تأثیر کاربرد باکتری بر بهبود عملکرد بتن هوا دار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

یکی از روش‌های افزایش دوام بتن و ترمیم ترک‌های موجود در آن، استفاده از روش‌های بیولوژیکی (اضافه کردن باکتری به آب اختلاط بتن) است. تحقیقات نشان داده است، بتن‌های حاوی باکتری، دارای pH بالا، منافذ با اندازه ی نسبتا کوچک (کمتر از        1/0میکرو متر) و محیطی تقریبا خشک هستند؛ بنابراین اگر محیط کشت حفاظت نشده باشد، در بلند مدت باکتری دوامی در بتن نخواهد داشت. یکی از این راه کارهای محافظت از باکتری در بتن، ایجاد حباب‌های هوا است که برای اولین بار در این مقاله مورد بررسی قرار می‌گیرد. باکتری‌ها وارد منافذ هوا می‌شوند و در آن جا به فعالیت خود ادامه می‌دهند. در این مقاله با در نظر گرفتن درصدهای متفاوت هوا، میزان تأثیر هوا دار بودن بتن در فعالیت باکتری‌ها، مورد سنجش قرار می‌گیرد. بدین منظور از 6طرح اختلاط با درصدهای متفاوت هوا استفاده می‌شود که نیمی از آنها حاوی باکتری است. پس از ساخت، نمونه‌ها به دو دسته تقسیم شده و در دو محیط متفاوت به مدت 28روز عملآوری می‌شود. هدف، بررسی عمق کربناسیون است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد حباب‌های هوای ایجاد شده در بتن، کارایی باکتری را بالاتر برده و با کاربرد باکتری در بتن هوا دار و قرار دادن آن در کنار منبع کلسیم، عمق کربناسیون کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Influence of Bacteria on Performance of Air Entrained Concrete

نویسندگان [English]

  • N. Parastegari
  • D. Mostofinejad
Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Biological methods (adding bacteria to mixing water) is a one way to increase durability of concrete and repairing the cracks. Studies show that concrete contains bacteria has harsh environment, i.e. very high pH, small pore size and dry conditions, hence bacteria should be protected from this circumstances. In this study, for the first time, air entrained concrete is used for protecting the bacteria in the harsh condition of concrete. The effect of using sporosarcina pasteurii, which is a calcium carbonate-producing bacteria, on the performance of air entrained concrete has been studied in the carbonation depth; to do so, 24 concrete prisms were made using bacterial strains accompanied with mixing water. The results indicated that bacteria incorporation in air entrained concrete, near the source of calcium, reduces carbonation depth.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Air- entrained concrete
  • Bacteria
  • Carbonation Depth
  • Air bubble
  • Curing Environment
[1] N. Chahal, R. Siddique, A. Rajor, Influence of bacteria on the compressive strength, water absorption and rapid chloride permeability of concrete incorporating silica fume, Construction and Building Materials, 37(1) (2012) 645-651.
[2] N. Fattuhi, Concrete carbonation as influenced by curing regime, Cement and Concrete Research, 18(3) (1988) 426-430.
[3] J. Wang, K. Van Tittelboom, N. De Belie, W. Verstraete, Use of silica gel or polyurethane immobilized bacteria for self-healing concrete, Construction and Building Materials, 26(1) (2012) 532-540.
[4] K. Van Tittelboom, N. De Belie, W. De Muynck, W. Verstraete, Use of bacteria to repair cracks in concrete, Cement and Concrete Research, 40(1) (2010) 157-166.
[5] S. Ghosh, M. Biswas, B. Chattopadhyay, S. Mandal, Microbial activity on the microstructure of bacteria modified mortar, Cement and Concrete Composites, 31(2) (2009) 93-98.
[6] V. Ivanov, J. Chu, Applications of microorganisms to geotechnical engineering for bioclogging and biocementation of soil in situ, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 7(2) (2008) 139-153.
[7] H.M. Jonkers, A. Thijssen, G. Muyzer, O. Copuroglu, E. Schlangen, Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete, Ecological Engineering, 36(2) (2010) 230-235.
[8] H.M. Jonkers, A. Thijssen, G. Muyzer, O. Copuroglu, E. Schlangen, Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete, Ecological Engineering, 36(2) (2010) 230-235.
[9] M.G. Sierra-Beltran, H. Jonkers, E. Schlangen, Characterization of sustainable bio-based mortar for concrete repair, Construction and Building materials, 67 (2014) 344-352.
[10] J. Xu, W. Yao, Multiscale mechanical quantification of self-healing concrete incorporating non-ureolytic bacteria-based healing agent, Cement and Concrete Research, 64 (2014) 1-10.
[11] U. Gollapudi, C. Knutson, S. Bang, M. Islam, A new method for controlling leaching through permeable channels, Chemosphere, 30(4) (1995) 695-705.
[12] W. De Muynck, K. Cox, N.D. Belie, W. Verstraete, Bacterial carbonate precipitation as an alternative surface treatment for concrete, Construction and Building Materials, 22(5) (2008) 875-885.
[13] N. Hosseini Balam, D. Mostofinejad, M. Eftekhar, Use of carbonate precipitating bacteria to reduce water absorption of aggregates, Construction and Building Materials, 141 (2017) 565-577.
[14] N. Hosseini Balam, D. Mostofinejad, M. Eftekhar, Effects of bacterial remediation on compressive strength, water absorption, and chloride permeability of lightweight aggregate concrete, Construction and Building Materials, 145 (2017) 107-116.
[15] F. Nosouhian, Mostofinejad, D., Reducing Permeability of Concrete by Bacterial Mediation on Surface Using Treatment Gel, ACI Materials Journal, 113(3) (2016) 287-293.
[16] J.Y. Wang, D. Snoeck, S. Van Vlierberghe, W. Verstraete, N. De Belie, Application of hydrogel encapsulated carbonate precipitating bacteria for approaching a realistic self-healing in concrete, Construction and Building Materials, 68 (2014) 110-119.
[17] Y.Ç. Erşan, F.B. Da Silva, N. Boon, W. Verstraete, N. De Belie, Screening of bacteria and concrete compatible protection materials, Construction and Building Materials, 88 (2015) 196-203.
[18] Z.B. Bundur, A. Amiri, Y.Ç. Erşan, N. Boon, N. De Belie, Impact of air entraining admixtures on biogenic calcium carbonate precipitation and bacterial viability, Cement and Concrete Research, 98 (2017) 44-49.
[19] F. Nosouhian, Mostofinejad, D., and Hasheminejad, H., Concrete Durability Improvement in a Sulfate Environment Using Bacteria, Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE, 28(1) (2015) 1-12.
[20] F. Nosouhian, Mostofinejad, D., and Hasheminejad, H., Influence of biodeposition treatment on concrete durability in a sulphate environment, biosystems engineering, 133 (2015) 141-152.
[21] V. Wiktor, H.M. Jonkers, Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete, Cement and Concrete Composites, 33(7) (2011) 763-770.
[22] ACI 211, Standard Practice for selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass concrete, Farmington Hills, MI, USA, in, 2009.
[23] J.-W.C. Cheng-Feng Chang, The experimental investigation of concrete carbonation depth, Cement and Concrete Research, 36(9) (2006) 1760-1767.
[24] D.C. Park, Carbonation of concrete in relation to CO2 permeabilityand degradation of coatings, Construction and Building Materials, 22(11) (2008) 2260-2268
[25] V.G. Papadakis, Vayenas, C. G., & Fardis, M. N. , Fundamental modeling and experimental investigation of concrete carbonation, ACI materials journal, 88(4) (1991).