摘要 | 第5-8页 |
Abstract | 第8-12页 |
Abbreviations | 第23-24页 |
Chapter 1: Introduction | 第24-35页 |
1.1 General Introduction | 第24-27页 |
1.2 Ecological wisdom in nature for sustainable building materials | 第27-29页 |
1.3 Microbially induced calcium carbonate precipitation | 第29-31页 |
1.4 Problem and gap in studies | 第31-33页 |
1.5 Research objectives | 第33-34页 |
1.6 Thesis organization | 第34-35页 |
Chapter 2: Literature Review | 第35-57页 |
2.1 Microbial activities leading to carbonate precipitation | 第35-37页 |
2.2 MICP process driven by urease enzyme | 第37-39页 |
2.3 Factors affecting the efficiency of MICP | 第39-40页 |
2.4 Urease producing bacterial isolation source | 第40-41页 |
2.5 Polymorphism of carbonate crystals | 第41-42页 |
2.6 Production of MICP: Biocement | 第42-43页 |
2.7 Biocement and properties of building materials | 第43-45页 |
2.8 Applications of MICP in building materials | 第45-54页 |
2.8.1 Biocement in remediation of building materials | 第46-49页 |
2.8.2 Biocement in low energy building materials | 第49-52页 |
2.8.3 MICP in ground improvement | 第52-54页 |
2.9 Summary of literature review and future prospective | 第54-57页 |
Chapter 3: Complete bacterial community analysis of Yixing Shanjuan Cave and bio-consolidation of cracks in masonry cement mortars by one of urease producing isolate | 第57-86页 |
3.1 Introduction | 第57-59页 |
3.2 Materials and methods | 第59-68页 |
3.2.1 Sample collection | 第59-60页 |
3.2.2 Bacterial community analysis using Illumina Mi Seq | 第60-61页 |
3.2.2.1 Total DNA extraction and DNA sequence analysis | 第60-61页 |
3.2.2.2 Bioinformatics analysis | 第61页 |
3.2.3 Isolation and characterization analysis | 第61-65页 |
3.2.3.1 Bacterial isolation | 第61-62页 |
3.2.3.2 Identification of best urease producing bacteria | 第62-63页 |
3.2.3.3 Optimization of conditions for urease activity | 第63-64页 |
3.2.3.4 Bacterial growth profile and p H profile | 第64页 |
3.2.3.5 Urease activity | 第64页 |
3.2.3.6 Calcite estimation | 第64-65页 |
3.2.4 Bio-consolidation of cracks in masonry cement mortars | 第65-68页 |
3.2.4.1 Biocement production | 第65页 |
3.2.4.2 Mortar preparation and crack generation | 第65-66页 |
3.2.4.3 Consolidation of cracks | 第66-67页 |
3.2.4.4 Water absorption | 第67页 |
3.2.4.5 Compressive strength | 第67页 |
3.2.4.6 Micro-structural analyses | 第67-68页 |
3.2.4.7 Thermogravimetric and differential scanning calorimetry | 第68页 |
3.3 Results and Discussion | 第68-84页 |
3.3.1 Microbial diversity of Yixing Shanjuan karst cave of China | 第68-72页 |
3.3.2 Isolation and characterization analysis | 第72-78页 |
3.3.2.1 Isolation and identification of best ureolytic isolate | 第72-73页 |
3.3.2.2 Optimization of conditions for urease activity | 第73-75页 |
3.3.2.3 Bacterial growth and p H profiles | 第75-76页 |
3.3.2.4 Urease activity and calcite estimation | 第76-78页 |
3.3.3 Bio-consolidation of cracks in masonry cement mortars | 第78-84页 |
3.3.3.1 Compressive strength | 第78-79页 |
3.3.3.2 Water absorption | 第79-80页 |
3.3.3.3 Micro-structural analyses | 第80-82页 |
3.3.3.4 Thermogravimetric analysis | 第82-84页 |
3.4 Conclusion | 第84-86页 |
Chapter 4: Improvement in the performance and properties of cement mortars with secondary cementitious material by biomineralization | 第86-101页 |
4.1 Introduction | 第86-87页 |
4.2 Materials and methods | 第87-90页 |
4.2.1 Sample collection | 第87页 |
4.2.2 Isolation and identification of urease producing bacterium | 第87-88页 |
4.2.3 Materials | 第88页 |
4.2.4 Biocement development | 第88-89页 |
4.2.5 Biomineralization in MK | 第89页 |
4.2.6 Mortar specimens preparation with MK | 第89页 |
4.2.7 Porosity of mortar specimens | 第89-90页 |
4.2.8 Micro-structural analyses | 第90页 |
4.3 Results and discussion | 第90-99页 |
4.3.1 Urease producing bacterium | 第90页 |
4.3.2 Compressive strength | 第90-92页 |
4.3.3 Porosity | 第92-94页 |
4.3.4 SEM-EDS | 第94-96页 |
4.3.5 FTIR | 第96-98页 |
4.3.6 XRD | 第98-99页 |
4.4 Conclusions | 第99-101页 |
Chapter 5: Fly ash incorporated with biocement to improve engineering properties of expansive soil | 第101-113页 |
5.1 Introduction | 第101-102页 |
5.2 Materials and Methods | 第102-104页 |
5.2.1 Materials | 第102-103页 |
5.2.2 Biocement production | 第103页 |
5.2.3 Sample preparation | 第103页 |
5.2.4 Atterberg limits | 第103-104页 |
5.2.5 Free swell testing method | 第104页 |
5.2.6 Unconfined Compressive Strength (UCS) test | 第104页 |
5.2.7 Micro-structural analyses | 第104页 |
5.3 Results and Discussion | 第104-112页 |
5.3.1 Atterberg limits | 第104-105页 |
5.3.2 Swelling potential | 第105-106页 |
5.3.3 Unconfined Compressive Strength (UCS) | 第106-107页 |
5.3.4 SEM-EDX | 第107-110页 |
5.3.5 FTIR and XRD | 第110-112页 |
5.4 Conclusions | 第112-113页 |
Chapter 6: Bio-grout based on microbially induced sand solidification by means of asparaginase activity | 第113-126页 |
6.1 Introduction | 第113-114页 |
6.2 Materials and Methods | 第114-117页 |
6.2.1 Materials | 第114-115页 |
6.2.2 Asparaginase assay | 第115页 |
6.2.3 Bio-grout preparation | 第115-116页 |
6.2.4 Strength and permeability of Bio-grout | 第116页 |
6.2.5 Micro-structural analyses | 第116页 |
6.2.6 X-ray computed tomography (XCT) | 第116-117页 |
6.2.7 Thermogravimetry analysis (TGA) | 第117页 |
6.3 Results | 第117-122页 |
6.3.1 Asparaginase activity | 第117-118页 |
6.3.2 Mechanical properties | 第118-119页 |
6.3.3 SEM-EDS analysis | 第119页 |
6.3.4 XRD and XCT | 第119-121页 |
6.3.5 Thermogravimetric analysis (TGA) | 第121-122页 |
6.4 Discussion | 第122-126页 |
Chapter 7: Conclusion, Innovation and Future Perspectives | 第126-132页 |
7.1 Conclusion | 第126-129页 |
7.2 Innovation | 第129页 |
7.3 Future perspectives | 第129-132页 |
References | 第132-151页 |
Appendix: Complete genome sequence of carbonic anhydrase producing Psychrobacter sp. SHUES | 第151-154页 |
致谢 | 第154-155页 |
攻读博士学位期间发表的论文 | 第155-156页 |