超声波的应用初探

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　　一、材料和方法

　　( 一) 用超声清洗机处理水稻种子

　　为了探索超声对水稻生长发育及增产效果的影响, 我们同陕西省水稻研究所联合, 按国家农业试验规范的要求, 对陕南杂交水稻“汕优 63”用清洗机进行了超声处理, 并与没有经过处理的稻种的生长发育及增产效果作了对比试验。试验表明: 用适当剂量的超声波参数处理陕南杂交水稻“汕优63”可促进种子发芽、生根, 可防止烂种、烂芽, 可促进分蘖和增加有效穗数, 从而提高水稻的产量。超声处理的水稻采用不催芽露地育秧, 与未经处理采用催芽露地育秧相比较, 水稻产量可提高11.3%。大面积对比示范证实, 超声处理的水稻可增产6.96%, 同时还可以节省种子催芽及温室两段育秧所需的资金和劳力。此项技术如推广应用, 经济效益将是巨大的。

　　( 二) 用超声清洗机细化粉煤灰

　　粉煤灰是由燃烧的锅炉烟气中收集到的细粉末, 其颗粒多呈球形, 表面光滑。目前我国电厂排放的粉煤灰以低钙灰为主, 其主要成分为氧化硅、氧化铝及氧化铁, 其总量约占粉煤灰的 85%左右, 氧化钙的含量普遍较低, 氧化镁及氧化硫的含量也较低。粉煤灰在水泥净浆中具有粉煤灰效应。首先, 由于粉煤灰的活化效应, 它能与水泥水化过程中析出的氢氧化钙缓慢进行“二次反应”, 在表面生成具有胶凝性能的水化铝硅酸钙, 它与水泥浆体晶格坚固地结合起来, 进而增强水泥净浆的后期强度, 提高水泥净浆的抗渗性和耐久性。其次, 由于粉煤灰的形态效应和微集料效应, 使粉煤灰在水泥净浆中具有超出火山灰活性的物理功能, 例如粉煤灰的减水功能, 增加浆体的体积功能, 调节凝胶量过程的功能, 填充浆体孔隙和堵截毛细孔功能, 与水泥浆体的协和功能等。使粉煤灰水泥净浆的理化作用达到动态平衡, 起到了使水泥净浆性能改善和提高质量的作用。

　　采用较低的超声振动频率和较高的声强度, 对容器中的粉煤灰颗粒进行破碎, 使粉煤灰的细度提高, 达到细化目的。随处理时间的延续, 粉煤灰的颗粒变小, 表面能显著增加, 水化活性进一步提高, 加入水泥净浆中能有效改善水泥浆体与骨料之间界面, 水化生成细微水化物可提高水泥净浆的耐久性和其他相关性能。

　　我们用处理时间分别为10min和20min的粉煤灰取代10%的42.5号普通硅酸盐水泥, 按规定比例加水, 制备成试件。然后把制备好的试件按照养护要求进行编号养护, 同时按照不同龄期3、7、14、28d进行强度测定。测定结果见表4:

　　二、结果与分析

　　通过本次试验研究, 我们发现在混凝土中加入一定量超声粉碎细化处理后的粉煤灰, 取代部分水泥, 不仅能节约水泥, 而且对增加固体颗粒的堆积密实度, 降低空隙率, 改善孔结构有较大的作用。超细粉煤灰的微细颗粒填充于水泥浆体的基相之中, 能置换出颗粒间隙的填充水, 增加浆体的流动性, 有研究表明这种密实填充置换填充水的作用在低水胶比条件下, 比高效减水剂复合掺加时效果更加明显。近年来, 我们还利用超声清洗机对一些发芽率极低的树种和名贵中药材种子进行过不同剂量的处理, 取得了不同程度的效果。我们认为, 超声清洗机可能还有很多尚未被人们发现的功能, 有待于我们去作进一步的研究探索。