冯 君，陈柄丞，卢思怡，胡 玮，许 欣，张 耀

(1. 南京理工大学 瞬态物理国家重点实验室，南京 210094； 2. 南京理工大学 理学院，南京 210094；3. 南京理工大学 材料科学与工程学院，南京 210094)

0 引 言

混凝土具有抗压强度高、耐久性好、价格低廉，生产工艺简单等特点，是目前世界上使用最广泛的建筑材料[1-3]。但混凝土的缺点是容易发生脆性破坏，从而导致强度降低[4]。这种不稳定性使得混凝土在恶劣的环境中很脆弱，尤其是暴露在有害的化学物质中，导致钢筋的腐蚀，影响了混凝土结构的整体性和耐久性，需要巨大的维护成本。根据美国联邦公路管理局的数据显示，美国每年用于混凝土公路桥梁养护的直接成本为40亿美元，而英国每年用于现有混凝土结构养护的成本占其建筑成本的45%[5]。

生物混凝土具有自愈能力，可以减少裂缝的形成和扩展。耐久性较好的混凝土结构，施工维护费用低得多，对于裂缝的开展和修复起着良好的影响[6-7]。通过微生物在混凝土中的矿化作用，产生碳酸钙晶体从而填补裂缝，最重要的是与胶凝材料有良好的兼容性。生物矿化，即微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)[8-9]，已被广泛研究用来提高混凝土的耐久性。混凝土修复剂主要是由一种能够产芽孢的枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)组成，这种细菌在恶劣的环境中通常以孢子的形式存在[10-11]，特点是低代谢活动和极长的寿命，目前已知的一些菌株能产生可存活长达200年的孢子[7]。

大多数自愈混凝土的开发研究集中在两方面：一方面是能高效催化产生生物矿化的细菌种类，另一方面是由细菌和钙源组成的愈合剂的固定化问题。……