一种利用微生物制备碳酸钙固化砂土的方法技术领域
本发明涉及一种固化砂土的方法，特别是涉及一种利用微生物制备碳酸钙固化砂
土的方法。
背景技术
生物矿化作用是一种很普遍的自然现象，几乎每一种生物都能合成矿物。其中近
三分之二是钙矿，并且相当一部分具有胶结功能。它们通过其自身的生命活动，与周围环境
介质之间不断发生着酶化作用，逐渐形成碳酸钙。近年来，随着土体中微生物的研究发展，
土中已经存在的微生物的生命活动(主要是获取能量和碳的活动)的产物为工程所用的可
能性在概念上已经取得了广泛的认可。在这样的大环境下，微生物固化技术应运而生。
所谓微生物固化就是利用土中微生物的生命活动生成的代谢产物处理砂土等散
装或软弱材料，以满足工程需要。与传统的加固技术相比，微生物固化技术的过程中生物能
代替了机械能，微生物新陈代谢的产物代替了化学制品，具有清洁环保、耗能低、对土体扰
动小，处理均匀等优点，十分契合可持续发展的战略目标。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种利用微生物制备碳酸钙固化砂土的方法，该
方法利用生物酶化作用，人工加速固化砂土。
技术方案：本发明提供了一种利用微生物制备碳酸钙固化砂土的方法，包括以下
步骤：
1)将10-20g砂子倒入容器中，使其均匀覆盖容器底部；
2)向步骤1)所述的容器中加入胶凝液和菌液，恒温震荡培养，得到混合液；
3)定时定量从步骤2)所述的混合液中吸出少量，之后再向剩余混合液中加入定量
的胶凝液和定量砂子，连续数天后得到碳酸钙固化砂土。
其中：
所述的步骤2)还能按以下方式操作：向步骤1)所述的容器中然后加入菌液，静置
加入氯化钙溶液，之后加入胶凝液，恒温震荡培养。
步骤1)所述的砂子的粒径小于2mm。
步骤2)所述的胶凝液、菌液与瓶中砂子的体积为比为2∶1∶1，其中所述的胶凝液为
0.5mol/L的醋酸钙和每升该溶液加30g尿素溶解后得到混合溶液，所述的菌液是巴氏芽孢
杆菌，OD600值为2.268。
所述的氯化钙溶液的浓度为0.05mol/L，氯化钙溶液、菌液与胶凝液的比值为1∶5∶
10；所述的静置的时间大于1小时。
步骤2)所述的胶凝液为0.5mol/L的醋酸钙和每升该溶液加30g尿素溶解后得到混
合溶液。
步骤2)所述的恒温为10～30℃，所述震荡的频率为100rpm。
步骤3)所述的定时定量是指每天吸出混合液的十分之一。
步骤3)所述的向剩余混合液中加入定量的胶凝液和定量砂子，加入定量胶凝液的
体积为剩余混合液体积的九分之一，所述的定量砂子的量为与之前加的砂量相同，且该砂
子均匀平铺在之前的砂子上。
步骤3)所述的数天后为14天以后。
有益效果：本发明充分利用自然界微生物资源和营养液中的资源，通过生物的矿
化作用，加速沉积碳酸钙固化砂土，不仅资源丰富，而且工艺简单，环境清洁，成本低廉，最
终所得到的固化砂柱整体也十分均匀无分层，上下强度也很均匀，且整体强度较大。室温条
件下的固化砂土技术，不仅可以用于软弱地基的加固，还可以用于裂缝的修补，再生混凝土
的胶结等工程。
附图说明
图1为对本发明得到的砂柱无侧限抗压强度试验的应力应变曲线。
具体实施方式
下实施例中的胶凝液为每升0.5mol/L的醋酸钙溶液加30g尿素溶解后得到混合溶
液。
实施例1
将10～20g砂子倒入瓶中，使其均匀覆盖瓶底，然后倒入100mL胶凝液与100mL培养
好的菌液，再于20～30℃恒温震荡培养，之后每天吸取10mL混合液，添加10mL胶凝液，均匀
加入10～20g砂子，最后连续14天后得到固化好的砂柱。
实施例2
将10～20g砂子倒入瓶中，使其均匀覆盖瓶底，然后倒入100mL胶凝液与100mL培养
好的菌液，再于10～20℃恒温震荡培养，之后每天吸取10mL混合液，添加10mL胶凝液，均匀
加入10～20g砂子，最后连续14天后得到固化好的砂柱。
实施例3
将10～20g砂子倒入瓶中，使其均匀覆盖瓶底，然后倒入100mL胶凝液与100mL培养
好的菌液，再于20～30℃恒温震荡培养，之后每天吸取10mL混合液，添加10mL胶凝液，均匀
加入10～20g砂子，最后连续14天后得到固化好的砂柱。
实施例4
将10～20g砂子倒入瓶中，使其均匀覆盖瓶底，然后倒入100mL培养好的菌液，静置
1小时后倒入10mL的0.05mol/L的氯化钙溶液，接着加入100mL胶凝液，再于20～30℃恒温震
荡培养，之后每天吸取10mL混合液，添加10mL胶凝液，均匀加入10～20g砂子，最后连续14天
后得到固化好的砂柱。