Sandy Soil forbedring gjennom Mikrobielt indusert kalsitt nedbør (MICP) ved Immersion

Summary

Her mikrobielt indusert kalsitt nedbør (MICP) teknologi presenteres for å forbedre jordegenskaper ved nedsenkning.

Abstract

Målet med denne artikkelen er å utvikle en nedsenking metode for å forbedre mikrobielt indusert kalsitt nedbør (MICP) behandlet prøvene. En batch reaktor ble satt sammen for å dyppe jordprøver i sementering Media. Den sementering medier kan fritt diffus i jord prøvene i den satsvise reaktoren i stedet for sementering medier blir injisert. En full kontakt fleksibel mold, en rigid full kontakt mold, og en kjerne murstein mold ble brukt til å forberede ulike jordprøve holdere. Syntetiske fibre og naturlige fibre ble valgt for å forsterke MICP-behandlede jordprøver. Den igangsatte CaCO₃ i forskjellige områder av MICP-behandlede prøvene ble målt. Resultatene fra CaCO₃ -fordelingen viste at den igangsatte caco₃ ble jevnt fordelt i jord prøven ved nedsenking metoden.

Introduction

Som en biologisk bakken forbedrings teknologi, mikrobielt indusert kalsitt nedbør (MICP) er i stand til å forbedre engineering egenskaper av jord. Det har blitt brukt til å forbedre styrke, stivhet, og permeabilitet av jord. Den MICP teknikken har fått mye oppmerksomhet for jordforbedring over hele verden^1,2,3,4. Med naturlig nedbør skjer og kan bli indusert av patogeniske organismer som er innfødt til jord miljøet⁵. Den MICP biokjemiske reaksjonen er drevet av eksistensen av ureolytic bakterier, urea og en kalsium-rik løsning^5,6. Sporosarcina pasteurii er en svært aktiv urease enzym som katalyserer reaksjonen nettverket mot utfelling av kalsitt^7,8. Den urea hydrolyse prosessen produserer oppløst ammonium (NH^{4 +}) og uorganisk på (co₃^2-). De kan reagere med kalsium-ioner for å utløse kalsium-krystaller. Den urea hydrolyse reaksjonene er vist her:

Den igangsatte CaCO₃ kan binde sand partiklene sammen for å forbedre de tekniske EGENSKAPENE til MICP jord. Den MICP teknikken har vært brukt i ulike programmer, for eksempel forbedring av styrke og stivhet av jord, reparasjon av betong, og miljømessige Utbedring^{9,10,11,12, 13} på alle ^{, 14} priser og priser ^{, 15}av dem.

Zhao et al.¹⁶ utviklet en nedsenking metode for å forberede MICP-behandlede prøver. En full kontakt fleksibel mold laget av geotekstil ble brukt i denne metoden. Den igangsatte CaCO₃ distribueres jevnt gjennom deres MICP-behandlede prøver. Bu et al.¹⁷ utviklet en rigid full kontakt mold å forberede MICP-behandlet bjelke prøver av en nedsenking metode. Den MICP-behandlede prøven utarbeidet av denne metoden ved hjelp av en rigid full kontakt mold kan danne egnet stråleform. Den MICP-behandlede prøven ble delt inn i fire og CaCO₃ innholdet ble målt. Den CaCO₃ innhold varierte fra 8,4 ± 1,5% til 9,4 ± 1,2% av vekt, noe som indikerte at caco₃ distribueres jevnt i MICP-behandlede prøvene ved nedsenking metoden. Disse MICP-behandlede prøvene oppnådde også bedre mekaniske egenskaper. Disse MICP-behandlede bio-prøvene nådde en 950 kPa Bøyning styrke, noe som var omtrent som 20-25% sement-behandlede prøver (600-1300 kPa). Li et al.¹⁰ lagt tilfeldig fordelt diskret fiber inn i sand jord og behandlet JORDA ved MICP nedsenking metoden. De fant at skjær styrke, duktilitet, og svikt stamme av MICP-behandlet jord ble styrket åpenbart ved å legge passende fiber.

Den nedsenking metoden for MICP har vært kontinuerlig forbedret^10,16,17. Denne metoden kan brukes til å forberede MICP-behandlede jordprøver og MICP-behandlede prefabrikkerte bygningsmaterialer, for eksempel murstein og bjelker. Ulike geometri dimensjoner av prøven forberedelse mold ble utviklet. Fibre ble lagt i MICP-behandlet prøvene å forbedre sine egenskaper. Denne detaljerte protokollen var ment å dokumentere nedsenking metoder for MICP behandling.

Protocol

Merk: alt relevant materiale som brukes i de følgende prosedyrene er ikke farlig. Personlig verneutstyr (vernebriller, hansker, laboratoriefrakk, full lengde bukser, lukket-tå sko) er fortsatt nødvendig. 1. utarbeidelse av bakterie løsning Utarbeidelse av vekstmedium (NH4-ye medium)Merk: komponentene i vekst Media per liter deionisert vann er: 20 g gjærekstrakt; 10 g av (NH4)2så4; og 0,13 M Tris buffer (pH 9,0). Autoklav i…

Representative Results

Figur 7 viser fordelingen av igangsatte caco3 i hele det MICP-behandlede utvalget. Den MICP-behandlede prøven ble delt inn i tre forskjellige områder. CaCO3 -innholdet i hvert område ble testet av syre vaske metoden. Å oppløse igangsatte karbonater, den tørre MICP-behandlede prøvene ble vasket i en HCl løsning (0,1 M), deretter skylles, drenert, og ovnen-tørket i 48 timer. Forskjellen verdien mellom massene av prøvene før og etter syre vask ble ansett for å …

Discussion

Den MICP teknikken ved nedsenkning ble presentert i dette papiret. Jordprøver var nedsenket i batch reaktoren å få fullt penetrert av sementering Media i MICP prosessen. I denne metoden, en full kontakt fleksibel mold, en rigid full kontakt mold, og en kjerne murstein mold ble brukt til å forberede MICP-behandlede prøvene.

Ulike former kan utformes for ulike geometri krav. Den fiber strukturen i geotekstil økt kontaktområdet mellom sand og sementering Media, som effektivt økte inntreng…

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)