自修复生物混凝土和微生物修补砂浆（产生石灰石的细菌、微生物诱导碳酸钙沉淀 MICP），替代环氧和聚氨酯裂缝灌注及部分化学密封剂
混凝土修补用环氧和聚氨酯（异氰酸酯）裂缝灌注树脂和涂层（部分）；反复修补
蓄水结构（水池、地下室、隧道）、基础设施、预制混凝土；以 MICP 稳定土壤，替代化学灌浆（硅酸钠，过去还有丙烯酰胺）
供应商 3
| Biomason | 美国 | 运营中 |
| Prometheus Materials | 美国 | 运营中 |
| Basilisk | 荷兰 | 运营中 |
进入俄罗斯/欧亚经济联盟 BUILD
- 监管机构
- 俄罗斯建设部（Minstroy）/ 认证机构
- 通常时长
- 按2022年特别程序10个工作日内取得技术证书，另需检测
- 法律依据
- 新型建筑产品须取得技术证书（1997年政府第1636号令；2022年第353号令特别程序）；消防安全依据第123-FZ号法律
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。
证据 4 论据
环氧树脂和聚氨酯树脂裂缝注浆。
微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）或细菌自修复混凝土。
- 是否已大规模替代？
- 否
- 注意事项
- 没有证据表明生物混凝土已大规模商业替代环氧或聚氨酯树脂。当前应用局限于小规模示范、实验室研究和利基项目。采用障碍包括高成本、缺乏标准化现场方法以及需要长期耐久性验证。
- 核实于
- 2026-10-06
| 自修复混凝土的现场应用仅限于少数案例，如比利时的一个检查坑顶板和厄瓜多尔的一条灌溉渠。 “Due to the combination of these challenges, application of self-healing in the field is rather limited, though a few examples can be found. ... In another application, bacterial self-healing concrete was used to make an irrigation canal in Ecuador liquid tight.” Belgium, Ecuador · 2020 · pilot or niche | peer-reviewed www.mdpi.com |
| 对于中度至重度裂缝，生物混凝土的碳足迹比聚合物覆盖层修复低约50%至76%。 “When the cracks were moderate to severe, polymer overlay-based repair was necessary, and bioconcrete showed ∼50% − ∼76% lower carbon footprint than polymer overlay.” global · 2026 · | weak (company, news, market research, other) experts.azregents.edu |
| 自修复混凝土比常规混凝土贵约60–70%。 “Self-healing concrete is around 60–70% more expensive than conventional concrete.” India · 2025 · | peer-reviewed link.springer.com |
| 基于细菌的自修复系统已开展田间试验，并催生了衍生公司Basilisk Self-Healing Concrete，以将这些系统推向市场。 The Netherlands · not specified · pilot or niche | peer-reviewed www.mdpi.com |
参考文献 3
- Jonkers HM, Thijssen A, Muyzer G, Copuroglu O, Schlangen E (2010). Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete. *E VERIFIED DOI · 被引 1379
- Wiktor V, Jonkers HM (2011). Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete. *Cement and Concrete Composites* 33: 763–770. VERIFIED DOI · 被引 1041
- DeJong JT, Mortensen BM, Martinez BC, Nelson DC (2010). Bio-mediated soil improvement. *Ecological Engineering* 36: 197–210. VERIFIED DOI
详情
替代(部分):环氧和聚氨酯裂缝修补及化学灌浆 · 范围:混凝土结构 · 证据:中
化学问题#
混凝土裂缝让水和氯离子抵达钢筋,导致锈蚀和高昂的维修。裂缝修补使用环氧和聚氨酯树脂。环氧树脂是建筑行业职业性接触性皮炎的主要诱因,异氰酸酯则引发哮喘。化学土壤灌浆曾使用神经毒性的丙烯酰胺:**哈兰隧道(瑞典,1997)**灌浆泄漏毒死了牛和鱼,并使工人患病。
产品概览#
- 自愈合生物混凝土(由代尔夫特理工大学Jonkers等人开发):耐碱Bacillus芽孢(如B. cohnii、B. pseudofirmus)加乳酸钙养分被嵌入混凝土(以胶囊或陶粒载体)。当裂缝出现、水渗入时,芽孢萌发,代谢乳酸并沉淀石灰石(CaCO₃),封堵约0.5–0.8毫米的裂缝。该技术已商业化(如荷兰Basilisk),形态包括外加剂、修补砂浆和液体修复系统。
- 微生物诱导方解石沉淀(MICP)用于土壤加固和侵蚀控制:Sporosarcina pasteurii水解尿素并沉淀方解石,胶结砂粒。已有田间试点;是部分化学灌浆的替代。
活性成分 / 组成#
细菌芽孢(Bacillus spp.)、乳酸钙或其他有机钙源、养分;MICP则用脲酶活性菌+尿素+氯化钙。
关键事实#
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 类别 | 微生物生物矿化 |
| 裂缝愈合 | 实验室/现场:自主封堵宽约0.5–0.8毫米的裂缝 |
| 芽孢存活力 | 混凝土内可存活数年(受保护载体) |
| 工人安全 | 无致敏性树脂 |
优势#
- 维护和修缮更少;延长使用寿命(保护钢筋)。
- 修补人员不再暴露于环氧/PU。
- 微生物石灰石与混凝土化学相容。
