Miglioramento del suolo sabbioso attraverso la precipitazione calcittica indotta microbica (MICP) per immersione

Il metodo di immersione dimostrato in questo protocollo aiuta il ricercatore a rimuovere il campione di terreno ininterrotto trattato con MICP per test meccanici attraverso diversi stampi. Questa tecnica aiuta il campione di terreno trattato con MICP a ottenere carbonato di calcio precipitato più uniforme. Questi campioni di terreno trattati con MICP ottengono anche migliori proprietà meccaniche attraverso questo metodo.

L'aspetto più importante di questa tecnica è garantire che l'attività dei batteri sia abbastanza buona per il processo MICP per evitare di dispendioso in termini di tempo e di materiale. La progettazione di stampi appropriati per diverse applicazioni è considerata un altro aspetto importante per i ricercatori che intendono selezionare questa tecnica per la prima volta. Per iniziare, trasferire 0,1 millilitro di sospensione batterica in un tubo di centrifuga riempito con 10 millilitri di mezzo di crescita fresco.

Mescolare bene invertendo e quindi allentare il coperchio del tubo per mantenere le condizioni aerobiche. Preparare sei tubi di sospensioni batteriche con mezzo di crescita e un tubo di controllo con 10 millilitri di mezzo di crescita fresco da solo. Incubare tutti i tubi in uno shaker a 200 giri/min e 30 gradi Celsius per 48-72 ore.

Se il mezzo di crescita diventa torbido dopo 48 ore, interrompere l'incubazione. Centrifugare i tubi con batteri e mezzo di crescita a 4.000 volte g per 20 minuti. Rimuovere il supernatante, sostituire con 25 millilitri di mezzo di crescita fresco e mescolare bene utilizzando una macchina a vortice.

Quindi, per migliorare la coltura dei batteri, trasferire 0,25 millilitri della sospensione dai tubi in nuovi tubi con 25 millilitri di mezzo di crescita per inoculare. Incubare tutti i tubi in uno shaker a 200 giri/min e 30 gradi Celsius per 48 ore. Centrifugare i tubi con batteri e mezzo di crescita a 4.000 volte g per 20 minuti.

Rimuovere il supernatante, sostituire con un mezzo di crescita fresco e mescolare bene utilizzando una macchina a vortice. Misurare la densità ottica della sospensione a 600 nanometri su uno spettrofotometro. Regolare la concentrazione di batteri utilizzando un mezzo di crescita fresco a un OD600 di 0,6.

Aggiungere circa 140 grammi di sabbia secca di Ottawa con corde del 99,7% negli stampi con il metodo di pluviazione dell'aria per raggiungere una condizione mediana densa con densità relativa nell'intervallo dal 42 al 55% e densità secca di sabbia nell'intervallo da 1,58 a 1,64 grammi per centimetro cubo. Posizionare una copertura sopra i campioni e fissarla cucendo. Versare la soluzione batterica attraverso il coperchio geotessile permeabile nei campioni.

Quando si osserva una soluzione batterica fluida sul fondo dei campioni di terreno, sono considerati saturi. Quindi, posizionare i campioni sullo scaffale. Immergere l'intero ripiano in un reattore batch riempito con mezzi di cementazione.

Accendere l'alimentazione dell'aria e regolare l'uscita dell'aria per mantenere la saturazione dell'aria al 100%. Attendere sette giorni di reazione micp. Eserti i campioni dal reattore.

Utilizzare un coltello per tagliare lo stampo flessibile a contatto completo. Quindi, lavare i campioni con acqua per rimuovere la soluzione residua negli spazi dei pori. Posizionare i campioni in un forno Celsius di 105 gradi per 48 ore fino a quando i loro pesi rimangono costanti.

Per la fibra sintetica, mescolare 2,7 grammi delle fibre e 900 grammi di sabbia secca in piccoli incrementi a mano per ottenere una miscela uniforme con contenuto di fibre allo 0,3%. Per la fibra di palma naturale, preparare quattro parti di sabbia con 190 grammi ciascuna. Preparare tre strati di fibre con circa 1,8 grammi ciascuno.

Aggiungere le quattro parti di sabbia e tre strati di fibre in stampo rigido a contatto completo a intervalli. Successivamente, ripetere il trattamento MICP come in precedenza. In questo protocollo, il carbonato di calcio precipitato è stato osservato in tutto il campione trattato con MICP.

Il campione trattato con MICP è stato suddiviso in tre diverse aree. Il tenore di carbonato di calcio del campione trattato con MICP con il metodo di immersione variava dal 9,0% al 9,5% indicando che il carbonato di calcio precipitato è stato distribuito uniformemente in tutto il campione di suolo. Le curve di sollecitazione del bio-mattone rinforzate con tre strati di fibra di palma e bio-mattone non rinforzato hanno mostrato che la forza di flessione del bio-mattone non rinforzato era di 1.150 kilopascal, mentre quella del bio-mattone rinforzato era di 980 kilopascal.

Lo sforzo di flessione è stato migliorato significativamente con l'aggiunta della fibra di palma. È molto importante garantire l'attività della soluzione batterica prima del processo MICP. In caso meno, non è certo avere successo nell'esperimento.

Una volta che l'esperimento fallisce, dovrebbe essere una perdita di tempo e materiali. Seguendo questa procedura, diversi stampi possono essere progettati per diversi scopi sperimentali attraverso la tecnica MICP. L'influenza di MICP su diversi tipi di struttura o materiali diversi può essere simulata da questi stampi.