材料科學(xué)與工程外文翻譯譯文--水泥復(fù)合材料抵抗微生物侵襲的研究

1、<p><b>　　中文3540字</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯</p><p>　　系別： 土木工程 </p><p>　　專業(yè)： 材料科學(xué)與工程 </p><p>　　班級(jí)：

2、 </p><p>　　姓名： </p><p>　　學(xué)號(hào)： </p><p>　　外文出處： JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY O

3、F </p><p>　　TECHNOLOGY（MATERIALS SCIENCE EDITION） </p><p>　　附 件：1、外文原文；2、外文資料翻譯譯文。</p><p>　　注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。</p><p>　　2、外文資料翻譯譯文</p><p>　　出

4、處：Journal of Civil Engineering and Architecture, 2011, 5(6): 555-561</p><p>　　水泥復(fù)合材料抵抗微生物侵襲的研究</p><p>　　Adriana E, Vlasta O H, Alena L</p><p>　　摘要:生物腐蝕過(guò)程中受多種因素的影響，如：生物造成的植物影響和微生物導(dǎo)致材

5、料的惡化?；炷恋募?xì)菌惡化產(chǎn)生生物硫酸和硝酸，起源于腐蝕過(guò)程中含鈣礦物溶解于具體的基巖。文章重點(diǎn)進(jìn)行了氧化硫、氧化硫硫桿菌和脫硫桿菌對(duì)水泥復(fù)合材料的阻力程度，具體的復(fù)合材料加5%黑色粉煤灰來(lái)替代水泥以及參考樣品，同沒(méi)有添加粉煤灰的樣品在原位實(shí)驗(yàn)真實(shí)污水處理系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行90天實(shí)驗(yàn)，這些腐蝕是由表面變化和重量的變動(dòng)引起水泥復(fù)合材料樣品以及瀝出物酸堿值的變化。通過(guò)研究微觀方法檢測(cè)出表面變化相當(dāng)大?；炷猎嚰砻鍱DX的水晶沉淀增加了混合氣的

6、鈣礬石、磷石膏表面粗糙程度。測(cè)定水泥復(fù)合材料的是激光掃描共聚焦顯微鏡。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 混凝土；MIC；細(xì)菌；生物腐蝕；生物變質(zhì)</p><p><b>　　1. 介紹</b></p><p>　　無(wú)機(jī)材料具有明顯的耐久性，受生物活性的影響和相互作用。生物腐蝕可以被看作是不可逆轉(zhuǎn)的能量損失或信息對(duì)象藝術(shù)礦物材料被攻擊造成的新生物【

7、1】。然而，僅僅存在微觀微機(jī)體主義不充分時(shí)須考慮腐蝕的原因，因?yàn)樗麄兛梢允褂没蛱岣邫C(jī)制只有在特定的條件和其他因素下發(fā)生的惡化【2】。對(duì)生物系統(tǒng)影響很突出的例子可以看出互動(dòng)生物體之間作用過(guò)程導(dǎo)致混凝土在微生物惡化污水處理系統(tǒng)中由微生物產(chǎn)生分泌物【3】。</p><p>　　微生物腐蝕在建筑材料中代表了一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)以各種不同的方式發(fā)展而且取決于環(huán)境條件和物理化學(xué)條件的材料的問(wèn)題。微生物大致可以分為以下團(tuán)體【4】

8、,第一組是以光合作用為基礎(chǔ)的細(xì)菌，如藻類、微囊藻毒素、蘚類和高等植物中，使用陽(yáng)光能源、在一維釋放氧氣的期間光合作用。它們會(huì)得到碳的要求結(jié)合化工廠氣氛。第二組是以還原菌為基礎(chǔ)使用無(wú)機(jī)物的細(xì)菌化合物(例如:氨、硫化氫、硝酸鹽、單質(zhì)硫的硫代硫酸鹽), 他們獲得能量氧化和束縛大氣中的二氧化碳。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果中釋放硝酸(例如，硝酸鹽)或硫酸(例如，乳酸桿菌)【5】。</p><p>　　大量的自養(yǎng)硫桿菌不僅被發(fā)現(xiàn)表面呈現(xiàn)出

