Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Сэнди Улучшение почвы через микробно индуцированных кальцитовых осадков (MICP) по погружению

Published: September 12, 2019 doi: 10.3791/60059

Summary

Здесь представлена технология микробно индуцированного кальцитовых осадков (MICP) для улучшения свойств почвы путем погружения.

Abstract

Целью данной статьи является разработка метода погружения для улучшения микробно индуцированного кальцитного осадка (MICP) обработанных образцов. Был собран пакетный реактор для погружения образцов почвы в цементные носители. Цементирование средств может свободно распространяться в образцы почвы в пакетном реакторе вместо цементирования средств ввода. Полный контакт гибкой формы, жесткая полная пресса контакта, и сердцевиной формы кирпича были использованы для подготовки различных держателей образца почвы. Синтетические волокна и натуральные волокна были отобраны для укрепления обработанных ММСП образцов почвы. Был измерен осажденный CaCO3 в различных областях обработанных ММСП образцов. Результаты распределения CaCO3 показали, что осажденный CaCO3 равномерно распределялся в образце почвы методом погружения.

Introduction

Как биологическая технология улучшения грунта, микробно индуцированных кальцитовых осадков (MICP) способен улучшить инженерные свойства почвы. Он был использован для повышения прочности, жесткости и проницаемости почвы. Техника MICP получила большое внимание для улучшения почвы во всем мире1,2,3,4. Карбонат осадков естественно происходит и может быть вызванне непагеномных организмов, которые являются родными для почвенной среды5. Биогеохимическая реакция MICP обусловлена существованием уреолитических бактерий, мочевины и богатого кальцием раствора5,6. Sporosarcina pasteurii является высокоактивным ферментом урease, который катализает реакционную сеть к осадкам кальцита7,8. Процесс гидролизов мочевины производит растворенный аммоний (NH4)и неорганический карбонат (CO32-). Ионы карбоната реагируют с ионами кальция, чтобы осаждать как кристаллы карбоната кальция. Реакции гидролизов мочевины показаны здесь:

Equation 1

Equation 2

Осажденный CaCO3 может связать частицы песка вместе, чтобы улучшить инженерные свойства обработанной MICP почвы. Техника MICP применяется в различных областях применения, таких как повышение прочности и жесткости почвы, ремонт бетона, и восстановление окружающей среды9,10,11,12, 13 Год , 14 Год , 15.

Чжао и др.16 разработали метод погружения для подготовки образцов, обработанных ММСП. Полный контакт гибкой формы из геотекстиста был использован в этом методе. Осажденный CaCO3 равномерно распределялся по всей обработанной ММСп пробам. Bu et al.17 разработали жесткую форму для полного контакта для подготовки образцов луча, обработанного MICP методом погружения. Образец, обработанный MICP, подготовленный этим методом с использованием жесткой полноконтактной формы, может сформировать подходящую форму пучка. Образец, обработанный ММСП, был разделен на четыре, и содержание CaCO3 было измерено. Содержание CaCO3 варьировалось от 8,4 до 1,5% до 9,4 и 1,2% по весу, что свидетельствовало о том, что CaCO3 равномерно распределялся в обработанных МГП пробах методом погружения. Эти образцы, обработанные MICP, также достигли более высоких механических свойств. Эти био-образцы, обработанные ММТП, достигли 950 кПа, что было похоже на 20-25% обработанных цементом образцов (600- 1300 кПа). Li et al.10 добавили случайно распределенное дискретное волокно в песчаную почву и обработали почву методом погружения MICP. Они обнаружили, что сила сдвига, пластыря, и отказ штамм MICP обработанных почвы были усилены, очевидно, путем добавления соответствующего волокна.

Метод погружения для MICP был постоянно улучшен10,16,17. Этот метод может быть использован для подготовки обработанных MICP образцов почвы и ОБРАБОТАННЫх ММСп сборных строительных материалов, таких как кирпичи и балки. Были разработаны различные геометрические размеры формы подготовки образца. Волокна были добавлены в ОБРАБОТАННЫе MICP образцы для повышения их свойств. Этот подробный протокол был предназначен для документирования методов погружения для лечения MICP.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ПРИМЕЧАНИЕ: Все соответствующие материалы, используемые в следующих процедурах, не являются опасными. По-прежнему необходимы личные защитные средства (защитные очки, перчатки, лабораторное пальто, брюки на всю длину, обувь с закрытыми ностями).

