徐文彬 ，陳 偉 ，張亞倫 ，陳波岑

（中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 能源與礦業(yè)學(xué)院, 北京 100083）

0 引 言

煤炭資源是我國的主體能源，在高強(qiáng)度大規(guī)模開采后，淺部可采煤炭資源儲量急劇減少，采用垮落法采礦引起的上覆巖層變形、地表沉陷等環(huán)境問題也日益凸顯[1-2]。深部煤炭開采是未來發(fā)展方向，充填開采是實(shí)現(xiàn)深部煤炭綠色開采技術(shù)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，可將智能分選后產(chǎn)生的矸石和燃煤發(fā)電后生成的粉煤灰等固體廢棄物用于充填采空區(qū)，減少地表沉陷造成的環(huán)境損害[3-5]。在煤礦充填開采中，需要布置充填管道輸送系統(tǒng)，將煤矸石、粉煤灰等固體廢棄物、膠凝材料與水混合后，通過管道將料漿泵送至采空區(qū)[6-7]。隨著深部采場溫度將逐漸升高，和料漿管道輸送距離增長，充填料漿內(nèi)部不斷進(jìn)行著復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，長距離輸送和高地溫環(huán)境必然會導(dǎo)致固體廢棄物充填材料流變性能發(fā)生改變，充填料漿能否通過管道安全輸送至采空區(qū)，對溫-時(shí)效應(yīng)下料漿流變特性的研究尤為重要。

國內(nèi)外學(xué)者對充填料漿流變特性開展了大量研究，劉音等[8]探究了質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粉煤灰及煤矸石等摻量對料漿流動性的影響；馬昆林等[9]研究表明隨粉煤灰摻量的增加，料漿的剪切應(yīng)力與剪切速率線性相關(guān)性逐漸降低；謝友均等[10]指出水泥料漿流變曲線存在剪切變稀和剪切增稠2 個階段，大摻量粉煤灰增強(qiáng)了料漿剪切增稠的程度；徐文彬等[11]通過開展不同級配骨料、靜置時(shí)間下煤矸石料漿流變特性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)料漿的流變特性過程是多種模型復(fù)合特性的綜合體現(xiàn)；劉泉聲等[12]發(fā)現(xiàn)料漿在同級剪切速率下的剪切應(yīng)力均隨著靜置時(shí)間的增加而增加，且溫度越高，剪切力增加的幅度越大；錢文勛等[13]分析了養(yǎng)護(hù)溫度對粉煤灰水泥漿體水化程度、孔隙結(jié)構(gòu)以及水化產(chǎn)物的影響，探究了其作用機(jī)理；XU 等[14-15]通過流變試驗(yàn)，探究了養(yǎng)護(hù)溫度和水化時(shí)間對尾砂膠結(jié)充填料漿流變特性的影響。深部充填開采鑒于其所處環(huán)境的特殊性，其內(nèi)部溫-時(shí)耦合場對料漿流變的影響不容忽視，然而，當(dāng)前關(guān)于溫度-時(shí)間耦合作用下固體廢棄物充填料漿的流變性能鮮有報(bào)道。

通過開展不同粉煤灰摻量-矸石充填料漿在溫-時(shí)效應(yīng)下的流變試驗(yàn)，揭示充填料漿的剪切應(yīng)力、屈服應(yīng)力以及黏度等參數(shù)演化特征，并分析各流變參數(shù)之間的相關(guān)性。借助電導(dǎo)率、pH 等測試手段表征其內(nèi)部離子運(yùn)移規(guī)律，通過正交極差方法，分析溫度和靜置時(shí)間對屈服應(yīng)力的影響權(quán)重，并建立考慮溫度和時(shí)間耦合作用下充填料漿屈服應(yīng)力回歸模型。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，以期為煤炭深部充填開采料漿管道安全輸送以及充填工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

