Mikrobiologiczne wytrącanie kalcytu jako alternatywna metoda uszczelniania powierzchniowego kompozytu cementowego

• Autorzy: Zygmunt Marcin , Bednarska Dalia , Wieczorek Alicja , Drzewiecka Dominika , Koniorczyk Marcin , Batog Maciej , Bakalarz Jakub

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2022.07.07

Warianty tytułu

EN

Microbiological calcite precipitation as an alternative method for strengthening of the concrete surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie mikrobiologicznego wytrącania kalcytu jako alternatywnej metody wzmacniania powierzchniowego kompozytów cementowych. Opisano procedury wytrącania kalcytu (ang. microbiologically induced calcium carbonate precipitation, MICP) oraz przedstawiono wyniki pilotażowych badań laboratoryjnych zastosowania tej metody. Wykazano duży potencjał zastosowania mikrobiologicznego wytrącania kalcytu w budownictwie, co w porównaniu z metodami tradycyjnymi jest procesem ekologicznie przyjaznym oraz energooszczędnym. Uzyskane wyniki wskazują, że zastosowanie wytrącania kalcytu prowadzi do wyraźnej poprawy właściwości badanych próbek i ich uszczelnienia. Planowane jest kontynuowanie i rozszerzenie badań, sprawdzające inne procedury zastosowania MICP.

EN

In this article, an application of MICP is examined, as an alternative method of surface strengthening in cement composites. Several MICP procedures and results out of some reference lab testing are shown in this paper. The high potential of MICP building application is shown based on the obtained results - the surface strengthening and sealing are improved. Additionally, the examined method is more ecologically friendly and energy-efficient compared with the standard procedures of surface strengthening. It is planned to continue research on MICP application in concrete elements.

Słowa kluczowe

PL

wytrącanie kalcytu; MICP; wytrącanie mikrobiologiczne; wzmacnianie betonu; beton ekologiczny; beton zrównoważony; biocement; badanie laboratoryjne; kompozyt cementowy; uszczelnianie powierzchniowe

EN

calcite precipitation; MICP; microbially induced calcite precipitation; concrete strengthening; ecological concrete; sustainable concrete; biocement; laboratory testing; cement composite; surface sealing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 7
• Strony: 38--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zygmunt Marcin

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

• https://orcid.org/0000-0003-1304-8591

autor

Bednarska Dalia

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

• https://orcid.org/0000-0002-2146-0650

autor

Wieczorek Alicja

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

• https://orcid.org/0000-0003-2723-3552

autor

Drzewiecka Dominika

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska

• https://orcid.org/0000-0002-2753-7700

autor

Koniorczyk Marcin

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

• https://orcid.org/0000-0002-6887-4324

autor

Batog Maciej

• Centrum Technologiczne Betotech Sp. z o.o.

• https://orcid.org/0000-0001-9908-0642

autor

Bakalarz Jakub

• Centrum Technologiczne Betotech Sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] Mostert C., Sameer H., Glanz D., Bringezu S. Climate and resource footprint assessment and visualization of recycled concrete for circular economy. Resour. Conserv. Recycl. 2021; https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105767.
• [2] Nodehi M., Mohamad Taghvaee V. Sustainable concrete for circular economy: a review on use of waste glass. Glass Struct. Eng. 2021; https://doi.org/10.1007/s40940-021-00155-9.
• [3] Al-Hamrani A., Kucukvar M., Alnahhal W., Mahdi E., Onat N.C. Green Concrete for a Circular Economy: A Review on Sustainability, Durability, and Structural Properties. Materials. 2021; https://doi.org/10.3390/ma14020351.
• [4] Tang L., Petersson P.E. Slab test: Freeze/thaw resistance of concrete - Internal deterioration. Mat. Struct. 2004; https://doi.org/10.1007/BF02480522.
• [5] Vries de J., Polder R.B. Hydrophobic treatment of concrete. Constr. Build. Mater. 1997; https://doi.org/10.1016/S0950-0618(97)00046-9.
• [6] Koniorczyk M., Gawin D., Bednarska D. Modeling damage of building materials induced by sodium sulphate crystallization. Bauphysik. 2016; https://doi.org/10.1002/bapi.201610041.
• [7] Krajewska B. Urease-aided calcium carbonate mineralization for engineering applications: A review. J. Adv. Res. 2018; https://doi.org/10.1016/j.jare.2017.10.009.
• [8] Ghosh P., Mandal S., Chattopadhyay B.D., Pal S. Use of microorganism to improve the strength of cement mortar. Cem. Concr. Res. 2005; https://doi.org/10.1016/j.cemconres. 2005.03.005.
• [9] Seifan M., Berenjian A. Microbially induced calcium carbonate precipitation: a widespread phenomenon in the biological world. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019; https://doi.org/10.1007/s00253-019-09861-5.
• [10] Vijay K., Murmu M., Deo S.V. Bacteria based self healing concrete - A review. Constr. Build. Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.040.
• [11] PN-EN 197-1:2012 Cement. Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementow powszechnego użytku.
• [12] PN-EN 196-1:2016-07 Metody badania cementu. Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
• [13] Ma L., Pang A.P., Luo Y., Lu X., Lin F. Beneficialfactors for biomineralization by ureolyticbacterium Sporosarcinapasteurii. Microb. Cell Fact. 2020; https://doi.org/10.1186/s12934-020-1281-z.
• [14] De Muynck W., Debrouwer D., De Belie N., Verstraete W. Cem. Concr. Res. 2008; https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2008.03.005.
• [15] Ghosh T., Bhaduri S., Montemagno C., Kumar A. Sporosarcina pasteurii can form nanoscale calcium carbonate crystals on cell surface. PLoS ONE 2019; https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0210339.
• [16] PN-EN 1015-18 Metody badań zapraw do murow. Część 18: Określenie współczynnika absorpcji wody spowodowanej podciąganiem kapilarnym stwardniałej zaprawy.
• [17] Koniorczyk M., Bednarska D., Wieczorek A., Maniukiewicz W. The single freezing episode of early-age cementitious composites: Threshold properties of cement matrix ensuring the frost resistance. Con. Build. Mat. 2020; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122319.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).