | ATCC 11859 | |
| Synthetic fiber | FIBERMESH | Fibermesh 150e3 | |
| Tris-Base, Biotechnology Grade, >99.7% | Bio-world | 42020309-2 (730205) | |
| Urea, USP Grade, >99% | Bio-world | 42100008-2 (705986) | |
| Yeast Extract | Bio-world | 30620096-3 (760095) |
Referências
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