Mejora del suelo de arena a través de la precipitación de calcita inducida microbiana (MICP) por inmersión

El método de inmersión demostrado en este protocolo ayuda al investigador a eliminar la muestra de suelo tratada con MICP ininterrumpida para pruebas mecánicas a través de diferentes moldes. Esta técnica ayuda a la muestra de suelo tratada con MICP a obtener carbonato de calcio precipitado más uniforme. Esas muestras de suelo tratadas con MICP también obtienen mejores propiedades mecánicas a través de este método.

El aspecto más importante de esta técnica es asegurar que la actividad de las bacterias sea lo suficientemente buena para que el proceso DEL MICP evite el consumo de tiempo y el desabrocimiento de materiales. El diseño de moldes apropiados para diferentes aplicaciones se considera otro aspecto importante para los investigadores que tienen la intención de seleccionar esta técnica por primera vez. Para comenzar, transfiera 0,1 mililitros de suspensión bacteriana a un tubo centrífugo lleno de 10 mililitros de medio de crecimiento fresco.

Mezclar bien invirtiendo y luego, aflojar la tapa del tubo con el fin de mantener condiciones aeróbicas. Preparar seis tubos de suspensiones bacterianas con medio de crecimiento y un tubo de control con 10 mililitros de medio de crecimiento fresco solo. Incubar todos los tubos en una coctelera a 200 RPM y 30 grados Celsius durante 48 a 72 horas.

Si el medio de crecimiento se vuelve turbio después de 48 horas, detenga la incubación. Centrifugar los tubos con bacterias y medio de crecimiento a 4.000 g durante 20 minutos. Retire el sobrenadante, sustitúyalo con 25 mililitros de medio de crecimiento fresco y mezcle bien con una máquina de vórtice.

Luego, para mejorar el cultivo de bacterias, transferir 0,25 mililitros de la suspensión de los tubos a nuevos tubos con 25 mililitros de medio de crecimiento a inocular. Incubar todos los tubos en una coctelera a 200 RPM y 30 grados Celsius durante 48 horas. Centrifugar los tubos con bacterias y medio de crecimiento a 4.000 g durante 20 minutos.

Retire el sobrenadante, sustitúyalo con un medio de crecimiento fresco y mezcle bien con una máquina de vórtice. Mida la densidad óptica de la suspensión a 600 nanómetros en un espectrofotómetro. Ajuste la concentración de bacterias utilizando un medio de crecimiento fresco a un OD600 de 0,6.

Añadir aproximadamente 140 gramos de arena seca de Ottawa con 99,7% de cuerdas en moldes por el método de pluviación de aire para alcanzar una condición densa mediana con densidad relativa en el rango de 42 a 55% y densidad seca de arena en el rango de 1.58 a 1.64 gramos por centímetros cúbicos. Coloque una cubierta en la parte superior de las muestras y fíjela cosiendo. Vierta la solución bacteriana a través de la cubierta geotextil permeable en las muestras.

Cuando se observa una solución bacteriana que fluye en el fondo de las muestras de suelo, se consideran saturadas. A continuación, coloque las muestras en el estante. Sumerja todo el estante en un reactor por lotes lleno de medios de cementación.

Encienda el suministro de aire y ajuste la salida de aire para mantener una saturación de 100% de aire. Espere siete días de reacción del MICP. Saque las muestras del reactor.

Utilice un cuchillo para cortar el molde flexible de contacto completo. A continuación, lave las muestras con agua para eliminar la solución residual en los espacios de los poros. Coloque las muestras en un horno Celsius de 105 grados durante 48 horas hasta que sus pesos permanezcan constantes.

Para la fibra sintética, mezclar 2,7 gramos de las fibras y 900 gramos de arena seca en pequeños incrementos a mano para obtener una mezcla uniforme con 0,3% de contenido de fibra. Para la fibra de palma natural, preparar cuatro partes de arena con 190 gramos cada uno. Preparar tres capas de fibras con aproximadamente 1,8 gramos cada una.

Agregue las cuatro partes de arena y tres capas de fibras en molde rígido de contacto completo a intervalos. A continuación, repita el tratamiento MICP como se ha dado anteriormente. En este protocolo, se observó carbonato de calcio precipitado a lo largo de la muestra tratada con MICP.

La muestra tratada por el MICP se dividió en tres áreas diferentes. El contenido de carbonato de calcio de la muestra tratada con MICP por el método de inmersión osciló entre el 9,0 y el 9,5%, lo que indica que el carbonato de calcio precipitado se distribuyó uniformemente a lo largo de la muestra del suelo. Las curvas de tensión de bio ladrillo reforzadas con tres capas de fibra de palma y bio ladrillo no reforzado mostraron que la resistencia a la flexión del bio ladrillo no reforzado era de 1.150 kilopascales, mientras que la de bio ladrillo reforzado era de 980 kilopascals.

La tensión de flexión se mejoró significativamente mediante la adición de la fibra de palma. Es muy importante asegurar la actividad de la solución bacteriana antes del proceso MICP. Si no, es incierto tener éxito en el experimento.

Una vez que el experimento falla, debe ser una pérdida de tiempo y materiales. Siguiendo este procedimiento, diferentes moldes pueden ser diseñados para diferentes propósitos experimentales a través de la técnica MICP. La influencia de MICP en diferentes tipos de estructura o diferentes materiales puede ser simulada por estos moldes.