1. Подготовка раствора бактерий

  1. Подготовка среды роста (NH4-YE средняя)
    ПРИМЕЧАНИЕ: Компоненты роста средств на литр деионизированной воды являются: 20 г дрожжевого экстракта; 10 г (NH4)2SO4; и буфер 0.13 M Tris (pH 9.0).
    1. Ингредиенты автоклава отдельно.
    2. Растворите 20 г дрожжевого экстракта и 10 г (NH4)2SO4 в 1 л деионизированной воды, содержащей 0,13 М Tris буфера.
    3. Смешайте компоненты вместе с помощью магнитного мешалка после стерилизации.
  2. Процедура распространения Sporosarcina pasteurii
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте 50 мл центрифуговых труб в этом эксперименте.
    1. Оттепель замороженных бактерий во флаконе.
    2. Открой флакон.
    3. Передача 0,1 мл подвески бактерий в центрифугную трубку с 10 мл свежей среды роста. Хорошо перемешайте вручную (коэффициент прививки 1:100). Повторите еще 5 бактериальных снопов со средой роста. Подготовьте трубку управления только с 10 из свежих среды роста внутри.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Криопротектотор, используемый в процедуре замораживания/сушки, может препятствовать росту первичной трубки. Крышки труб были затягиваны свободно для того чтобы поддерживать аэробное состояние.
    4. Инкубировать все трубки в шейкере при 200 об/мин при 30 градусах по Цельсию в течение 48-72 часов. Остановите инкубацию, если среда роста станет мутной после 48 ч. В противном случае, продлить инкубацию до максимума 72 ч.
    5. Центрифуга труб с бактериями и среды роста на 4000 х г в течение 20 мин.
    6. Удалите супернатант, замените 25 мл свежей среды роста и хорошо перемешайте с помощью вихревой машины.
    7. Повторите шаги 1.2.3-1.2.6 дважды, чтобы полностью стимулировать активность бактерий.
    8. Используйте подвеску из труб в шаге 1.2.7, чтобы привить больше труб с 25 мл среды роста для повышения культуры бактерий (скорость прививки 1:100).
    9. Инкубировать все трубки в шейкере при 200 об/мин при 30 градусах по Цельсию в течение 48 часов.
    10. Центрифуга труб с бактериями и среды роста на 4000 х г в течение 20 мин.
    11. Удалить супернатант, заменить свежей среды роста, и хорошо перемешать с помощью вихревой машины.
    12. Отрегулируйте концентрацию бактерий с помощью свежей среды роста перед экспериментами MICP. Рассчитайте концентрацию бактерий по оптической плотности подвески на уровне 600 нм, которая была измерена с помощью спектрофотометра. OD600 в этом эксперименте был 0,6.

2. Подготовка цементных носителей

ПРИМЕЧАНИЕ: Цементирование средств используется для обеспечения химических веществ, чтобы вызвать кальцитовые осадки во время обработки MICP. Коэффициент молярности моляра моляра моляра составляет 1:1. Химические компоненты цементаных носителей показаны в таблице 1. Следующая процедура для 20 L средств цементирования с 0.5 M Ca.

  1. Приготовьте 20 л воды в пластиковой коробке.
  2. Растворите 200 г NH4Cl, 60 г питательного бульона, 42,4 г NaHCO3,600 г мочевины и 1470 г CaCl2'2H2O в 20 л дистиллированной воды. Хорошо перемешать, используя перемешивание стержня.

