细菌改性轻质混凝土抗压强度提升23%

发表于《科学报告》的一项预印本研究显示，经巴氏芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌处理的膨胀粘土骨料（LECA）可制备出具备自修复功能的生物增强轻质混凝土。在为期21天的水养愈合期后，该混凝土的抗压强度较无细菌对照组提升23%，达到24.94 MPa。

研究团队在实验室规模下将420公斤LECA浸泡于350升特定培养基中，经三天常温浸泡与太阳能干燥处理，刻意避免真空浸渍或聚合物涂层，以模拟实际工程应用条件。配合比设计参照ACI 211–2与ACI 213R-14标准，目标平衡密度低于1842 kg/m³，28天抗压强度超17.2 MPa。两种细菌均能在钙离子存在下催化生成碳酸钙，用于填充混凝土内部微裂缝。扫描电镜（SEM）与X射线衍射（XRD）分析证实了碳酸钙沉积及约2微米裂缝的部分填充。

细菌处理使LECA吸水率降低Zui高达51.9%，干重增加1.5%–2%。力学测试显示，未经损伤的细菌混凝土抗压强度较对照组提高6%–10%；21天愈合后，其抗弯强度提升35%至3.24 MPa，劈裂抗拉强度增至2.45 MPa（较对照高21%）。此外，细菌培养基意外起到引气与塑化作用，使新拌混凝土含气量由2%升至5.5%，坍落度达13–16厘米，密度降至1450 kg/m³。

尽管巴氏芽孢杆菌在相同营养条件下表现出更强的生长活性，但研究Zui终选用枯草芽孢杆菌进行大规模骨料处理，主要基于其GRAS（公认安全）资质及尿素水解不产生氨副产物的特性。该论文目前处于未Zui终编辑阶段，结论尚待完善。后续工作将聚焦长期耐久性、传输性能测试及全生命周期经济性评估。