1 流變試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原材料及配合比

試驗(yàn)主要材料為煤矸石、粉煤灰、水泥和水。煤矸石取自新陽某煤礦矸石山，其化學(xué)成分見表1，主要成分為CaO 和Al2O3，礦物成分由高嶺石、石英、方解石、黃鐵礦以及云母等組成。粉煤灰是燃煤在電廠高溫燃燒后的產(chǎn)物，比表面積456 m2/kg，其化學(xué)成分見表2，主要成分為Al2O3和SiO2，二者總質(zhì)量占粉煤灰的46.08%。按照化學(xué)成分指標(biāo)計(jì)算公式，對表2 中化學(xué)成分進(jìn)行分析，可得粉煤灰的堿度系數(shù)0.1，屬酸性材料，活性系數(shù)為0.3。水泥選用P·O 42.5 普通硅酸鹽水泥，比表面積344 m2/kg，其化學(xué)組成成分見表3。煤矸石主要是采掘作業(yè)出矸和煤矸分離后的產(chǎn)物，其顆粒粒徑較大，需使用破碎裝置進(jìn)行破碎處理，破碎后的粒徑均小于10 mm，其中小于2.5 mm 的占50%，2.5～5.0 mm 的占35%，5～10 mm占15%。配合比設(shè)計(jì)中保持膠凝材料總質(zhì)量不變，粉煤灰分別等質(zhì)量取代65%，75%，85%的水泥進(jìn)行，依次用FA65%，F(xiàn)A75%，F(xiàn)A85%表示。

表1 煤矸石的化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of coal gangue

表2 粉煤灰的化學(xué)成分Table 2 Chemical composition of fly ash

表3 水泥的化學(xué)成分Table 3 Chemical composition of cement

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)主要考慮溫度-靜置時(shí)間耦合作用對料漿流變參數(shù)的影響，具體測試方法如下：按照表4 試驗(yàn)配比方案制備矸石充填料漿，分別稱取定量的煤矸石、粉煤灰、水泥和水，將固體物料混合均勻，緩慢加水制得給定濃度的料漿，然后用電動攪拌機(jī)攪拌5 min，確保充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟮谷?00 mL 燒杯中。按照試驗(yàn)要求在恒溫養(yǎng)護(hù)箱（相對濕度95%±1%，溫度分別為20、35、50 ℃）下養(yǎng)護(hù)0、30、60 和120 min。試驗(yàn)儀器為Rheolab QC 型旋轉(zhuǎn)流變儀，采用控制剪切速率的方式進(jìn)行剪切試驗(yàn)，剪切速率從0 增加到120 s-1，測定料漿在各剪切速率下的剪切應(yīng)力，多次配漿取均值以減小誤差，對數(shù)據(jù)擬合分析得到相應(yīng)流變方程以及流變參數(shù)。

表4 試驗(yàn)配合比Table 4 Experimental mix proportion

不同流體模型的流變特性曲線如圖1 所示，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)料漿流變模型可近似地用Hershle-Bulkley模型來描述，簡稱H-B 模型，其流變方程為

圖1 不同流體模型的流變特性Fig.1 Rheological characteristics of different fluid models

式中：τ為剪切應(yīng)力，Pa；τ0為 屈服應(yīng)力，Pa；η為塑性黏度，Pa·S；γ為剪切速率，s－1；n為流態(tài)性指數(shù)。當(dāng)n=1 時(shí)τ0=0 時(shí)，為牛頓流體；當(dāng)n=1，τ0＞時(shí)，為賓漢姆流體；當(dāng)n＞1 時(shí)，為膨脹流體；當(dāng)n＜1 時(shí)，為偽塑性流體。

2 流變試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對料漿流變特性的影響

試驗(yàn)選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76%、78%和80%的料漿進(jìn)行流變試驗(yàn)。圖2 為靜置60 min 時(shí)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)料漿流變特性曲線，粉煤灰摻量為75%時(shí)矸石料漿剪切應(yīng)力與剪切速率關(guān)系曲線如圖2a 所示，從圖中可看出剪切速率相同時(shí)，料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，剪切應(yīng)力越大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)從76%增加到80%，屈服應(yīng)力增加了345.5%。圖2b 表示矸石料漿屈服應(yīng)力與粉煤灰摻量關(guān)系曲線，由圖中可知，各粉煤灰摻量下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%矸石料漿的屈服應(yīng)力明顯高于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78%和76%。這是由于料漿溶液體系中固體顆粒增加，同時(shí)水分減少，顆粒間潤滑膜厚度減小，摩擦力和附著力等作用力加劇[16]，料漿產(chǎn)生變形時(shí)受到的阻力增大，從而導(dǎo)致屈服應(yīng)力增大。

圖2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)料漿流變特性Fig.2 Rheological characteristic of slurry with different mass concentrations