3. Подготовка форм

  1. Приготовление полного контакта гибкой формы (FCFM)
    ПРИМЕЧАНИЕ: Полный контакт гибкая плесень изготовлена из геотекстильного. Геотекстиль имеет прочность захвата 1689 N, трапециевидной слезной силы 667 N, видимый размер отверстия 0,15 мм, скорость потока воды 34 мм/с, толщина 1,51 мм, и единица массы 200 г/м2. Размер плесени может быть различен для подготовки различных размеров выборки (например, неограниченный образец теста на сжатие или прямой тест овый образец).
    1. Как FCFM состоит из кольцеобразной части, дно, и крышка, вырезать геотекстик в составных частях FCFM.
    2. Sew три части FCFM вместе, как показано на рисунке 1.
  2. Приготовление жесткой полноконтактной формы (RFCM) для биокирпичей
    ПРИМЕЧАНИЕ: Твердая пресс-подобие контакта состоит из гибкого слоя и жесткого держателя. Гибкий слой выполнен из того же геотекстиста, что и FCFM. Строгий держатель изготовлен из полипропиленового перфорированного листа диаметром 6,35 мм, распределенных по полипропиленовым перфорированному листу, а расстояние клиренса между смежными отверстиями составляет 9,53 мм. Одна плесень состоит из трех камер, а размер каждой камеры составляет 177,8 мм в длину, 76,2 мм в ширину и 38,1 мм в высоту. Размер RFCM может быть различен для подготовки разного размера выборки. Отверстия в жестком держателе позволяют цементировать средства свободно протекают через гибкий слой.
    1. Приготовьте полипропиленовый перфорированный лист для составных частей жесткого держателя.
    2. Соберите кусочки жесткого держателя с помощью пластиковых винтов и гаек.
    3. Подготовьте составные части геотекстильного гибкого слоя. Гибкий слой состоит из дна и крышки.
    4. Закройте дно гибкого слоя в жестком держателе.
    5. После того, как песок добавляется в форму, место крышку гибкого слоя и исправить путем шитья на верхней части песочного образца, как показано на рисунке 2.
  3. Приготовление полой кирпичной формы
    ПРИМЕЧАНИЕ: Полая кирпичная плесень включает в себя жесткий держатель, гибкий слой и картонные трубки. Размер картонной трубки составляет 60 мм х 140 мм х 60 мм. Три камеры включены в одну форму и размер каждой формы камеры 177,8 мм в длину, 76,2 мм в ширину и 38,1 мм в высоту в этой процедуре.
    1. Приготовьте полипропиленовый перфорированный лист для составных частей жесткого держателя.
    2. Просверлить отверстия на дне жесткой части держателя. Размер отверстий составляет 61 мм в диаметре. Расположение отверстий в каждой камере показано на рисунке 3a.
    3. Соберите кусочки жесткого держателя с помощью пластиковых винтов и гаек.
    4. Соберите картонные трубки в просверленные отверстия на дне жесткого держателя.
    5. Подготовьте составные части геотекстильного гибкого слоя. Гибкий слой состоит из дна и крышки. Отверстия также необходимы на гибком слое в том же месте картонных труб.
    6. После того, как песок добавляется в форму, место крышку гибкого слоя и исправить путем шитья на верхней части песочного образца, как показано на рисунке 3b.

4. Подготовка серийного реактора

ПРИМЕЧАНИЕ: Реактор, показанный на рисунке 4, состоит из пластиковой коробки, цементирования, гербы, гербы, поддерживаемой полки и воздушных насосов. Образцы почвы могут полностью погрузиться в цементные носители, в то время как цементные носители могут свободно распространяться в образцы почвы этим методом. Воздушный насос в реакторе обеспечивает кислородом для бактерий. Для определения влияния различных поставок кислорода на лечение ММСП, катализированное Sporosarcina pasteurii, Li et al. 201718 провели контрастные тесты в трех различных условиях: аэрированное состояние, состояние, ограниченное воздухом, и состояние открытого воздуха. Они нашли что well-oxygenated условие необходимо улучшить процессы MICP катализированные аэробными бактериями.

  1. Соедините воздушный насос с подачей воздуха с помощью пластикового шланга.
  2. Поместите воздушный насос в пластиковую коробку.
  3. Налейте цементирования средств массовой информации в пластиковую коробку.