9、一個(gè)高度惡化的石頭粉碎的一面，也有在深層的地方一塊石頭腐爛。石頭屬于厭氧物種，脫硫孤菌并不屬于完全自養(yǎng)，有時(shí)還可以利用有機(jī)食品復(fù)合作為電子捐贈(zèng)者，它們可以從大氣污染物排放物中找到硫酸鹽并反應(yīng)生產(chǎn)出硫化氫 (1)【6】： </p><p>　　Organic acid+S042-—>H2S+CO2 (1)</p><p>　

10、　產(chǎn)品是具有高度腐蝕性的酸,和開(kāi)放的空氣生成的鹽表面形成一個(gè)黑色的漿體被形容為“電影和皮漿”【6】。建筑材料惡化作為混凝土、砂漿、復(fù)合材料、木材、石膏等的性能，通過(guò)修正不同種類的細(xì)菌改變機(jī)制【7】。雖然具體的作為一個(gè)基本的建設(shè)材料是具有強(qiáng)烈的抵抗惡劣的環(huán)境，它腐蝕主要是由于外部條件的影響，一方面、腐蝕可以使生產(chǎn)的混凝土不同類型和性能的水泥、骨料、質(zhì)量的水發(fā)生反應(yīng)，甚至增加摻合料，另一方面，它取決于混凝土制造技術(shù)和程序以及在其保養(yǎng)和實(shí)際使

11、用的產(chǎn)品。添加劑和摻合料是通過(guò)改善粉煤灰的性質(zhì)來(lái)改變混凝土方法之一，并以此摻合料的性能影響新的或硬混凝土或獲得一些特別的東西特征【8】。</p><p>　　粉煤灰作為水泥替代；它也可能被作為活性填料(添加劑I型)【9】，盡管沒(méi)有影響任何水泥用量【8】,本質(zhì)上是一種粉煤灰廢棄物(這樣可能會(huì)呈現(xiàn)出不同化學(xué)位移值，礦物的所有評(píng)分成分取決于不同類型的爐、內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程仍然分離)，需要根據(jù)斯洛伐克標(biāo)準(zhǔn)STN EN 206

12、-1，STN EN 450l2620 STN途中。構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，工作積極地與硬化的過(guò)程，包括設(shè)置熱形成和降低風(fēng)險(xiǎn)、可逆的混凝土的縮小的阻力免疫力混凝土好斗的環(huán)境，提高硬混凝土表層對(duì)壓力水作用；延緩混凝土表面碳化過(guò)程【8】。</p><p>　　在腐蝕過(guò)程中硫酸鹽在目前的污水處理系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化為硫化氫一定發(fā)生。該轉(zhuǎn)換通過(guò)脫硫進(jìn)行了細(xì)菌(SRB)轉(zhuǎn)化。H2S所產(chǎn)生的硫酸鹽還原菌在生物膜分區(qū)成包集合的系統(tǒng)。然后恢復(fù)H2S的層

13、進(jìn)凝結(jié)水暴露表面的具體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為降低硫化合物。氧氣和水分的存在，氧化硫轉(zhuǎn)換這些細(xì)菌減少硫化合物硫酸反應(yīng)生成硫酸作混凝土粘結(jié)劑，從而產(chǎn)生鈣礬石、石膏【10】。鈣礬石 (3CaOA12033CaS0432H20)在酸的反應(yīng)過(guò)程中，因?yàn)樗菑V闊的并導(dǎo)致內(nèi)部開(kāi)裂及銹斑提供了更大的表面積，使化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。它也負(fù)責(zé)提供具體酸的進(jìn)一步侵徹【11】。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)生物腐蝕發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室和原位環(huán)境廢水兩個(gè)條件下。這結(jié)果的

14、重量是具體的。樣品表面粗糙度的形象和SEM表征進(jìn)行了比較和分析，提出了EDX這種分析方法。</p><p><b>　　2. 方法</b></p><p>　　水泥復(fù)合材料在實(shí)驗(yàn)室條件下抵抗微生物攻擊的阻力模型和真實(shí)污水排放系統(tǒng)條件下的阻力一樣。</p><p><b>　　2.1 混凝土試樣</b></p>