表5 所示為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)料漿的屈服應(yīng)力和塑性黏度等流變參數(shù)采用賓漢姆模型擬合的流變方程，由表5 和圖2a 可知，料漿剪切應(yīng)力隨剪切速率的增加呈顯著的線性關(guān)系，但隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，料漿線性相關(guān)性系數(shù)逐漸降低。通過試驗(yàn)可知，矸石料漿的流動性能隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加顯著降低，料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76%時(shí)，易發(fā)生固液分離，離析沉降現(xiàn)象嚴(yán)重，不適合礦井充填；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%時(shí)，料漿屈服應(yīng)力過高，流動性差，不滿足輸送要求；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78%時(shí)，兼具較好的流動性和穩(wěn)定性。故主要選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78%料漿進(jìn)行流變試驗(yàn)，探究溫-時(shí)耦合作用下料漿的流變特性。

表5 靜置60 min 時(shí)料漿流變參數(shù)與質(zhì)量濃度相關(guān)性Table 5 Correlation between rheological parameters and mass concentration of slurry after 60 minutes

2.2 粉煤灰摻量對料漿流變特性的影響

圖3 所示為20 ℃時(shí)不同粉煤灰摻量條件下料漿靜置60 min 時(shí)的流變特性曲線。從圖3a 中可以看出，不同粉煤灰摻量下料漿剪切應(yīng)力都隨著剪切速率的增大呈線性增大趨勢，料漿隨剪切速率增大出現(xiàn)剪切增稠現(xiàn)象，粉煤灰的大量摻入增加了料漿剪切增稠的程度[10]。

圖3 不同粉煤灰摻量料漿流變特性Fig.3 Rheological characteristic of slurry of different fly ash content

表觀黏度表示某一剪切速率下，剪切應(yīng)力與剪切速率的比值，可用于評價(jià)漿體流動性質(zhì)量指標(biāo)。從圖3b 中可知：隨著剪切速率的增加，料漿的表觀黏度先急劇減小，后穩(wěn)定。這是由于當(dāng)料漿受到外力作用時(shí)，內(nèi)部的絮網(wǎng)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間動態(tài)變化，剪切誘導(dǎo)下結(jié)構(gòu)被拉斷、破壞，但同時(shí)由于顆粒間的相互作用，結(jié)構(gòu)又不斷的搭接、修復(fù)，料漿內(nèi)部絮網(wǎng)結(jié)構(gòu)破壞與修復(fù)速率一直保持動態(tài)競爭，直至其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即表觀黏度保持不變[17]。

屈服應(yīng)力與充填材料物理化學(xué)性質(zhì)相關(guān)，材料內(nèi)部不同電荷顆粒分子之間因作用力吸附在一起形成絮凝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屈服應(yīng)力等于在外力作用下使料漿產(chǎn)生流動和變形的臨界值。塑性黏度與料漿體系濃度、顆粒的粒徑和比表面積等因素有關(guān)，塑性黏度可以表征料漿流動過程中的穩(wěn)定性，料漿的塑性黏度小，則料漿流動過程中穩(wěn)定性好，有效減少泌水和離析等不良現(xiàn)象。由圖4 可以看出隨粉煤灰摻量的增加，料漿屈服應(yīng)力和塑性黏度皆增大。其原因主要有2 個方面：①粉煤灰表面有大量的孔隙結(jié)構(gòu)，增加了粉煤灰的比表面積，顆粒表面吸附更多的水，導(dǎo)致顆粒間起潤滑作用的自由水將減少，形成的水化產(chǎn)物流動性差。②粉煤灰的質(zhì)量小于水泥顆粒，等質(zhì)量替代水泥時(shí)，會增加漿體中粉體體積，粒徑較小的粉煤灰顆粒填充到煤矸石和水泥顆粒之間，起到了密實(shí)填充作用，從而導(dǎo)致料漿的屈服應(yīng)力和塑性黏度增大。

圖4 屈服應(yīng)力、塑性黏度與粉煤灰摻量關(guān)系曲線Fig.4 Relationship of yield stress and viscosity with fly ash content