5. Подготовка проб почвы

  1. Подготовка пробы почвы, обработанной ММСП
    ПРИМЕЧАНИЕ: Оттава песок (99,7% кварца) используется в экспериментах. Песок однородный со средним размером частицы 0,46 мм и никаких штрафов не включены. Он классифицируется как плохо классифицированный песок на основе Единой системы классификации почв (USCS).
    1. Добавить сухой песок в формы методом pluviation воздуха (FCFM, RFCM, полый кирпич формы), чтобы достичь среднего плотного состояния(Dr в диапазоне примерно 42-55%, и сухая плотность песка в диапазоне 1,58-1,64 г/см3).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Вес песка варьируется в зависимости от различных видов форм: 145 и 5 г песка для испытательного образца UCS, который составляет 38,6 мм в диаметре и 76,2 мм в высоту.
    2. Поместите крышку на верхней части образцов и исправить его путем шитья.
    3. Налейте раствор бактерий с фиксированным значением оптической плотности через проницаемый геотекстильный покров в образцы и убедитесь, что они насыщены.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Количество бактерий раствор варьируется в зависимости от различных образцов: 50 мл бактерии решение для испытательного образца UCS, который 38,6 мм в диаметре и 76,2 мм в высоту.
    4. Место образцы на образце поддерживается полка, как показано на рисунке 5a.
    5. Погрузите всю полку в пакетный реактор, наполненный цементаными носителями.
    6. Включите подачу воздуха и отрегулируйте выход воздуха, чтобы сохранить 100% насыщение воздуха. Подождите 7 дней реакции ММСп.
    7. Выняйте образцы из реактора, как показано на рисунке 5b.
    8. Удалите образцы, разрезая полный контакт гибкой формы или demolding жесткого держателя, а затем резки гибкий слой.
    9. Вымойте образцы с водой, чтобы удалить остаточный раствор в поре пространстве.
    10. Поместите образцы в духовку 105 градусов по Цельсию в течение 48 ч до тех пор, пока их вес не останется неизменным. Образцы могут быть проверены или обработаны дополнительно после сушки духовки.
  2. Приготовление клетчатки усиленного пробы почвы, обработанной ММСп
    ПРИМЕЧАНИЕ: Синтетическое волокно (см. Таблица материалов)и натуральное пальмовое волокно, как показано на рисунке 6 используются в этих процедурах.
    1. Для синтетического волокна, смешать предлагаемое содержание волокон и 900 г сухого песка небольшими приращениями вручную, чтобы получить единую смесь. Содержание волокна в этом эксперименте фиксируется как 0,3% по весу сухого песка.
    2. Для натурального пальмового волокна распределите 760 г песка на четыре равные части. Добавьте эти четыре части песка и три слоя волокна в RFCM с интервалами.
    3. Повторите ту же процедуру, что и шаги 5.1.2-5.1.10, чтобы получить образец, обработанный MICP.
  3. Приготовление цементообработанного кирпича с биоповерхностной обработкой
    ПРИМЕЧАНИЕ: Портлендцемент (TYPE I/II) с конкретной гравитацией 3,15 используется в качестве цементирующего агента для цементных образцов в этом эксперименте. Раннее увеличение прочности этого цемента позволило различные время лечения варьировались от 7 до 21 дней. Доля добавленного цемента в этой процедуре составляет 10% по весу сухого песка.
    1. Смешайте 900 г песка, 90 г цемента и 200 мл воды для получения равномерной смеси.
    2. Добавьте смесь к жесткой плесени. Размер жесткой формы составляет 177,8 мм в длину, 76,2 мм в ширину и 38,1 мм в высоту.
    3. Лечить в течение 7 дней при постоянной влажности 100% и постоянной температуре 25 градусов по Цельсию.
    4. Поместите образцы в духовку 105 градусов по Цельсию в течение 48 часов, пока их вес остается неизменным.
    5. Повторите ту же процедуру, что и шаги 5.1.3-5.1.8.
    6. Поместите образцы в духовку 105 градусов по Цельсию в течение 48 часов, пока их вес остается неизменным. Образцы могут быть проверены или обработаны дополнительно после сушки духовки.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

