Sandige Bodenverbesserung durch mikrobiell induzierte Calcit-Fällung (MICP) durch Eintauchen

Die in diesem Protokoll demonstrierte Tauchmethode hilft Forschern, ungebrochene, mit MICP behandelte Bodenproben für mechanische Tests durch verschiedene Formen zu entfernen. Diese Technik hilft MICP-behandelten Bodenproben, gleichmäßiger ausgefälltes Calciumcarbonat zu erhalten. Diese MICP-behandelten Bodenproben erhalten durch diese Methode auch bessere mechanische Eigenschaften.

Der wichtigste Aspekt dieser Technik ist sicherzustellen, dass die Aktivität von Bakterien gut genug für micP-Prozess ist, um Zeitaufwand und Materialverschwendung zu vermeiden. Die Entwicklung geeigneter Formen für unterschiedliche Anwendungen wird als ein weiterer wichtiger Aspekt für Forscher angesehen, die diese Technik zum ersten Mal auswählen wollen. Um zu beginnen, übertragen Sie 0,1 Milliliter bakterielle Suspension auf ein Zentrifugenrohr gefüllt mit 10 Milliliter frisches Wachstumsmedium.

Durch Invertieren und dann den Deckel des Rohres lösen, um die aeroben Bedingungen zu erhalten. Bereiten Sie sechs Röhren bakterielle Suspensionen mit Wachstumsmedium und ein Steuerrohr mit 10 Milliliter frisches Wachstumsmedium allein vor. Alle Rohre in einem Shaker bei 200 U/min und 30 Grad Celsius für 48 bis 72 Stunden inkubieren.

Wenn das Wachstumsmedium nach 48 Stunden trüb wird, stoppen Sie die Inkubation. Zentrifugieren Sie die Röhrchen mit Bakterien und Wachstumsmedium bei 4.000 mal g für 20 Minuten. Entfernen Sie den Überstand, ersetzen Sie mit 25 Milliliter frisches Wachstumsmedium, und mischen Sie gut mit einer Wirbelmaschine.

Um die Bakterienkultur zu verbessern, übertragen Sie 0,25 Milliliter der Suspension aus den Röhren in neue Schläuche mit 25 MilliliterWachstumsmedium zu Impfmittel. Inkubieren Sie alle Rohre in einem Shaker bei 200 U/min und 30 Grad Celsius für 48 Stunden. Zentrifugieren Sie die Röhrchen mit Bakterien und Wachstumsmedium bei 4.000 mal g für 20 Minuten.

Entfernen Sie den Überstand, ersetzen Sie mit frischem Wachstumsmedium, und mischen Sie gut mit einer Wirbelmaschine. Messen Sie die optische Dichte der Suspension mit 600 Nanometern auf einem Spektralphotometer. Passen Sie die Bakterienkonzentration mit frischem Wachstumsmedium auf einen OD600 von 0,6 an.

Fügen Sie etwa 140 Gramm trockenen Ottawa Sand mit 99,7% Schnüre in Formen durch die Luft-Pluviation-Methode, um einen mittleren dichten Zustand mit relativer Dichte im Bereich von 42 bis 55% und Sand Trockendichte im Bereich von 1,58 bis 1,64 Gramm pro Kubikzentimeter zu erreichen. Legen Sie eine Abdeckung auf die Proben und fixieren Sie sie durch Nähen. Gießen Sie die bakterielle Lösung durch die durchlässige geotextile Abdeckung in die Proben.

Wenn fließende bakterielle Lösung auf dem Boden von Bodenproben beobachtet wird, werden sie als gesättigt betrachtet. Als nächstes legen Sie die Proben in das Regal. Tauchen Sie das gesamte Regal in einen mit Zementierungsmedien gefüllten Chargenreaktor ein.

Schalten Sie die Luftzufuhr ein und passen Sie die Luftleistung an, um 100 % Luftsättigung zu halten. Warten Sie sieben Tage der MICP-Reaktion. Nehmen Sie die Proben aus dem Reaktor heraus.

Verwenden Sie ein Messer, um die vollkontaktflexible Form zu schneiden. Dann waschen Sie die Proben mit Wasser, um die Restlösung in den Porenräumen zu entfernen. Legen Sie die Proben 48 Stunden lang in einen 105-Grad-Celsius-Ofen, bis ihre Gewichte konstant bleiben.

Für die synthetische Faser 2,7 Gramm der Fasern und 900 Gramm des trockenen Sandes in kleinen Schritten von Hand mischen, um eine gleichmäßige Mischung mit 0,3% Fasergehalt zu erhalten. Für die natürliche Palmfaser vier Teile Sand mit je 190 Gramm zubereiten. Bereiten Sie drei Schichten Fasern mit jeweils etwa 1,8 Gramm vor.

Fügen Sie die vier Teile des Sandes und drei Schichten von Fasern in starren Vollkontaktform in Intervallen. Wiederholen Sie als Nächstes die MICP-Behandlung wie zuvor. In diesem Protokoll wurde gefälltes Calciumcarbonat in der gesamten MICP-behandelten Probe beobachtet.

Die MICP-behandelte Probe wurde in drei verschiedene Bereiche unterteilt. Der Calciumcarbonatgehalt der MICP-behandelten Probe nach dem Tauchverfahren lag zwischen 9,0 und 9,5 %, was darauf hindeutet, dass das gefällte Calciumcarbonat gleichmäßig über die Bodenprobe verteilt war. Die Spannungsdehnungskurven von Bio-Brick, verstärkt mit drei Schichten Palmfaser und unverstärktem Bio-Stein, zeigten die Biegefestigkeit von unverstärktem Bio-Stein bei 1,150 Kilopascal, während die von verstärktem Bio-Stein 980 Kilopascal betrug.

Die Flexure-Sorte wurde durch Zugabe der Palmfaser deutlich verbessert. Es ist sehr wichtig, die Aktivität der Bakterienlösung vor dem MICP-Prozess zu gewährleisten. Wenn nicht, ist es ungewiss, im Experiment erfolgreich zu sein.

Sobald das Experiment fehlschlägt, sollte es eine Verschwendung von Zeit und Materialien sein. Nach diesem Verfahren können verschiedene Formen für verschiedene experimentelle Zwecke durch MICP-Technik entworfen werden. Der Einfluss von MICP auf verschiedene Arten von Struktur oder verschiedene Materialien kann durch diese Formen simuliert werden.