本发明涉及新材料，尤其涉及一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料及方法。
背景技术：
1、混凝土在长期使用过程中，常由于应力集中、环境侵蚀等原因产生裂缝，裂缝的存在会影响混凝土结构的耐久性和安全性，因此裂缝的修复十分有必要。
2、对于开度小于0.1mm的裂缝，表面密封处理通常能够满足工程需求。而对于开度大于0.5mm的裂缝，现有工程修复手段如水泥注浆已能有效解决。然而，针对开度在0.1mm至0.5mm之间的裂缝，水泥浆液渗透性较差，难以充分渗入和填充裂缝。化学浆液虽然渗透性好，但在使用过程中可能产生有害化学物质，对施工人员的健康和环境造成一定威胁。因此，针对开度在0.1mm至0.5mm之间的裂缝，亟需一种环保有效的技术方案。
3、近年来，基于微生物诱导碳酸钙沉淀（micp）的裂缝修复技术逐渐受到关注，浆液渗透性好，矿化产物与混凝土成分相适应，且材料绿色环保，不会造成环境污染。本发明对一般的micp浆液进行改良，提出了一种微生物乳化修复材料，不仅可以有效解决传统裂缝修复方法中存在的浆液渗透性差、化学成分污染环境等问题，而且能实现裂缝的快速、高强和永久修复。
技术实现思路
1、为解决背景技术中所提出的技术问题，本发明提供一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料及工法。
2、本发明采用以下技术方案实现：一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，所用的修复材料包括浆液a和浆液b，其中，浆液a为微生物乳化修复剂，浆液b为胶结液；
3、浆液a由含微生物及碳酸钙固体颗粒的悬浊液、海藻酸钠-纳米纤维溶液和氯化钙溶液按一定比例混合搅拌得到，浆液b的成分包括1-2mol/l的cacl2和1-3mol/l尿素。
4、优选的，浆液a的制备方法如下：
5、步骤1、配制含微生物及碳酸钙固体颗粒的悬浊液；
6、步骤2、配制海藻酸钠-纳米纤维溶液；
7、步骤3、配制氯化钙溶液；
8、步骤4、将含微生物及碳酸钙固体颗粒的悬浊液加入到海藻酸钠-纳米纤维溶液中，充分搅拌，再往二者的混合溶液中加入配制好的氯化钙溶液，继续搅拌，制得浆液a。
9、优选的，含微生物及碳酸钙固体颗粒的悬浊液、海藻酸钠-纳米纤维溶液、氯化钙溶液之间的体积比为1:1-4:0.2-1。
10、优选的，步骤1的具体操作如下：
11、将3-5份巴氏芽孢杆菌菌液和1份浆液b混合搅拌12h，直至加入的cacl2完全消耗，制得第一溶液；将第一溶液置于4℃的冰箱中沉淀约8h；计算理论碳酸钙生成量，并按所需固液比去除部分上层液体后，再次搅拌形成悬浊液，且所需固液比为5g/100ml-30g/100ml。
12、优选的，步骤2的具体操作如下：
13、将0.1%-10%（w/v）的海藻酸钠加入蒸馏水中，加热搅拌，冷却后得到一定浓度的海藻酸钠溶液；然后将0.1%-5%（w/v）的纳米纤维加入蒸馏水中，利用超声波处理以及磁力搅拌使纤维均匀分散，得到一定浓度的纳米纤维溶液；将得到的海藻酸钠溶液与纳米纤维溶液按1：1混合搅拌，即可得到所需浓度的海藻酸钠-纳米纤维溶液。
14、优选的，步骤3的具体操作如下：
15、称取cacl2粉末，往其中加一定量的蒸馏水搅拌溶解，然后在1l容量瓶中定容制得氯化钙溶液；氯化钙溶液的浓度为0.05-0.5mol/l。
16、优选的，浆液b的制备方法如下：称取一定量的cacl2和尿素，往其中加一定量的蒸馏水搅拌溶解，然后在容量瓶中定容，即可得到含1-2mol/l的cacl2和1-3mol/l尿素的胶结液。
17、本发明提出了一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料的应用，具体地：将其应用于混凝土/岩石的微裂缝的修复，且微裂缝的开度为0.1mm-0.5mm。
18、本发明还提出了一种针对混凝土细微裂缝的修复方法，其利用上述的修复材料，具体包括如下步骤：
19、先利用密封贴封住裂缝；密封贴由丁基橡胶胶带和海绵组成；
20、然后将注浆管穿过密封贴往裂缝中注入浆液b，使裂缝内部被充分浸润；再注入浆液a，浆液a与浆液b发生反应修复裂缝；
21、优选的，浆液a与浆液b的体积比例为1：1-3。