15、<p>　　粉煤灰的混凝土試件進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn),與斯洛伐克標(biāo)準(zhǔn)STNEN206.1一致用水泥R42.5袋式除塵器組成的參考樣品，樣品組成參考表1。樣品中加入粉煤灰，在同一條件下5% 水泥被粉煤灰代替。這個(gè)密度為2381kg/m3的粉煤灰來(lái)源于從煤燃燒過(guò)程中粉煤灰加熱裝置。</p><p><b>　　2.2 實(shí)驗(yàn)原位</b></p><p>　　表1 參考樣

16、品的組成</p><p>　　混凝土試件壓縮試驗(yàn)分類的C30/37。這立方混凝土樣品尺寸(150×150×150mm)已經(jīng)被用于直徑50mm和高度的30 mm圓柱形鉆井機(jī)。這種實(shí)驗(yàn)樣品在120℃的蒸壓恒重量干燥后被用于60℃實(shí)驗(yàn)中。</p><p>　　氧化硫硫桿菌作為主要混凝土微生物。具體樣品插入或部分通過(guò)下水道觀察污水的流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)90天后，樣品清除廢水沉淀物，蒸壓在

17、120℃和干度60℃。</p><p><b>　　2.3實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　具體進(jìn)行生物腐蝕的研究是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器,同時(shí)作用的還有硫酸還原菌(SRB)，氧化硫細(xì)菌在90天中保持溫度為25℃。</p><p><b>　　2.3.1微生物</b></p><p>　　在模型試驗(yàn)中，脫

18、硫細(xì)菌和氧化硫?qū)偌?xì)菌是氧化菌，氧化硫硫桿菌屬還原菌(SRB)，實(shí)驗(yàn)中使用的是分離自混合飲用礦泉水DSM一63選擇性營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基【13】被使用,微生物SRB細(xì)菌最優(yōu)增長(zhǎng)在保證pH值6.5和60℃的溫度的條件下。氧化硫細(xì)菌屬氧化硫硫桿菌從混合培養(yǎng)中分離得到,礦井水【14】是用于分離和培養(yǎng)這些細(xì)菌。pH值2.5和30℃的溫度這是自養(yǎng)細(xì)菌增長(zhǎng)最條件,質(zhì)量控制在 (約1.0 -2.0克)。</p><p>　　表2 摻加于水

19、泥復(fù)合材料中的粉煤灰的化學(xué)成分</p><p>　　2.3.2實(shí)驗(yàn)室儀器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)室模擬裝置應(yīng)該在實(shí)際混凝土污水處理管道中，含有5%粉煤灰的水泥樣品和三個(gè)沒(méi)有粉煤灰的參考樣品除了被放入反應(yīng)器處理好,其他部分混凝土試件沉浸在下水道廢水中。在他們的生長(zhǎng)過(guò)程中，硫酸氧化成脫硫菌,不斷產(chǎn)生一個(gè)大數(shù)量的硫化氫進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)堆。殘余硫化氫離開(kāi)了反應(yīng)堆陷入充滿鎘醋酸的氛圍中,通過(guò)相互結(jié)合

20、反應(yīng)器來(lái)解決該問(wèn)題,最高的混凝土試件在核反應(yīng)堆通過(guò)氧化硫接種進(jìn)行細(xì)菌交流。氧化硫桿菌在定期的時(shí)間間隔一周反應(yīng)一次。氧化硫桿菌自養(yǎng)細(xì)菌被氧化產(chǎn)生的硫化氫和其他解散了硫磺硫酸化合物引起了混凝土生物腐蝕的變形。</p><p>　　2.4 生物腐蝕的表征方法</p><p>　　電子掃描顯微鏡(SEM)和設(shè)備Jeol JSM.3 5 CF(日本)觀察到混凝土表面變化，微分析系統(tǒng)分析了EDX元素在

