基于最优含水率的红层泥岩微生物改良材料优化研究

在采用拌合法对红层泥岩路基垫层材料进行微生物改良处理时,一般要受到土体最优含水率的限制,改良用的菌液、胶结液等材料总量是一定的,相关材料的配比和浓度直接影响改良处理效果.基于此,论文考虑胶菌比、胶结液浓度、菌液浓度等主要影响因素,以碳酸钙沉积量作为评价指标,分别设计进行了单因素试验和响应面试验,研究结果显示：在单因素试验过程中,胶菌比、胶结液浓度、菌液浓度对碳酸钙沉积量均具有明显影响,存在优化的区间范围;通过响应面试验分析确定了最优含水率下微生物最优材料配比,胶菌比4.16∶1、胶结液浓度3.21 mol/L、菌液浓度OD₆₀₀=1.78;在优化方案下,红层泥岩垫层材料微生物拌合法改良处理后,碳酸钙沉积量可达到4.77%,无侧限抗压强度达到了0.36 MPa,能较好地满足工程需求.相关研究成果可为土体的微生物改良处理提供参考.     

新型材料固定化氧化还原酶进展

氧化还原酶可催化许多关键反应,在生物制造中具有重要的应用价值。本文关注新型材料在氧化还原酶固定化中的应用和进展,总结碳材料、导电高分子、金属-有机框架材料等以及复合材料固定化酶的研究现状。分析各种材料的介观结构、理化性能,及其在酶固定中的优势和缺点。探讨以提高材料生物相容性从而提升氧化还原酶稳定性和催化效率为导向的界面修饰调控的策略。着重介绍导电材料固定化氧化还原酶,及其在生物转化、生物传感器、生物燃料电池等领域应用。并对氧化还原酶固定化的发展趋势和所面临的挑战进行展望。     

海水环境下混凝土裂缝微生物改性修复研究

为了提升海水环境下混凝土裂缝的MICP修复效果,以火山灰作为固菌载体,进行了海水环境下火山灰增强MICP修复混凝土裂缝试验,综合修复体的宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析了火山灰对MICP技术修复混凝土裂缝的影响及作用机制.结果表明,(1)经过海水驯化的巴氏芽孢杆菌对海水环境适应性增强,胶结物产量明显提升;(2)火山灰能够有效提升MICP对混凝土裂缝的修复效果,加固试样的抗剪强度,提升了75.12%～94.94%,抗压强度增加了50.36%,渗透系数从10^-2cm/s降低至10^-7cm/s,超声波检测的声时值降低了48.52%～49.16%;(3)火山灰对MICP修复混凝土裂缝的改性增强作用机制主要包括3方面：第一方面,火山灰对菌体的保护作用,火山灰中的活性氧化物与强碱发生反应,消耗环境中的OH^-,降低裂缝内的pH值,同时火山灰的多孔结构使细菌的“定植区域”增加,为其提供较适宜的生长反应环境;第二方面,火山灰自身作为填充物优化了裂缝空间结构,使其密实性增加;第三方面,火山灰的水化反应和聚合反应生成了碳酸盐-硅铝酸盐等...