Page 76 - 2024年第55卷第6期

式中：Ｑ 为单位体积培养液的碳酸钙矿化沉积量；ｍ 为干燥滤纸初始质量；ｍ 为含矿化沉积物的烘
ＣＣ １ ２
干滤纸总质量。
２．４ 抗压强度 采用 ＹＥ － Ｗ２０００ｋＮ型微机屏显式液压压力试验机，对浸水养护不同龄期的的水工混
凝土试样进行抗压强度试验，试验过程按照 《水工混凝土试验规程》 （ ＳＬ?Ｔ３５２—２０２０） ［１５］ 进行。
２．５ 矿化沉积产物量化 微生物矿化生成的大量碳酸钙基矿物填充微孔隙和裂隙，有效提升了生物混
凝土的力学性能和抗渗指标。因此，碳酸钙基矿物生成量可作为评价微生物提升混凝土性能的重要参
数。首先，利用破壁机对混凝土粉碎。取 ２．２４ｇ粉末样本与 ２０ｍＬ，１ｍｏｌ?Ｌ盐酸混合，如图 ４所示。
化学反应方程式为：
ＣａＣＯ ＋ ２ＨＣｌ ＝ ＣａＣｌ ＋ Ｈ Ｏ ＋ ＣＯ↑ （４）
３ ２ ２ ２
可知，通过记录 １０ｍｉｎ前后 Ｕ型管前后的液面高度，液面上升高度为反应生成的 ＣＯ体积，进而
２
可得样本内矿化生成物碳酸钙的质量。

图 ４ 试样内部矿化碳酸钙沉积量测试装置
２．６ 毛细吸水试验 混凝土试样的吸水性可通过毛细吸水试验测定吸水系数进行表征。将养护 ２８、
５６和 ９０ｄ的立方体试样（１００ｍｍ × １００ｍｍ × １００ｍｍ）在 ４０±１℃的烘箱中烘干（每 １ｈ测量一次质量，
直到连续测量之间的变化小于 ０．１％），在试样与吸水表面相邻的两侧涂上环氧树脂，以确保单向透水
并减少蒸发。随后，将试样放置在深度为 １０ｍｍ的水中，在温度 ２０℃、相对湿度 ６０％环境下，按规
定时间间隔（５ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、１ｈ、２ｈ、３ｈ、６ｈ、２４ｈ、２ｄ、３ｄ、６ｄ和 ７ｄ）将试样从水中取出称重，
得到 ７ｄ内不同时刻的吸水质量。吸水系数满足关系式 ［１６］ ：
Ｑ
＝ Ｋ ｔ （５）
槡
Ｓ
式中：Ｑ为吸水体积；Ｓ为吸水面积；Ｋ为吸水系数；ｔ为时间。通过绘制 Ｑ?Ｓ与时间平方根的关系曲
线，可以计算出 ５ｍｉｎ至 ２４ｈ的吸水系数 ［１２］ 。
２．７ 氮吸附测试 试验采用 ＢＥＬＳＯＲＰ － ｍａｘ型全自动气体吸附分析仪，对养护 ２８ｄ混凝土试样取样进
行氮吸附测试。测试前在温度为 １５０℃条件下脱气 ３ｈ，以去除混凝土样品内部的有机物，测试的相
对压力 Ｐ?Ｐ为 ０～１．０，温度为 ７７Ｋ。在相对压力为低压时，绘制 Ｐ?［Ｖ（Ｐ － Ｐ）］和 Ｐ?Ｐ的拟合关系曲
０
０
０
线，拟合直线的斜率 ａ和截距 ｂ可用于计算氮气单层分子饱和吸附量 Ｖ ：
ｍ
１
Ｖ ＝ （６）
ｍ
ａ ＋ ｂ
混凝土样本比表面积 Ｓ的计算表达式如下：
Ｗ
Ｖ Ｎ σ ｍ
Ａ
ｍ
Ｓ ＝ （７）
Ｗ
２２４００Ｗ
２３ ［１７］ ２
式中：Ｎ 为阿伏伽德罗常数，取 ６．０２３ × １０ ；σ ｍ 为吸附氮分子的横截面积 ，取 ０．１６２ｎｍ ；Ｗ为混
Ａ
凝土样本质量。
２．８ 裂缝预制及自愈表征 裂缝的预制和测量过程如图 ５（ａ）和图 ５（ｂ）所示。养护 ３ｄ的圆柱形试样
（ Φ １００ｍｍ × ５０ｍｍ）在压力试验机中以 ０．２ｋＮ?ｓ的速度承受三点加载，劈裂试样产生贯穿裂缝。裂缝
２
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