21、25千伏和各種延伸90 - 5500的潛力二級(jí)模式上進(jìn)行鏈接10000操作。激光共聚焦掃描顯微鏡(CLSM)進(jìn)行表面粗糙度測(cè)量,粗糙度實(shí)驗(yàn)和測(cè)量混凝土重量的變化這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后試樣測(cè)定采用解析法測(cè)量重力的平衡在0.00001 g。用廢水pH值的變化評(píng)定實(shí)驗(yàn)室差異是試驗(yàn)最初的pH值和最終的pH值,實(shí)驗(yàn)后由pH值PHH.3XOm評(píng)定。</p><p><b>　　3. 結(jié)果和討論</b></p

22、><p><b>　　3.1表面的變化</b></p><p>　　發(fā)生變化后表面進(jìn)行90天觀察，所有的研究都是實(shí)驗(yàn)室混凝土試件和原位實(shí)驗(yàn)的混凝土樣品以及一些碎石,顯著地元件被完全清除。，還發(fā)現(xiàn)新的研究產(chǎn)品表面電子顯微鏡插圖。其中3 CaOA12033CaSO432H20(圖1) 和CaSO4 ·2H20，(圖2)作為一個(gè)表面沉淀產(chǎn)品經(jīng)EDX在真是實(shí)驗(yàn)和原位實(shí)驗(yàn)

23、兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室【15】,在相關(guān)表面有顯著差異的產(chǎn)品之間觀察,該水泥樣品摻有有5% 粉煤灰的，通過(guò)粉煤灰取代的樣品和沒(méi)有粉煤灰摻加的參考樣品在實(shí)驗(yàn)室其他調(diào)查沉淀產(chǎn)品的原位實(shí)驗(yàn)中相對(duì)靜止進(jìn)行。表面粗糙度的重大變化對(duì)全部取樣用激光共聚焦顯微鏡觀察生物腐蝕非常重要,粗糙度特征和數(shù)論的研究結(jié)果是采用掃描電鏡(SEM)觀察新型產(chǎn)品表面顯微組織圖。</p><p>　　對(duì)于樣品和參考樣品，樣品(13.3% Rt, 15.4% Ra

24、)及粉煤灰(43.3% Rt，32.8% Ra) 兩者增減百分比參數(shù)測(cè)量的比較。樣品及5%粉煤灰的替換似乎為較強(qiáng)的因素。這個(gè)積極結(jié)論應(yīng)該確認(rèn)后完成實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果。</p><p><b>　　3.2重量的變化</b></p><p>　　混凝土樣品重量的增加被發(fā)現(xiàn)在原位試驗(yàn)檢測(cè)中(f3.3%為平均樣本5%粉煤灰的替換和3.7%的平均參考樣品)，混凝土的成分和微生物硫

25、酸反應(yīng)形成了新表面應(yīng)該是體重增加主要原因。顯微鏡方法證實(shí)了沉淀化合物存在于混凝土表面上。另一方面，減少混凝土樣品可以忽略不計(jì)樣品實(shí)驗(yàn)中觀察到的重量變化(f0.44%為平均樣本有5%粉煤灰更換和0.34%的平均參考樣品)，降低混凝土樣品重量的結(jié)果就會(huì)從水泥基體的化合物廢水中釋放鈣。這些結(jié)果與我們以前混凝土生物腐蝕氫氧化鈣的試驗(yàn)【16】過(guò)程中化合物釋放的鈣含量增高是相關(guān)的,用于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的污水pH值(7.42到10.24)。</p&g

26、t;<p><b>　　4.結(jié)論</b></p><p>　　本文研究了水泥復(fù)合材料的抵抗能力是否與粉煤灰的影響有關(guān),由生物腐蝕過(guò)程引起的水泥復(fù)合材料樣品二維表面體重變化,不同測(cè)試樣品在實(shí)驗(yàn)室和原位試驗(yàn)中觀測(cè)到結(jié)果的變化。作為一種表面沉淀產(chǎn)品,重量關(guān)系的存在證實(shí)了在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室和原位實(shí)驗(yàn)中所有樣品的一致性。作為預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)，樣品摻有5%粉煤灰似乎更多耐惡劣的環(huán)境。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的確認(rèn)說(shuō)明這