На рисунке 7 показано распределение осажденного CaCO3 по всей обработанной ММСп выборке. Образец, обработанный ММСП, был разделен на три различные области. Содержание CaCO3 в каждой области было протестировано методом промывки кислоты. Для растворения осажденных карбонат сухие обработанные ММСП образцы промывают в растворе HCl (0,1 М), затем промывают, осушают и высушивают в течение 48 часов. Разница между массами образцов до и после промывки кислоты считалась массой карбонат, осаждах в обработанных MICP образцах. Содержание CaCO3 указывается в процентах от веса выборки. Содержание CaCO3 в образке, обработанной MICP методом погружения, варьировалось от 9,0% до 9,5%. Полученные результаты показали, что осажденный CaCO3 равномерно распределялся по всему образцу почвы. В то время как Martinez et al. 201319 провели эксперименты на песчаных колоннах длиной 50 см методом инъекций в лаборатории, они обнаружили, что кальцит неравномерно распространялся вдоль обработанной MICP песчаной колонки. Большая часть кальцита осаждала возле нависаемых колонн и препятствовала цементной реакции в более глубоком участке колонны.

Стресс-напряжение кривые био-кирпича усилены с тремя слоями пальмового волокна и неукрепленных био-кирпич, полученные с помощью четырех точек тест показан на рисунке 8. Прочность неукрепленного биокирпича составляла 1150 кПа, а у армированных биокирпичей - 980 кПа. Их прочность сгибания были похожи, но напряжение сгибания было значительно улучшено за счет добавления пальмового волокна. Эти результаты показывают, что пальмовое волокно может способствовать улучшению пластичности.

Figure 1
Рисунок 1: Полный контакт гибкой формы для прямых тестов сдвига.
Полный контакт гибкие формы были сделаны из геотекстила. Геотекстиль представлял собой полипропилен, основное волокно и иглу, пробиваемый нетканым материалом. Цилиндрическая форма имела диаметр 62 мм и высоту 26 мм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: Подготовка образца биокирпичей.
IconСобранная плесень для кирпича; Icon Песок добавил в форму; Icon Гибкая крышка добавлена в верхней части образца песка. Твердая пресс-подобие контакта состоит из гибкого слоя и жесткого держателя. Гибкий слой был сделан из геотекстильного, а жесткий держатель был сделан из полипропилена перфорированного листа. Плесень состояла из трех камер, а размер каждой камеры составлял 177,8 мм в длину, 76,2 мм в ширину и 38,1 мм в высоту. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 3
Рисунок 3: Корированные кирпичные формы.
() Отверстия распределения на одной камере плесени; (b)Подготовка образца биокорированных кирпичей Icon Собранная плесень для корированного кирпича; Icon Песок добавил в форму; Icon Гибкая крышка добавлена в верхней части образца песка. Корбированная кирпичная плесень включала в себя жесткий держатель, гибкий слой и картонные трубки. Размер картонной трубки составил 60 мм х 140 мм х 60 мм. Три камеры были включены в одну форму и размер каждой камеры плесени был 177,8 мм в длину, 76,2 мм в ширину и 38,1 мм в высоту. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 4
Рисунок 4: Эскиз серийного реактора для MICP.
Все образцы были подготовлены в полностью перемешивают реактор амцентрата. Пакет реактора включены пластиковые коробки, чтобы содержать образцы почвы и цементирования средств массовой информации, магнитный смеситель, чтобы сохранить раствор равномерной, и воздушный насос для обеспечения кислородом для бактерий. Основная особенность этого метода заключается в том, чтобы позволить образцам почвы полностью погрузиться в цементные носители и позволить цементным носителям свободно проникать в образцы почвы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 5
Рисунок 5: Образцы почвы, размещенные на опродыхаемых полках.
() до реакции ММСп; (б)после реакции ММСп. Образцы биокирпича были подготовлены с полной контактной плесенью. На верхней части формы была нанесена геотекстильная крышка. Каждый био-кирпич имел размер 177,8 мм в длину, 76,2 мм в ширину и 38,1 мм в высоту. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 6
Рисунок 6: а) Синтетическое волокно; b) натуральное пальмовое волокно.
Синтетическое волокно было гомополимерным полипропиленовым мультифилеменом волокна с определенной гравитацией 0,91. Он химически инертный с высокой кислотной устойчивостью к соли. Длина и толщина волокон, используемых в данном исследовании, составляли 12 и 0,1 мм, соответственно, с соотношением сторон 120 между длиной и толщиной волокна. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 7
Рисунок 7: Распределение CaCO3 в трех областях обработанной ММСп выборки.
В выборке были разделены три зоны. В каждой зоне количество осажденного CaCO3 измерялось и рассчитывалось в процентах по весу. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 8
Рисунок 8: Flexure стресс как функция деформации сгибания для неукрепленных био-кирпич а также пальмовое волокно усиленный био-кирпич с лечением MICP.
Прочность неукрепленного биокирпича составляла 1150 кПа, а у армированных биокирпичей - 980 кПа. Напряжение сгибания было значительно улучшено за счет добавления пальмового волокна. Эти результаты показывают, что пальмовое волокно может способствовать улучшению пластичности. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Химических Концентрация цементных носителей (g/L)
0,25 М Ca 0,5 М Ca 1 M Ca 1,5 М Ca
NH4Cl 10 10 10 10
Питательный бульон 3 3 3 3
NaHCO3 2.12 2.12 2.12 2.12
Мочевины 15 30 60 90
CaCl2No2H2O 36.8 73.5 147 220.5

