Page 81 - 2024年第55卷第6期

分析图 １１可知，１０００倍率下 ＳＥＭ显示 Ｃｏｎ － ＵＤ样本中存在 １０～２０μ ｍ的微孔，与未掺微生物混
凝土裂缝内样本相比，掺微生物样本表面上存在大量不规则的颗粒堆积物，而掺驯化微生物样本表面
的颗粒堆积密度更高，进一步为掺驯化微生物混凝土试样的抗压强度提升和渗透系数降低提供了微观
证据。
能量色散 Ｘ射线光谱（ＥＤＳ）分析表明，添加了微生物的混凝土样本主要由碳（Ｃ）、氧 （Ｏ）和钙
（ Ｃａ）组成，表明形成了碳酸钙矿物 ［２４］ 。
此外，Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）测试结果表明微生物组样品析出了由方解石和文石组成的复合晶体结构
（ ＰＤＦ＃４１ － １４７５和 ＰＤＦ＃４７ － １７４３），杂质的衍射强度可以忽略不计。
３．６ 裂缝自修复 对不同组试样的 ０．５～０．６ｍｍ宽度裂缝进行观察，并选择修复效果最好的特征点进
行图像分析，如图 １２所示。未掺微生物混凝土试样的图像分析并未发现裂缝宽度有明显变化。相比
之下，掺微生物的混凝土试样在 ７ｄ后观察到明显的自愈现象，白色沉积物逐渐从裂缝两侧的基体中
延伸出来，最终使裂缝愈合。

图 １２ 对照组和微生物组试样自修复养护 ７、２８、５６ｄ裂缝愈合情况
掺入未驯化和驯化微生物的混凝土试样裂缝预定标记位置的裂缝宽度变化如图 １３所示。驯化微
生物试样经过 ５６ｄ的自修复养护，宽度为 ０．５７ｍｍ的裂缝已完全闭合，而未驯化微生物试样的裂缝最
大修复宽度为 ０．４４ｍｍ。
不同裂缝宽度的平均愈合率如图 １４所示。掺未驯化微生物组在养护 ５６ｄ后，宽度小于 ０．０５ｍｍ
裂缝的愈合率为 ９４％，而 ０．５～０．６ｍｍ宽度裂缝的愈合率下降到 ３５％；掺驯化微生物的试样则表现出
更明显的裂缝愈合效果，小于 ０．０５ｍｍ宽度裂缝完全愈合，０．５～０．６ｍｍ宽度裂缝的愈合率为 ４７％，高
于未驯化微生物混凝土样本。
因此，驯化微生物在混凝土开裂情况下诱导矿物质沉积的能力更强，能在更短时间内修复更宽的
裂缝。
３．７ 裂缝透水性试验 为了进一步验证裂缝自修复效果，开展预裂试样在修复养护过程中的透水性试
验，得到渗透系数的变化过程，结果如图 １５（ａ）所示。未掺微生物混凝土试样的渗透系数出现小幅降
低，这是由于混凝土胶凝材料的持续水化生成副产物填充微裂缝所致 ［２５］ ，而观察图 １２可知，未掺微
生物混凝土试样表面并未出现愈合现象，说明在裂缝内部存在水化产物的填充。而掺微生物混凝土试
样的透水性相较于未掺微生物组有较明显变化，随着修复养护时间的延续，渗透系数表现出更大的
降幅。
相对于未掺微生物组，未驯化和驯化微生物混凝土试样的相对渗透系数 ｒ＝ ［（ｋ－ ｋ）?ｋ］ × １００的
ｋ ｄ ０ ０
变化趋势如图 １５（ｂ）所示。这里，ｋ，ｋ 分别为试样初始（０ｄ）和修复养护后的渗透系数。在微生 物
ｄ
０
诱导碳酸钙矿化沉积作用的影响下，试样的渗透系数在 ０～２８ｄ迅速降低，随着修复养护时间的增
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