基于電泳分離CaCl₂的溫度可控的膠結試驗裝置的制造方法

基于電泳分離CaCl₂的溫度可控的膠結試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置，包括溶液電泳池、微生物菌液桶、膠結試驗管和集液桶；在溶液電泳池靠近陰極板的一側設有出口；在膠結試驗管的頂部中央設有進口，在膠結試驗管的底部中央設有出口；在膠結試驗管的底部出口上連接有排液管，排液管的出口位于集液桶內；溶液電泳池的出口和微生物菌液桶與蠕動泵的進口連接，蠕動泵的出口與膠結試驗管的頂部進口連接；在膠結試驗管內裝有試樣土體；膠結試驗管設有加熱體，加熱體包裹在膠結試驗管的外面，加熱體設有供電電源，供電電源通過溫控器與加熱體連接。本發明可以消除Cl?離子，并且可以在不同溫度下進行膠結試驗。
【專利說明】
基于電泳分離CaC 12的溫度可控的膠結試驗裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種膠結試驗裝置，特別是涉及一種基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著生物學、化學、力學以及材料學多學科的交叉研究，一種新技術即微生物誘導碳酸鈣沉積技術(MICP)被展開研究，這項技術可以用來修補裂縫、恢復古建筑物和防滲堵漏，而CaCl2溶液通常被用來作為微生物誘導碳酸鈣沉積鈣源的溶液，目前，基于CaCl2的微生物誘導碳酸鈣沉積室內試驗裝置仍存在一些不足，例如:CaCl2溶液是現有進行MICP試驗中常用的鈣鹽溶液，而在進行MICP膠結試驗中Ca2+離子是微生物誘導碳酸鈣沉積的主要成分，Cl—離子并非膠結所需要的物質，且其表現出一定的強酸性，如膠結試驗設備中含有金屬材料，Cl—離子會對其造成腐蝕；同時在生成的砂柱膠結物質中通常含有Cl—，若實驗成果應用于實際工程實踐中，對于含有對酸性較為敏感材料的結構體，勢必會造成一定的強度衰減，應用結果就會與實驗所得的結果相差較大。
[0003]此外，微生物對環境具有較強的敏感性，不同溫度梯度下其膠結性能、修復效果各不相同，MICP試驗研究的目的是為了更好地把成果應用到實際工程應用中，以節省成本、優化資源配置，而在實際工程中，環境因素各異且較為復雜，例如:在我國西部地區地熱資源較為豐富，隨著隧洞的埋深不斷增大，高地溫熱害問題日趨嚴重，高地溫隧洞高溫會引發圍壓-支護結構出現不同程度的裂縫。新疆布侖口-公格爾水電站引水隧洞3#施工支洞下游開挖面隧洞中空氣溫度和水溫達72°C，對于高地溫隧洞支護結構裂縫的修復其溫度對微生物的活性和修復功能提出了較大的挑戰。但是，目前的MICP膠結試驗裝置通常僅具備進行常溫膠結試驗的功能。

