Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Evaluation of microbially induced calcium carbonate precipitation performance for concrete crack repair
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
พิชชา จองวิวัฒสกุล
Second Advisor
สุเชษฐ์ ลิขิตเลอสรวง
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Civil Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมโยธา)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมโยธา
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.1327
Abstract
งานวิจัยนี้เป็นการประเมินคุณสมบัติของการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยวิธีการชักนำให้เกิดตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์ หรือวิธีเอ็มไอซีพี (Microbially induced calcium carbonate precipitation; MICP) โดยใช้แบคทีเรียชนิดบาซิลลัส สฟีรีคัส สายพันธุ์ ATCC22257 ซึ่งเป็นแบคทีเรียในกลุ่มที่สามารถตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตได้ การเตรียมสารเคมีทำโดยการแยกสารละลายออกเป็น 2 ส่วน ประกอบไปด้วย ยูเรีย และสารละลายซึ่งมีส่วนผสมของเชื้อจุลินทรีย์ แคลเซียมคลอไรด์ และสารอาหารสำหรับเชื้อแบคทีเรีย ในการซ่อมแซมคอนกรีตนั้นจะใช้การหยอดสารเคมีทุก 24 ชม. เป็นเวลา 20 วัน ในการศึกษานี้จะเตรียมตัวอย่างมอร์ตาร์ขนาด 15 ลบ.ซม. โดยตัวอย่างที่มีรอยร้าวจะเตรียมโดยใช้แผ่นทองแดงความหนา 0.4 มม. ใส่ไว้ที่ความลึก 2 ซม. ระหว่างการหล่อก้อนตัวอย่าง ทำการประเมินประสิทธิภาพของการซ่อมแซมด้วย 1) การวัดขนาดของรอยร้าวโดยใช้เลนส์ขยายขนาด 40 เท่าด้วยกล้องถ่ายรูปโทรศัพท์มือถือ 2) การทดสอบค่ากำลังรับแรงอัด 3) การทดสอบความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ และ 4) การวัดคลื่นความถี่อัลตร้าโซนิค โดยเปรียบเทียบผลการประเมินระหว่างตัวอย่างควบคุม ตัวอย่างที่มีรอยร้าว และตัวอย่างที่ซ่อมแซม ผลการทดลองพบว่าขนาดของรอยร้าวลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากทำการซ่อมแซมไปทั้งสิ้น 6 วัน และการเปลี่ยนแปลงขนาดรอยร้าวเริ่มคงที่เมื่อผ่านไป 12 วัน โดยหลังทำการซ่อมแซมทั้งสิ้น 20 วัน พบว่าสามารถลดขนาดรอยร้าวได้ถึงร้อยละ 84.87 ซึ่งสอดคล้องกับการวัดค่าความเร็วคลื่นความถี่อัลตร้าโซนิคที่ส่งผ่านตัวอย่าง โดยความเร็วคลื่นความถี่หลังผ่านการซ่อมแซมมีค่าเพิ่มขึ้นร้อยละ 82.06 อีกทั้งหลังการซ่อมแซมพบว่าค่ากำลังรับแรงอัดเพิ่มขึ้นกว่าตัวอย่างแบบมีรอยร้าวร้อยละ 27 และคิดเป็นร้อยละ 89.4 จากตัวอย่างแบบไม่มีรอยร้าว นอกจากนั้นหลังการซ่อมแซมยังพบว่าระยะการซึมของน้ำลดลงจากตัวอย่างที่มีรอยร้าวร้อยละ 27.21 และมากกว่าตัวอย่างแบบไม่มีรอยร้าวร้อยละ 108.86 จึงสรุปได้ว่าการซ่อมแซมโดยวิธีวิธีการชักนำให้เกิดตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์นั้นสามารถใช้เป็นทางเลือกสำหรับการซ่อมแซมรอยร้าวได้
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
This research aims to evaluate performance of the microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) method on concrete crack repairing. Bacillus sphaericus (ATCC22257) which can produce calcium carbonate or calcite is used in this study. In this method, chemical solutions consist of bacteria solution (Bacteria, Calcium chloride and Nutrient broth) and Urea are applied on cracked mortar specimens every 24 hrs for 20 days. 15 cm cubic mortar specimens are prepared, in which a 0.4 mm thick copper plate is placed at 2 cm depth for preparing cracked specimens. The tests including 1) visual inspection via 40x zoom smart lens, 2) compressive strength test, 3) ultrasonic pulse velocity (UPV) test, and 4) permeability test are used to evaluate the performance of MICP on crack repairing. All tests are performed with at least 3 replications for control specimens, cracked specimens and treated specimens. The results show that crack width decreased rapidly after 6 days and it was almost constant after 12 days. After 20 days, the crack area are healed by 84.87% and ultrasonic pulse velocity increased by 82.06 %. The compressive strength of treated specimens increased by 27% from cracked specimens and recovered to 89% of those of cracked specimens and control specimens, respectively. In addition, the depth of penetration of treated specimens reduced by 27.21% from cracked specimens and was 108.86% of control specimens. According to the results, it can be concluded that MICP method can be used as alternative technique for crack repair.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
จันทร์ประสิทธิ์, กานต์, "การประเมินประสิทธิภาพของการซ่อมแซมรอยร้าวคอนกรีตโดยวิธีการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 1817.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/1817