استخدام البكتريا في معالجة التشققات في الكونكريت: Use of Bacteria to Self-Healing Concrete Cracks

عامر محمد ابراهيم; عدنان نعمة عبد الرضا; مروج محمد صناع

doi:10.24237/djes.2014.07412

Authors

عامر محمد ابراهيم كلية الهندسة / جامعة ديالى
عدنان نعمة عبد الرضا كلية التربية للعلوم الصرفة / جامعة ديالى
مروج محمد صناع كلية التربية للعلوم الصرفة / جامعة ديالى

Keywords:

بكتريا Bacillus Subtili, العلاج الذاتي Self-Healing, كاربونات الكالسيوم Calcium Carbon

Abstract

ان الهدف من هذه الد ا رسة هو المعالجة الذاتية لشقوق الخرسانة باستخدام البكتريا، وتعتبر هذه الد ا رسة هي الاولى من نوعها في الع ا رق. استخدمت في هذه الد ا رسة بكتريا Bacillus Subtilis المعزولة من التربة الز ا رعية والتربة الجافة، وتمت عملية ز ا رعتها وتنميتها في الوسط الانتقائي SR-20 ، اجريت الاختبا ا رت الكيموحيوية وتشخيص البكتريا
وفقا لما ورد في Bergys Manual &Medical Bacteria) (، حيث اجريت الاختبا ا رت المختبرية الاولية لمعرفة قدرة هذه البكتريا على معالجة التشققات الخرسانية من حيث قدرتها على تحمل العوامل الموجودة في قالب الخرسانة ومنها الاس الهيدروجيني القاعدي وذلك من خلال تنميتها في الوسط الانتقائي SR-20 ذو الاس الهيدروجيني القاعدي pH=10) ،)
وتحملها للملوحة عند ز ا رعتها في وسط الترسيب SM-7 المحتوي على كلوريد الكالسيوم، ايضا تم اج ا رء اختبا ا رت تحضير مادة علاج الشقوق من اجل ترسيب بلو ا رت كارب ونات الكالسيوم. اظهرت نتائج اختبار الموجات الفوق الصوتية الاختلاف في الوقت الذي تستغرقه الموجة للمرور عبر الشقوق غير المعالجة والوقت الذي تستغرقه الموجة للشقوق المعالجة، حيث اظهرت النتائج ان مادة علاج الشقوق المكونة من السيليكا + معلق بكتيري كانت متصلبة بشكل كامل وحدوث نقصان في وقت انتقال الموجة الصوتية عبر الشقوق المعالجة. اظهرت نتائج البحث انه كلما كان عمق الشق وعرضه صغير كانت عملية المعالجة افضل، حيث ان عملية المعالجة كانت افضل في النماذج الخرسانية ذات عرض شق ) 1ملم( مقارنة للنماذج ذات العرض ) 2ملم(، اما من ناحية
العمق فقد اظهرت النتائج ان عملية المعالجة كانت افضل لعمق شق ) 10 ملم( مقارنة للنماذج ذات العمق ) 20 ملم( و 30 ملم(. كما اظهرت نتائج اختبار الفحص بالمجهر الالكتروني الماسح ( SEM) ( تكون كاربونات الكالسيوم لمادة علاج الشقوق المكونة من السيليكا + بكتريا.

The aim of the study was to using of bacteria to self-healing of cracks in concrete, and this study was the first of its kind in Iraq. This study used bacteria Bacillus Subtilis isolated from agricultural soils and dry soil, and has the cultivation and development in the selective medium SR-20, underwent tests, biochemical and diagnose bacteria and according to the (Bergys Manual & Medical Bacteria), where conducted laboratory tests preliminary to know the ability of these bacteria to address cracks concrete in terms of their ability to withstand factors existing in the form of concrete, including the pH baseband through development in the selective medium SR-20 with a pH baseband (PH=10), and tolerance of salinity when planted in the precipitation medium SM-7 containing chloride Calcium, also was testing Preparation Material treat cracks for the deposition of calcium carbonate crystals. The results also showed that the best way to prepare material treat cracks concrete to precipitate calcium carbonate are using the method consisting of silica + bacteria concentration (15×10), where results showed test ultrasound acoustic difference in the time it takes the wave to pass through cracks treatment in the experience of substance treatment consisting of silica + HCl + bacteria concentration (15 × 10), and the time it takes the wave to pass through the cracks of treatment in the experience of substance treatment consisting of silica + bacteria concentration (15 × 10), where results showed that Article therapy were completely rigid in the last test. The test results also showed scanning electron microscopic examination (SEM) create calcium carbonate to treat cracks material consisting of silica + bacteria.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Cawon and Steel, (1993). Edited and rev. by Barrow, G.I., and Feltham, R.K.A., Manual for the Identification of Medical Bacteria. 3rd edition. Dock House, The water front, Cape Town 8001, South Africa.

Castanier, S.; Le Metayer – Levrel, G.; and Perthuisot, J. P., (1999). Carbonates precipitation and limeston genesis – The Microbiologist Point of View sediment geol. 126(9 – 23). Day, J. L.; Bang S. S.; Ramakrrishnan V., (2003). Microbiologically induced sealant for concrete crack remediation.16th Engineering mechanics conference, (16-18), seattle, Washington. DOI: https://doi.org/10.1016/S0037-0738(99)00028-7

Dale, H. P.E.; and Jim J., (2007).integrated materials and construction practices for concrete pabement. Astate-of-the-practice manual (8-72).

Hamilton, W. A., (2003). Microbe influence corrosion as a model system for the study of metal microbe interactions: Aunifying Electron Transfer Hypothses, Bio fouling, 19(1):pp. (65-76). DOI: https://doi.org/10.1080/0892701021000041078

Hammes, F.; Boon, N.; De Villiers, J.; Verstraete, W.; Siciliano, Jonkers, H.M. & Erik, S., (2007). Crack repair by concrete – immobilized bacteria. International Conference on self-healing Materials, Noordwijk aan zee, The Netherlands.

Jonkers, H.M. & Erik, S., (2009). A two component bacteria-based self-healing concrete. International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting, (215-219).

Jonkers, H.M., (2011). Bacteria – basedself healing concrete. HERON 56(1), pp, (1-12).

Jonkers, H.M.; Thijssen,G.; Copuroglu,O.; and Schlangen, E., (2010). Application of bacteria as self – healing agent for the development of sustainable concrete. Ecological Engineering. 36:pp. (230 S.D., (2003).strain-sbecific ureolytic microbialn calcium carbonate precipitation. Applied and environment microbiology, 69(8):pp.(4901-4909). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.12.036

Hammes, F.; Verstraete, W., (2002). key roles of pH and calcium metabolism in microbial carbonate precipitation.Environmental Science & Biotechnology 1 (1):pp.(3-7). DOI: https://doi.org/10.1023/A:1015135629155

Holt, J. G.; Liston, J.; Murray, R.G.E.; Niven, C.F.; Ravin, A.W.; Cowan, S.; Tandstanier, R.Y., (1974). Bergys Manual of Determinative Bacteriology. Eight edition, (531- 533).