22、由于丁基橡胶胶带具有良好的防水性和强粘附性，能够很好地贴在混凝土和岩石表面，海绵用胶结液浸透，与裂缝开口处紧密贴合，可以在防止反应浆液流失的同时，为裂缝中的micp反应补给胶结液，该方法可以让裂缝经一次注浆后即可完成修复，避免多次注浆处理。
23、裂缝中依次注入浆液b和浆液a后，海藻酸钠与钙离子迅速反应生成海藻酸钙凝胶快速封堵裂缝，随后浆液b中的尿素分子和钙离子能够穿过海藻酸钙凝胶的孔隙与浆液a中的微生物持续发生micp矿化反应，新生成的以及浆液a中本身存在的碳酸钙固体颗粒与海藻酸钙凝胶形成嵌套组合结构。该组合结构中，碳酸钙晶体可以有效弥补海藻酸钙凝胶强度不足、易被渗蚀的问题。而纳米纤维掺杂在该组合结构中，可以提高修复材料的抗拉强度和韧性。
24、浆液a、浆液b对于微裂缝具有较好的可注性，可以一次成型，效率较高，并且通过刚性碳酸钙-柔性海藻酸钙-韧性纳米纤维三者的结合对裂缝进行快速、高强和长期修复，修复材料具备较高的抗渗蚀能力。
25、相比现有技术，本发明的有益效果在于：
26、本发明对一般的micp浆液进行改良，提出了一种微生物乳化修复材料，可以有效解决传统裂缝修复方法中存在的浆液渗透性差、浆液流失以及化学成分污染环境等问题。
27、本发明在现场施工修复裂缝时，利用补给密封贴封住裂缝后再插入注浆管注浆，密封贴由两种材料组成，即丁基橡胶胶带和海绵，丁基橡胶胶带具有良好的防水性和强粘附性，能够很好地贴在混凝土和岩石表面，海绵用胶结液浸透，与裂缝开口处紧密贴合，可以在防止反应浆液流失的同时，为裂缝中的micp反应补给胶结液，该方法可以让裂缝经一次注浆后即可完成修复，避免多次注浆处理。
28、本发明利用海藻酸钠与钙离子快速反应生成的海藻酸钠凝胶溶液增加液体的粘性和裂缝的填充率，利用生成的碳酸钙固体颗粒提高修复材料的强度，柔性的海藻酸钙凝胶和刚性的碳酸钙固体颗粒协同作用，实现混凝土或岩石裂缝的快速封堵和长期修复，提高修复材料的抗渗蚀能力。
29、本发明采用的纳米纤维的加入可以提高修复材料的拉伸强度和韧性，刚性碳酸钙-柔性海藻酸钙-韧性纳米纤维三者的结合可以对裂缝进行快速、高强和长期修复。
1.一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，所用的修复材料包括浆液a和浆液b，其中，浆液a为微生物乳化修复剂，浆液b为胶结液；
2.如权利要求1所述的一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，浆液a的制备方法如下：
3.如权利要求2所述的一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，所述含微生物及碳酸钙固体颗粒的悬浊液、海藻酸钠-纳米纤维溶液、氯化钙溶液之间的体积比为1:1-4:0.2-1。
4.如权利要求3所述的一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，所述步骤1的具体操作如下：
5.如权利要求3所述的一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，所述步骤2的具体操作如下：
6.如权利要求3所述的一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，所述步骤3的具体操作如下：
7.如权利要求6所述的一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，所述浆液b的制备方法如下：称取一定量的cacl2和尿素，往其中加一定量的蒸馏水搅拌溶解，然后在容量瓶中定容，即可得到含1-2mol/l的cacl2和1-3mol/l尿素的胶结液。
8.一种针对混凝土细微裂缝的微生物乳化修复材料，其特征在于，将其应用于混凝土/岩石的微裂缝的修复，且所述微裂缝的开度为0.1mm-0.5mm。
9.一种针对混凝土细微裂缝的修复方法，其特征在于，其利用如权利要求1-8任一项所述的修复材料，具体包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的一种针对混凝土细微裂缝的修复方法，其特征在于，所述浆液a与浆液b的体积比例为1：1-3。