Таблица 1: Химические компоненты цементаных носителей. Химические вещества были использованы для подготовки четырех концентраций цементных носителей в 0,25 М Ca, 0,5 М Ca, 1 M Ca и 1,5 М Ca. Коэффициент молярности моляра моляра был зафиксирован как 1:1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Техника MICP путем погружения была представлена в этой работе. Образцы почвы были погружены в пакетный реактор, чтобы полностью проникнуть цементными носителями в процесс ММСп. В этом методе, полный контакт гибкой формы, жесткие полный контакт формы, и сердцевиной формы кирпича были применены для подготовки MICP обработанных образцов.

Различные формы могут быть разработаны для различных требований геометрии. Волокнистые структуры геотекстильного расширения области контакта между песком и цементирования средств, что эффективно увеличило проникновение цементирования средств в образцы почвы. Большое количество пор геотекстильных также позволило больше осадков, происходящих внутри формы, чтобы улучшить прочность MICP обработанных образцов. Свойства почвы обработанных MICP образцов, таких как прочность и содержание кальцита, были значительно улучшены с помощью этих форм в методе погружения. Метод погружения показал преимущество в подготовке сборных строительных материалов, таких как био-кирпичи и био полые кирпичи. Синтетическое волокно и натуральное волокно могут быть добавлены в почву для повышения МСп-обработанных образцов. Конвообразование является подходящим способом улучшения сборных обработанных материалов MICP. Техника MICP с методом погружения может быть применена для выполнения обработки поверхности цемента обработанных кирпичей для улучшения их свойств, таких как повышение долговечности цементно обработанных материалов за счет снижения их проницаемости. Тем не менее, этот метод погружения трудно реализовать в полевых из-за ограничения его работы, будущие исследования о том, как использовать этот метод на месте необходимо применять этот метод в этой области.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нам нечего раскрывать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана Грантом Национального научного фонда No 1531382 и MarTREC.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ammonium Chloride, >99% Bio-world 40100196-3 (705033)
Ammonium Sulfate Bio-world 30635330-3
Calcium Chloride Dihydrate, >99% Bio-world 40300016-3 (705111)
Nutrient Broth Bio-world 30620056-3
Sodium Bicarbonate, >99% Bio-world 41900068-3 (705727)
Sporosarcina pasteurii American Type Culture Collection ATCC 11859
Synthetic fiber FIBERMESH Fibermesh 150e3
Tris-Base, Biotechnology Grade, >99.7% Bio-world 42020309-2 (730205)
Urea, USP Grade, >99% Bio-world 42100008-2 (705986)
Yeast Extract Bio-world 30620096-3 (760095)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cheng, L., Shahin, M. A., Mujah, D. Influence of key environmental conditions on microbially induced cementation for soil stabilization. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 143 (1), 04016083-04016091 (2016).
  2. Whiffin, V. S., van Paassen, L. A., Harkes, M. P. Microbial carbonate precipitation as a soil improvement technique. Geomicrobiology Journal. 24 (5), 417-423 (2007).
  3. van Paassen, L. A., Ghose, R., van der Linden, T. J., van der Star, W. R., van Loosdrecht, M. C. Quantifying biomediated ground improvement by ureolysis: large-scale biogrout experiment. Journal of Geotechnical And Geoenvironmental Engineering. 136 (12), 1721-1728 (2010).
