微生物自修复混凝土是一种微生物自修复材料,核心是基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,即利用特定微生物(如脱氮硫杆菌、纤维杆菌等)在生理代谢过程中分解尿素,生成氨气和碳酸根离子,进而与水中的的钙离子反应,形成碳酸钙(CaCO3)沉淀,碳酸钙沉淀可以填充材料中的孔隙或裂缝,从而达到修复的目的。
混凝土是应用最广泛的建筑材料,具有优良的耐久性和抗压强度。但混凝土属于脆性材料,实际应用中易受应力作用产生裂缝,进而影响其使用寿命。自修复混凝土可实现裂缝自修复,是国家发展改革委鼓励开发和应用的材料之一,已入选《产业结构调整指导目录(2024年本)》。目前自修复混凝土技术主要包括掺入微生物、掺入自修复微胶囊、加入自修复矿物、加入自修复颗粒、加入形状记忆合金等方式。
混凝土内部为高碱性环境,且生存空间有限,直接掺入微生物会导致活菌数量下降,进而影响自修复进程。为维持微生物活性,通常需要将微生物固化至多孔惰性载体上,包括陶粒、膨胀珍珠岩、火山石、废弃泡沫混凝土等无机载体,海藻酸钠-壳聚糖微胶囊、聚电解质微球等有机/复合载体以及氧化铁颗粒、纳米二氧化锡(SnO2)等纳米材料载体。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年微生物自修复混凝土行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,微生物自修复混凝土可用于地下工程、水利工程、轨道交通、海洋工程等领域。微生物自修复混凝土满足绿色可持续发展理念,在双碳战略背景下,微生物自修复混凝土市场需求将不断释放。
T/CCTAS 243-2025《水泥混凝土裂缝微生物修复技术指南》团体标准是国内首个系统性规范微生物修复混凝土裂缝技术的权威标准,涵盖微生物菌株固载、修复浆液制备、施工工艺、修复质量控制等技术要求;《微生物水泥基混凝土裂缝修复剂应用技术规程》于2026年7月通过审查会,明确了微生物水泥基混凝土裂缝修复剂所用的菌液、胶结液、固定液、沸石砂等材料性能指标、组成、成品性能等要求。以上标准的发布与实施,将推动微生物自修复混凝土行业规范化发展。
新思界
行业分析人士表示,在代表成果上,天津城建大学荣辉、王海良教授团队突破了微生物分布不均、修复速率慢等难题,研发出的陶砂自修复混凝土已在广东东莞示范工程中得到应用,“负载多元微生物的陶砂自修复混凝土设计制备应用成套技术”在第51届瑞士日内瓦国际发明展上获得金奖。在专利布局上,有福建永强岩土股份有限公司申请的“一种基于微生物固载的混凝土裂缝自修复材料及其制备方法”、青岛理工大学申请的“一种基于珊瑚骨料固载微生物的海工混凝土自修复颗粒及其制备方法和应用”等。
关键字: