摘 要

使用MICP技术研究赤泥在微生物方法下的物理特性改变，使松散的赤泥加固成具有一定强度的整体，改良赤泥的力学性能。试验中采用控制法，确定其余因素保持不变，只改变一个因素的方法，来研究不同因素对赤泥的物体特性的改变。本文采用注菌法对赤泥进行研究，同时研究菌液浓度、胶结液浓度、注浆轮次对加固后的影响。结果表明：

1. 菌液浓度对赤泥的强度影响很大，菌液浓度越高，赤泥的强度越大，生成的碳酸钙含量较低，整体强度较高
2. 注胶结液轮次越多，强度越高，对碳酸钙含量影响不大
3. 胶结液浓度越高，对强度产生影响，对碳酸钙含量影响不大，其中，强度并不是与胶结液浓度成正向相关

关键词：赤泥 MCIP 碳酸钙沉淀 控制法

Study on microbial method for strengthening physical properties of red mud

ABSTRACT

The MICP technology was used to study the physical properties of red mud under the microbiological method, so that the loose red mud was strengthened into a whole with a certain strength,and the mechanical properties of the red mud were improved.In the test, the control method was used to determine that the remaining factors remained unchanged, and only one factor was changed to study the changes in the characteristics of the red mud by different factors. In this paper, the red mud was studied by the method of injection, and the effects of bacterial concentration, cement concentration and grouting round on the reinforcement were studied. The results show:

(1) The concentration of the bacterial solution has a great influence on the strength of the red mud. The higher the concentration of the bacterial liquid, the greater the intensity of the red mud, the lower the content of calcium carbonate formed, and the higher the overall strength.

(2) The more rounds of cement injection, the higher the strength, the little effect on calcium carbonate content

(3) The higher the concentration of the cement solution, the effect on the strength, and the effect on the calcium carbonate content is not significant. Among them, the strength is not positively related to the concentration of the cement solution.

Key words：Red mud MCIP Calcium carbonate precipitation Control method

目 录

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 MICP 矿化机制 1

1.2.1 MICP加固土体影响因素研究现状 1

1.2.2 MICP技术的缺点 15

1.3存在的问题分析 16

1.4研究的目的及意义 16

1.5本文的工作内容 16

1.6技术路线 17

2实验内容与方法 18

2.1 引言 18

2.2 实验材料和装置 18

2.2.1 菌液制备 18

2.2.2 胶结液配置 19

2.2.3 实验用土 19

2.2.4 实验装置 20

2.3 试样制备及微生物菌液固化 21

2.3.1 试样制备 21

2.3.2 微生物菌液固化 21

3 微生物菌液对赤泥固化影响实验 24

3.1 实验方案 24

3.1.1 注胶结液的浓度对固化效果的影响 24

3.1.2 注胶结液轮次对固化效果的影响 24

3.1.3 菌液浓度对固化效果的影响 24

3.2 测量 24

3.2.1 无侧限抗压强度测量 24

3.2.2 碳酸钙含量测量 25

3.3 固化效果影响分析 25

3.3.1 胶结液浓度对固化效果的影响 25

3.3.2 注胶结液轮次对固化效果的影响 34

3.3.3 菌液浓度对固化效果的影响 41

3.4 实验失败原因分析 46

3.5 试验中的问题与改进 48

4 结论与展望 49

4.1 结论 49

4.2 展望 49

致谢 51

参考文献 52

1 绪论

1.1 研究背景

随着中国发展的越来越好，中国的制造业也发展的越来越好，赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每吨氧化铝会附带产生1~2吨的赤泥。中国作为世界第四大氧化铝生产国，每年要排放的赤泥多达数百万吨。大量的赤泥不能充分的被利用，只能占据大面积的场地来堆放，对环境产生了严重的污染。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。我国政府显然已经意识到了处理赤泥的重要性，目前对赤泥的处理仅限于从赤泥中回收有效金属，且不是非常的环保。近年来，随着微生物学，地球化学，土木工程等学科间的交叉研究的不断发展，微生物诱导碳酸钙沉积技术（MICP）逐步应用于各相关领域，如污水处理，钙质石材修复等，此外，它也被用于软土地基强度与稳定性的改善，相比于通常对环境污染的化学灌浆，此法更微生物诱导碳酸钙沉积（MICP），即利用微生物代谢活动中矿化行为，诱导形成碳酸钙沉淀，其具有特殊的胶结作用，可作为一种新颖的生物胶凝材料—微生物水泥。微生物诱导方解石沉淀(简称MICP)技术在固化土壤方面具有高效环保等特性，这给赤泥的高效环保处理的实现提供了新的途径。

1.2 MICP 矿化机制

1.2.1 MICP加固土体影响因素研究现状