MICP技术提升水泥基材料抗硫酸盐侵蚀能力研究

庞海峰

(辽宁省交通运输事业发展中心，辽宁 沈阳 110005)

摘　要：　硫酸盐侵蚀对水泥基材料的长期耐久性构成严重威胁，因此为探究微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced carbonate precipitation，MICP)技术对提升水泥基材料抗硫酸盐侵蚀能力的作用机制，以具有高碱性适应性的枯草芽孢杆菌(BS)作为矿化微生物，制备了标准养护试件(BY、BBY)和碳化养护试件(TY、BTY)，并系统开展了不同硫酸盐侵蚀龄期下试件的碳化深度、宏观力学性能(抗压强度、膨胀率)以及微观结构与产物组成的测试与分析。研究结果表明，BS的添加有效提升了水泥胶砂试件的早期性能。在标准养护条件下，添加BS的试件(BBY)初始抗压强度较对照组试件(BY)提升了约4.2%;而在碳化养护条件下，添加BS的试件(BTY)初始抗压强度较对照组试件(TY)提升了约8.1%，表明碳化养护与BS的协同作用可进一步优化材料早期强度。长期硫酸盐侵蚀试验结果表明，BS能有效抑制水泥基材料的劣化进程。与侵蚀0 d相比，经过180 d硫酸盐侵蚀后，添加BS的试件抗压强度损失较对照组试件减少了15.4%～20.0%，体积膨胀率降低了8.9%～10.0%。微观分析进一步证实，BS诱导生成的碳酸钙可有效填充水泥基体孔隙，侵蚀180 d后，BTY、BBY试件的孔隙率较对照组试件TY、BY降低了2.2%～3.7%，并延缓了石膏与钙矾石等膨胀性产物的生成，抑制了有害孔的增长，从而维持了水泥基体的结构稳定。该研究成果验证了MICP技术的可行性，尤其是与碳化养护协同作用时，可显著增强水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀能力。该技术为开发高耐久性胶凝材料提供了绿色、可靠的技术途径，具有重要的工程应用价值。

关键词：　MICP技术; 水泥基材料; 硫酸盐侵蚀; 生物矿化; 碳化养护

引文格式： 庞海峰. MICP技术提升水泥基材料抗硫酸盐侵蚀能力研究[J]. 市政技术，2026，44(3)：255-262. (PANG H F. Study on enhancing the resistance of cementitious materials to sulfate erosion by MICP technology[J]. Journal of municipal technology，2026，44(3)：255-262.)