  4. Montoya, B. M., DeJong, J. T. Stress-strain behavior of sands cemented by microbially induced calcite precipitation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 141 (6), 04015019 (2015).
  5. DeJong, J. T., Fritzges, M. B., Nüsslein, K. Microbially induced cementation to control sand response to undrained shear. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 132 (11), 1381-1392 (2006).
  6. Zhao, Q., et al. Factors affecting improvement of engineering properties of MICP-treated soil catalyzed by bacteria and urease. Journal of Materials in Civil Engineering. 26 (12), 04014094 (2014).
  7. Castanier, S., Le Métayer-Levrel, G., Perthuisot, J. P. Ca-carbonates precipitation and limestone genesis—the microbiogeologist point of view. Sedimentary Geology. 126 (1-4), 9-23 (1999).
  8. Burne, R. A., Chen, Y. Y. M. Bacterial ureases in infectious diseases. Microbes and Infection. 2 (5), 533-542 (2000).
  9. Bernardi, D., DeJong, J. T., Montoya, B. M., Martinez, B. C. Bio-bricks: biologically cemented sandstone bricks. Construction and Building Materials. 55, 462-469 (2014).
  10. Li, M., et al. Influence of fiber addition on mechanical properties of MICP-treated sand. Journal of Materials in Civil Engineering. 28 (4), 04015166 (2015).
  11. Achal, V., Kawasaki, S. Biogrout: a novel binding material for soil improvement and concrete repair. Frontiers in Microbiology. 7, 314 (2016).
  12. Al Qabany, A., Soga, K., Santamarina, C. Factors affecting efficiency of microbially induced calcite precipitation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 138 (8), 992-1001 (2011).
  13. Lin, H., Suleiman, M. T., Brown, D. G., Kavazanjian, E. Mechanical behavior of sands treated by microbially induced carbonate precipitation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 142 (2), 04015066 (2015).
  14. Lauchnor, E. G., Topp, D. M., Parker, A. E., Gerlach, R. Whole cell kinetics of ureolysis by sporosarcina pasteurii. Journal of Applied Microbiology. 118 (6), 1321-1332 (2015).
  15. Nafisi, A., Montoya, B. M. A new framework for identifying cementation level of MICP-treated sands. IFCEE. , conference paper (2018).
  16. Zhao, Q., Li, L., Li, C., Zhang, H., Amini, F. A full contact flexible mold for preparing samples based on microbial-induced calcite precipitation technology. Geotechnical Testing Journal. 37 (5), 917-921 (2014).
  17. Bu, C., et al. Development of a Rigid Full-Contact Mold for Preparing Biobeams through Microbial-Induced Calcite Precipitation. Geotechnical Testing Journal. 42 (3), 656-669 (2018).
  18. Li, M., Wen, K., Li, Y., Zhu, L. Impact of oxygen availability on microbially induced calcite precipitation (MICP) treatment. Geomicrobiology Journal. 35 (1), 15-22 (2018).
  19. Martinez, B. C., et al. Experimental optimization of microbial-induced carbonate precipitation for soil improvement. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 139 (4), 587-598 (2013).

Tags

Инженерия Выпуск 151 MICP улучшение биоцементированный материал метод погружения формы сборные
Сэнди Улучшение почвы через микробно индуцированных кальцитовых осадков (MICP) по погружению
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, S., Du, K., Wen, K., Huang, W., More

Liu, S., Du, K., Wen, K., Huang, W., Amini, F., Li, L. Sandy Soil Improvement through Microbially Induced Calcite Precipitation (MICP) by Immersion. J. Vis. Exp. (151), e60059, doi:10.3791/60059 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter