在波特蘭水泥的生產(chǎn)過(guò)程中，環(huán)境問(wèn)題被提了出來(lái)。因此，在綠色建筑項(xiàng)目中，生物水泥可作為硅酸鹽水泥的可靠替代品。這項(xiàng)研究創(chuàng)造了一種從農(nóng)業(yè)廢棄物中制備高質(zhì)量生物水泥的全新技術(shù)。該技術(shù)基于納米材料，可以改善和加速“微生物誘導(dǎo)方解石沉淀(MICP)”過(guò)程，從而提高生產(chǎn)的生物水泥的質(zhì)量。在混合物中加入5mg /l的石墨氮化碳納米片(g-C3N4 NSs)、氧化鋁納米顆粒(Al2O3 NPs)或二氧化硅納米顆粒(SiO2 NPs)進(jìn)一步混合。水泥砂比為1:3，灰灰比為1:9，水灰比為1:2。制作立方體模具，然后鑄造并壓實(shí)。隨后脫模，所有標(biāo)本在營(yíng)養(yǎng)肉湯-尿素(NBU)介質(zhì)中固化，直到28天測(cè)試。培養(yǎng)基每隔7天補(bǔ)充一次。結(jié)果表明:添加5 mg/l g-C3N4 NSs和玉米芯灰時(shí)，生物水泥砂漿立方體的抗壓強(qiáng)度*高，分別為18兆帕(MPa)和7.6兆帕(MPa);與其他處理相比，“吸水率”(5.42%)可接受。該處理的“抗壓強(qiáng)度”、“彎曲強(qiáng)度”和“吸水率”分別是對(duì)照(標(biāo)準(zhǔn)硅酸鹽水泥)的1.67、1.26和1.21倍。結(jié)果表明，在水泥混合料中添加5mg /l的g-C3N4 NSs可提高其性能，由此產(chǎn)生的生物水泥是傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的一種有前途的替代品。在水泥中加入納米材料可以降低水泥對(duì)離子的滲透性，增加水泥的強(qiáng)度和耐久性。這些納米材料的使用可以提高混凝土基礎(chǔ)設(shè)施的性能。納米顆粒的使用是減少混凝土生產(chǎn)對(duì)環(huán)境影響的有效解決方案。

　　生物水泥是一種利用農(nóng)業(yè)廢棄物制成的新型綠色建筑材料。生物水泥的應(yīng)用在環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都具有優(yōu)勢(shì)。得到的混凝土被稱為“綠色混凝土”1,2。生物水泥大大提高了砂漿對(duì)酸性攻擊的抵抗力。此外，與硅酸鹽水泥相比，生物水泥砂漿具有更好的抗水滲透性能3。De Muynck等人4創(chuàng)造了以下術(shù)語(yǔ):CaCO3生物礦化或生物沉積、生物砂漿和由生物水泥制成的生物混凝土。以下生物廢棄物可作為生產(chǎn)生物水泥的原料:稻殼、稻草、香根草、玉米芯、甘蔗、油棕殼、麥秸、亞麻莖、竹葉、污水污泥、微藻、木屑和造紙廠污泥3,4,5,6,7。

　　“納米技術(shù)”可以定義為研究、開(kāi)發(fā)和使用尺寸在1到100納米之間的材料，稱為“納米材料”，其中1納米(nm)等于10 - 9米。納米材料可以以納米立方體、納米線、納米棒、納米管和納米顆粒(納米球和納米膠囊)的形式合成。納米材料的關(guān)鍵特性與原始材料有根本不同。

　　水泥結(jié)構(gòu)的退化是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兙哂休^高的滲透性，讓水侵入，并導(dǎo)致腐蝕。使用密封劑(如生物水泥)是提高混凝土耐久性的有力手段。添加農(nóng)業(yè)廢料灰分只能替代6-20%的硅酸鹽水泥。使用較高的有機(jī)殘灰時(shí)，生物水泥強(qiáng)度下降。這阻礙了生物水泥的推廣使用，也限制了使用生物水泥的環(huán)境效益。

　　假設(shè)納米材料可以增強(qiáng)膠凝材料不同組分之間的結(jié)合能力。因此，使用納米材料可以在保持生產(chǎn)的生物水泥強(qiáng)度的同時(shí)，添加有機(jī)殘?jiān)襾?lái)替代高于20%的硅酸鹽水泥。因此，這對(duì)生物水泥生產(chǎn)的砂漿和混凝土的工程性能，特別是機(jī)械性能產(chǎn)生了積極的影響。此外，納米材料被假設(shè)為生物刺激細(xì)菌并增加其活性，從而加速生物礦化，從而增加CaCO3沉淀的數(shù)量和速率。這*終導(dǎo)致混凝土裂縫被密封。納米材料，如納米二氧化硅(納米sio2)、納米氧化鋁(納米al2o3)、納米氧化鐵(納米fe2o3)、納米氧化鈦(納米tio2)、碳納米管(CNTs)、石墨烯和氧化石墨烯可與水泥基材料混合10。近年來(lái)，一些研究人員研究了納米材料與水泥基材料的結(jié)合。將水泥基復(fù)合材料與納米材料相結(jié)合，有可能改善材料的力學(xué)性能