1. 研究目的与意义
目前为止，普通硅酸盐水泥(OPC)以其耐久性、耐久性和低成本成为最常用的建筑材料。 然而，OPC在制造过程中能耗高、碳排放大，对环境产生严重的负面影响。并且常规材料在使用过程中容易开裂安全性较低。对碳排放日益增加以及对安全性的担忧促使人们寻找绿色替代品来替代能源密集型和污染传统的化学建筑材料。利用生物系统设计绿色建筑材料是一种新颖的方法，设计一个可行的流程来同化周围物质并将其聚集到特定目的的砌块材料中迫在眉睫。
近年来，微生物岩土技术得到了越来越多的关注，微生物诱导碳酸盐沉淀技术（MICP）是通过细菌代谢产生脲酶在土壤中促进尿素水解生成碳酸钙沉淀来改良岩土体。研究表明该技术可以显著改善砂土的工程力学特性，但其固化效果易受诸多添加物质的影响。本文选取低成本、易获得的大豆蛋白作为添加物质，考察其不同浓度对巴氏芽孢杆菌固结砂土过程的强化作用，以期该方法可以更好地应用于工程领域。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：（1）考察适宜的菌液浓度，胶结液浓度和比例，灌浆时间等；
（2）pH,脲酶活性，尿素浓度，钙浓度随时间的变化；
（3）不同大豆蛋白浓度添加对细菌诱导碳酸盐沉淀固结砂土的影响；
3. 研究的方法与步骤
| 本实验利用注射器灌浆的方法，但因注射器有一定的厚度脱模不便，所以改为自制的模具。通过加入不同浓度的大豆蛋白进行对照，研究不同大豆浓度添加对细菌诱导碳酸盐沉淀固结砂土的影响，做4组对照组，每组3个平行对照：空白对照组、加0.25%大豆蛋白组、加0.5%大豆蛋白组、加0.75%大豆蛋白组。本实验连续需要进行14天，并每天收集菌液和胶结液的渗透液，并测量pH，钙离子浓度，脲酶活性，尿素浓度。 1、准备阶段 ①取一块医用纱布修剪后垫在塑料模具底部，并用凡士林均匀涂抹于内壁
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4. 参考文献1.沈道健, 王照宇, 梅岭, 李飞, 邵光辉, 刘亮, 微生物诱导碳酸钙沉淀加固地基技术研究进展. 江苏科技大学学报(自然科学版),2017. 31(3): 390-398. 2.Wang, X. and J. Tao,Polymer-modified microbially induced carbonate precipitation for one-shottargeted and localized soil improvement. Acta Geotechnica, 2018. 14(3):657-671. 3.Mokhtar, N., M.A.Megat Johari, H.A. Tajarudin, A.A. Al-Gheethi, and H.A. Algaifi, A sustainableenhancement of bio-cement using immobilised Bacillus sphaericus: Optimization,microstructural properties, and techno-economic analysis for a cleanerproduction of bio-cementitious mortars. Journal of Cleaner Production, 2021.318: 128470.
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5. 计划与进度安排1、2024.12.19-2024.1.8 查阅文献，确定课题内容框架；学习巴氏芽孢杆菌培养的基本操作。 2、2024.1.9-2024.3.5 完成文献翻译。调研大量文献，完成开题报告。设计实验方案并完成预实验。 3、2024.3.6-2024.5.7 先考察菌液浓度，胶结液浓度和比例，灌浆时间等对巴氏芽孢杆菌加固标准砂的效果；探究不同大豆蛋白浓度添加对细菌诱导碳酸盐沉淀过程的动力学影响：pH, 脲酶活性，尿素浓度，钙浓度随时间的变化；对所得产物进行形貌和成分表征及无侧限抗压强度测定；对所得数据进行处理并画图；完成论文主体内容的撰写。
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