Melhoramento do solo de Sandy através da precipitação Microbialmente induzida da calcita (MICP) pela imersão

O método de imersão demonstrado neste protocolo ajuda o pesquisador a remover amostras de solo ininterruptas tratadas com MICP para testes mecânicos através de diferentes moldes. Esta técnica ajuda a amostra de solo tratada com MICP a obter carbonato de cálcio precipitado mais uniforme. Essas amostras de solo tratadas com MICP também recebem melhores propriedades mecânicas através deste método.

O aspecto mais importante desta técnica é garantir que a atividade das bactérias seja boa o suficiente para o processo MICP para evitar o consumo de tempo e o desomamento de materiais. Projetar moldes apropriados para diferentes aplicações é considerado outro aspecto importante para pesquisadores que pretendem selecionar essa técnica pela primeira vez. Para começar, transfira 0,1 mililitro de suspensão bacteriana para um tubo de centrífuga cheio de 10 mililitros de meio de crescimento fresco.

Misture bem invertendo e, em seguida, solte a tampa do tubo para manter as condições aeróbicas. Prepare seis tubos de suspensões bacterianas com meio de crescimento e um tubo de controle com 10 mililitros de meio de crescimento fresco sozinho. Incubar todos os tubos em um shaker a 200 RPM e 30 graus Celsius por 48 a 72 horas.

Se o meio de crescimento ficar turva após 48 horas, pare a incubação. Centrifugar os tubos com bactérias e meio de crescimento a 4.000 vezes g por 20 minutos. Remova o supernascente, substitua por 25 mililitros de meio de crescimento fresco e misture bem usando uma máquina de vórtice.

Em seguida, para melhorar a cultura das bactérias, transfira 0,25 mililitros da suspensão dos tubos para novos tubos com 25 mililitros de meio de crescimento para inoculado. Incubar todos os tubos em um shaker a 200 RPM e 30 graus Celsius por 48 horas. Centrifugar os tubos com bactérias e meio de crescimento a 4.000 vezes g por 20 minutos.

Remova o supernatante, substitua-o por meio de crescimento fresco e misture bem usando uma máquina de vórtice. Meça a densidade óptica da suspensão em 600 nanômetros em um espectrômetro. Ajuste a concentração de bactérias usando meio de crescimento fresco para um OD600 de 0,6.

Adicione aproximadamente 140 gramas de areia seca de Ottawa com cabos de 99,7% em moldes pelo método de pluvição de ar para atingir uma condição mediana densa com densidade relativa na faixa de 42 a 55% e densidade seca de areia na faixa de 1,58 a 1,64 gramas por centímetro cúbico. Coloque uma tampa em cima das amostras e fixe-a costurando. Despeje a solução bacteriana através da cobertura geotêxtil permeável nas amostras.

Quando a solução bacteriana fluindo é observada no fundo das amostras do solo, elas são consideradas saturadas. Em seguida, coloque as amostras na prateleira. Mergulhe toda a prateleira em um reator de lote cheio de mídia de cimentação.

Ligue a fonte de ar e ajuste a saída de ar para manter a saturação 100% do ar. Aguarde sete dias de reação micp. Tire as amostras do reator.

Use uma faca para cortar o molde flexível de contato total. Em seguida, lave as amostras com água para remover a solução residual nos espaços dos poros. Coloque as amostras em um forno Celsius de 105 graus por 48 horas até que seus pesos permaneçam constantes.

Para a fibra sintética, misture 2,7 gramas das fibras e 900 gramas da areia seca em pequenos incrementos à mão para obter uma mistura uniforme com 0,3% de teor de fibra. Para a fibra natural da palma da mão, prepare quatro partes de areia com 190 gramas cada. Prepare três camadas de fibras com aproximadamente 1,8 gramas cada.

Adicione as quatro partes de areia e três camadas de fibras em molde rígido de contato total em intervalos. Em seguida, repita o tratamento MICP como anteriormente. Neste protocolo, observou-se carbonato de cálcio precipitado em toda a amostra tratada pelo MICP.

A amostra tratada pelo MICP foi dividida em três áreas diferentes. O teor de carbonato de cálcio da amostra tratada pelo MICP pelo método de imersão variou de 9,0 a 9,5%, indicando que o carbonato de cálcio precipitado foi distribuído uniformemente em toda a amostra do solo. As curvas de tensão de bioveneção reforçadas com três camadas de fibra de palma e biovendes não reforçados mostraram que a força flexure de biovendes não reforçado foi de 1.150 quilopascals, enquanto a de biovendescal reforçado foi de 980 quilopascals.

A tensão de flexão foi melhorada significativamente pela adição da fibra da palma. É muito importante garantir a atividade da solução de bactérias antes do processo MICP. Se não, é incerto ter sucesso no experimento.

Uma vez que o experimento falha, deve ser uma perda de tempo e materiais. Após este procedimento, diferentes moldes podem ser projetados para diferentes propósitos experimentais através da técnica MICP. A influência do MICP em diferentes tipos de estrutura ou materiais diferentes pode ser simulada por esses moldes.