【發明內容】

[0004]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置，該裝置可以消除Cl—離子，并且可以在不同溫度下進行膠結試驗。
[0005]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置，包括溶液電泳池、微生物菌液桶、膠結試驗管和集液桶;在所述溶液電泳池內設有陽極板和陰極板，在所述溶液電泳池靠近所述陰極板的一側設有出口；在所述膠結試驗管的頂部中央設有進口，在所述膠結試驗管的底部中央設有出口 ；在所述膠結試驗管的底部出口上連接有排液管，所述排液管的出口位于所述集液桶內；所述溶液電泳池的出口和所述微生物菌液桶與蠕動栗的進口連接，所述蠕動栗的出口與所述膠結試驗管的頂部進口連接;在所述膠結試驗管內裝有試樣土體;所述膠結試驗管設有加熱體，所述加熱體包裹在所述膠結試驗管的外面，所述加熱體設有供電電源，所述供電電源通過溫控器與所述加熱體連接。
[0006]在所述試樣土體的下方設有土工布Π，所述土工布Π鋪設在所述膠結試驗管內的底部。
[0007]在所述試樣土體的上表面上覆蓋有土工布I，在所述土工布I上設置有砂礫石層。
[0008]在所述加熱體的外面設有絕熱體，所述絕熱體包裹在所述加熱體的外面。
[0009]本發明具有的優點和積極效果是:采用溶液電泳池消除CaCl2溶液中的Cl—離子，采用加熱體升高膠結試驗管內部的溫度，采用溫控器控制試驗管內部的溫度，采用電泳池并結合加熱體和溫控器可以較好地研究不同溫度下微生物菌液在結核位點處的膠結效果，有效解決試驗溫度單一且不可控、鈣源溶液分離等問題，所得數據精確可靠，試樣土體便于拆卸，試驗裝置構造簡單，試驗方法簡便，易于操作。本發明可擴展適用于不同鈣源溶液Ca2+獲取、不同溫度下的膠結試驗。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的結構示意圖。
[0011 ]圖中:1、直流電源，2、陽極板，3、溶液電泳池，4、陰極板，5、閥門I，6、微生物菌液桶，7、閥門Π，8、蠕動栗，9、膠結試驗管，1、砂礫石層，11、土工布I，12、溫控器，13、供電電源，14、加熱體，15、土工布Π，16、排液管，17、試樣土體，18、絕熱體，19、集液桶。
【具體實施方式】
[0012]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0013]請參閱圖1，一種基于電泳分離Ca C12的溫度可控的膠結試驗裝置，包括溶液電泳池3、微生物菌液桶6、膠結試驗管9和集液桶19。
[0014]在所述溶液電泳池3內設有陽極板2和陰極板4，直流電源I的正極與陽極板2連接，直流電源I的負極與陰極板4連接;在所述溶液電泳池3靠近所述陰極板4的一側設有出口。
[0015]在所述膠結試驗管9的頂部中央設有進口，在所述膠結試驗管9的底部中央設有出口；在所述膠結試驗管9的底部出口上連接有排液管16，所述排液管16的出口位于所述集液桶19內。
[0016]所述溶液電泳池3的出口和所述微生物菌液桶6與蠕動栗8的進口連接，在連接所述溶液電泳池3的出口與蠕動栗8的進口的軟管上設有閥門15，在連接所述微生物菌液桶6與蠕動栗8的進口的軟管上設有閥門Π 7。所述蠕動栗8的出口與所述膠結試驗管9的頂部進口連接。
[0017]在所述膠結試驗管9內裝有試樣土體17，為了防止所述排液管16被砂土堵塞，在所述試樣土體17的下方設有土工布Π 15，所述土工布Π 15鋪設在所述膠結試驗管9內的底部。為了使溶液均勻進入試樣土體17，在所述試樣土體17的上表面上覆蓋有土工布111，在所述土工布111設置有砂礫石層10。
[0018]所述膠結試驗管9設有加熱體14，所述加熱體14包裹在所述膠結試驗管9的外面，所述加熱體14設有供電電源13，所述供電電源13通過溫控器12與所述加熱體14連接，采用溫控器12控制加熱體14的加熱溫度。為了保溫，節約能源，在所述加熱體14的外面設有絕熱體18，所述絕熱體18包裹在所述加熱體14的外面。
[0019]本發明的工作原理:
[0020]陽極板2和陰極板4連接電源以后，將會產生電場極性，進而使溶液電泳池3內的CaCl2溶液Ca2+帶正電荷，Cl—帶負電荷，在電場的作用下，Ca2+和Cl—做定向移動，Cl—向陽極板2逐漸靠近，Ca2+向陰極板4靠近，也就是向溶液電泳池3的出口靠近。
[0021 ]開啟閥門15關閉閥門Π 7，啟動蠕動栗8將帶有Ca2+的溶液栗入膠結試驗管9，關閉閥門15開啟閥門Π 7，啟動蠕動栗8將微生物菌液栗入膠結試驗管9。
[0022]試驗所需的溫度通過溫控器12控制加熱體14的溫度來保證。膠結試驗管9是由耐高溫材料制成的，其高度根據試驗需要選取。
[0023]盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置，其特征在于，包括溶液電泳池、微生物菌液桶、膠結試驗管和集液桶;在所述溶液電泳池內設有陽極板和陰極板，在所述溶液電泳池靠近所述陰極板的一側設有出口；在所述膠結試驗管的頂部中央設有進口，在所述膠結試驗管的底部中央設有出口；在所述膠結試驗管的底部出口上連接有排液管，所述排液管的出口位于所述集液桶內；所述溶液電泳池的出口和所述微生物菌液桶與蠕動栗的進口連接，所述蠕動栗的出口與所述膠結試驗管的頂部進口連接;在所述膠結試驗管內裝有試樣土體;所述膠結試驗管設有加熱體，所述加熱體包裹在所述膠結試驗管的外面，所述加熱體設有供電電源，所述供電電源通過溫控器與所述加熱體連接。2.根據權利要求1所述的基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置，其特征在于，在所述試樣土體的下方設有土工布Π，所述土工布Π鋪設在所述膠結試驗管內的底部。3.根據權利要求1所述的基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置，其特征在于，在所述試樣土體的上表面上覆蓋有土工布I，在所述土工布I上設置有砂礫石層。4.根據權利要求1所述的基于電泳分離CaCl2的溫度可控的膠結試驗裝置，其特征在于，在所述加熱體的外面設有絕熱體，所述絕熱體包裹在所述加熱體的外面。
【文檔編號】C12M1/34GK106010959SQ201610498637
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】唐陽, 閆玥, 練繼建, 徐宏殷, 王昶力, 賀小青, 吳昊潼
【申請人】天津大學