作用方式#
水进入裂缝激活芽孢。细菌代谢乳酸钙产生CO₂,与钙反应生成CaCO₃填充裂缝。MICP:脲酶产生碳酸盐并提高pH,在土粒之间沉淀方解石。
应用#
| 用途 | 措施 | 要点 |
|---|---|---|
| 挡水构筑物、地下室 | 生物混凝土外加剂 | 初始材料成本较高 |
| 已开裂的既有混凝土 | 细菌修补砂浆或液体愈合剂 | 适用于细裂缝,不适用于结构性裂缝 |
| 土壤/砂体加固 | MICP试点 | 尿素产生的铵副产物须加以管理 |
局限#
- 只能愈合细裂缝;结构性修复仍需工程方案。
- 成本更高;长期性能数据有限。
- MICP产生铵,须管理副产物和地下水。
替代证据——D0:无经验证证据#
未找到此项替代方案的经验证数字。
供应商——真实的产品与服务（来自供应商索引）#
**如实发现:供应商索引中没有生物混凝土或生物水泥生产商。**此情况记录为供应商空缺。
**更新（2026年10月2日）：**新的美国与加拿大数据集补充了该产品——见下方标注 NA 的行。非洲/中东、拉美和亚洲的区域空缺如上所述仍然存在。
以下为供应商索引中的在营企业——其自身卡片（简介 / 官网）列明了该产品或服务；2026年10月5日 按关键词匹配，并经人工核对卡片文本。列入本表不构成推荐；证据、联系方式与状态请查看各企业卡片。
**更新（2026年10月5日）：**新的欧洲数据集补充了该产品——见下方标注 欧洲 的行。其他区域的空缺如上所述仍然存在，除非相应行另有说明。
| 公司 | 地区 · 国家 | 索引信息 | 卡片 | | Biomason | 北美 · 美国 | 微生物在常温下生长出生物水泥(波特兰水泥替代品) | 卡片 | | Prometheus Materials | 北美 · 美国 | 利用微藻和生物矿物原料的负碳水泥/混凝土 | 卡片 | | Basilisk | 欧洲 · 荷兰 | 自愈合混凝土(细菌基愈合剂)及修补产品 | 卡片 |
政府资助信号#
针对特定技术的政府资助是先行指标：政府资助的，正是监管方想要替代、且已接近实际应用的技术。2026年9月27日 检索的数据库：EU CORDIS（FP7、Horizon 2020、Horizon Europe）、美国联邦资助（USAspending：USDA NIFA/ARS/APHIS/Forest Service、EPA、DOE、NOAA、USAID；另含 NSF 与 NIH）、英国 UKRI Gateway to Research、澳大利亚研究理事会。下列每项资助均经人工核对相关性。中国、巴西和印度见下方小节（论文中声明的资助）。未覆盖：俄罗斯（RSF、FASIE——研究环境无法访问）及上述数据库之外的国家机构。金额为数据库记录的资助方出资额（美国 NIH/UKRI：按项目或财政年度）。
**信号:强。**3项相关资助 · 总额约410万欧元 · 辖区:澳大利亚、欧盟。
| 资助方 / 计划 | 项目 | 牵头机构 | 起始年份 | 金额 | 链接 | | 欧盟委员会 — FP7 CP-FP | HEALCON:创造耐久可持续混凝土结构的自愈合混凝土 | 根特大学(比利时) | 2013 | 3,997,429欧元 | 链接 | | 澳大利亚研究理事会 — Discovery Projects | 用于缓解氯致钢筋锈蚀的自愈合混凝土。本项目旨在开发一种内禀自愈合混凝土…… | 悉尼科技大学(澳大利亚) | 2022 | 236,993澳元 | 链接 | | 欧盟委员会 — H2020 MSCA-IF-EF-CAR | 生物自愈合混凝土在地基条件下的效能 | 德比大学(英国) | 2018 | 不适用 | 链接 |
中国、巴西、印度——论文中声明的国家级研究资助#
中国、巴西和印度的资助机构没有可从本环境访问的公开资助数据库，因此这里统计2015 年以来声明获得国家政府资助的论文数，取自出版商提交给 Crossref 的资助编号。仅计入标题含本文关键术语的论文（保守的下限估计；“100+” 表示检索窗口已满）。它反映研究资助强度，而非预算规模。资助机构：中国——NSFC、国家重点研发计划、国家现代农业产业技术体系；巴西——CNPq、CAPES、FAPESP、Embrapa、FAPEMIG；印度——DBT、DST、ICAR、SERB、CSIR、BIRAC。分国评级：强 ≥50 篇 · 中 10–49 篇 · 弱 1–9 篇。
| 国家 | 获资助论文（2015–2026） | 信号 | 主要资助机构（资助声明） | 示例：资助 → 获资助论文 | | 中国 | 66 | 强 | NSFC(72)、国家重点研发计划(12) | NSFC 51778415 → Enhancing fiber/matrix bonding in polypropylene fiber reinforced cementitious composites by microbially…(2018)doi | | 巴西 | 1 | 弱 | CNPq(3)、CAPES(1) | CAPES 001 → Mechanical Behavior of Microbially Induced Calcite Precipitation Cemented Sand(2021)doi | | 印度 | 1 | 弱 | DBT(1) | DBT BT/PR31844/BIC/101/1206/2019 → Microbially induced calcite precipitation using Bacillus velezensis with guar gum(2020)doi |
科学证据#
- Jonkers HM, Thijssen A, Muyzer G, Copuroglu O, Schlangen E (2010). Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete. Ecological Engineering 36: 230–235.
- Wiktor V, Jonkers HM (2011). Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete. Cement and Concrete Composites 33: 763–770.
- DeJong JT, Mortensen BM, Martinez BC, Nelson DC (2010). Bio-mediated soil improvement. Ecological Engineering 36: 197–210.
生物经济价值#
细菌成为一种能自我修复的建筑材料,取代建筑行业中的致敏性树脂和有毒灌浆。