2.3 靜置時(shí)間對料漿流變特性的影響

20℃時(shí)粉煤灰摻量為75%條件下料漿流變特性曲線，如圖5a 所示，料漿剪切應(yīng)力隨靜置時(shí)間的延長而增大。靜置時(shí)間為0、30、60 和120 min 時(shí)，料漿屈服應(yīng)力分別為235.15、254.39、356.78 和549.66 Pa。靜置120 min 后屈服應(yīng)力比靜置0 min增加了133.7%，料漿在長時(shí)間靜置下水化作用時(shí)間延長，生成更多膠凝物質(zhì)（如水化硅酸鈣（C-S-H）凝膠，鈣礬石（AFt），氫氧化鈣（CH）），彼此之間相互搭接形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，料漿的微觀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，被水化產(chǎn)物包裹著的顆粒之間摩擦阻力增加，剪切過程中不易發(fā)生相對滑動，導(dǎo)致料漿屈服應(yīng)力與塑性黏度相應(yīng)提高。

圖5 不同靜置時(shí)間下料漿流變特性Fig.5 Rheological characteristic of slurry after different setting time

圖6 為料漿pH 與靜置時(shí)間關(guān)系曲線，從圖6 可以看出料漿pH 隨靜置時(shí)間的增加逐漸下降，由表2可知，粉煤灰的化學(xué)成分主要為SiO2和Al2O3，粉煤灰取代部分水泥與水泥和水形成共同溶液時(shí)，溶液體系pH 在12 左右，這主要是由于水泥溶于水后生成Ca(OH)2，溶液中存在大量OH-，顯強(qiáng)堿性。隨水化時(shí)間的延長，在堿性環(huán)境中激發(fā)了粉煤灰的火山灰效應(yīng)，生成大量水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，消耗OH-，導(dǎo)致pH 下降。水化產(chǎn)物彼此之間相互連接形成具有抵抗機(jī)械破壞力的絮凝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而增加了料漿的黏聚力，剪切應(yīng)力隨時(shí)間逐漸增加，這與圖5 中料漿剪切應(yīng)力變化規(guī)律相互驗(yàn)證。

圖6 pH 與靜置時(shí)間關(guān)系Fig.6 Relationship between pH and setting time

2.4 溫度對料漿流變特性的影響

圖7 為20、35、50 ℃所對應(yīng)的料漿流變特性，由圖7 可知，不管溫度如何變化，粉煤灰摻量為85%時(shí)料漿的屈服應(yīng)力數(shù)值和增幅最大。養(yǎng)護(hù)溫度為20 ℃和35 ℃時(shí)，料漿屈服應(yīng)力變化趨勢相似，即粉煤灰摻量為85%時(shí)料漿屈服應(yīng)力最大，粉煤灰摻量75%次之，粉煤灰摻量65%最小。這主要是由粉煤灰的“比表面積效應(yīng)”和密實(shí)填充作用決定，在低溫時(shí)粉煤灰活性較低，矸石充填料漿水化反應(yīng)速率緩慢，粉煤灰和水泥的物理作用是造成屈服應(yīng)力增大的主要原因[18]。

圖7 不同溫度下料漿流變特性Fig.7 Rheological characteristic of slurry cured at different temperature

從圖7c 可以看出，前期時(shí)粉煤灰摻量為65%和75%時(shí)料漿屈服應(yīng)力相差不大，但高溫養(yǎng)護(hù)后期，粉煤灰摻量65%時(shí)料漿屈服應(yīng)力高于粉煤灰摻量為75%。這可以歸因于粉煤灰替代率為65%時(shí)料漿中水泥含量相對較高，溫度升高提高了膠凝材料的活性，加速了料漿水化反應(yīng)速率[19]，同時(shí)生產(chǎn)更多的水化產(chǎn)物，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)起主要決定性作用，從而導(dǎo)致粉煤灰摻量較低時(shí)料漿具有更高的屈服應(yīng)力。溫度對煤矸石料漿流變特性的影響主要是通過改變水泥水化反應(yīng)速率、粉煤灰火山灰反應(yīng)速率和水化產(chǎn)物生成量，進(jìn)而導(dǎo)致流變參數(shù)的變化。

3 溫-時(shí)耦合效應(yīng)對料漿流變特性的影響

圖8 所示為粉煤灰摻量75%時(shí)溫度-時(shí)間耦合作用下料漿流變特性，從圖8 可知，料漿屈服應(yīng)力都隨溫度和靜置時(shí)間的增加而顯著增大，靜置120 min時(shí)，溫度為20、35 和50 ℃時(shí)料漿屈服應(yīng)力比靜置0 時(shí)分別增長了133.7%、154.1%和236.4%，溫度越大屈服應(yīng)力增長幅度越大。靜置120 min 時(shí)養(yǎng)護(hù)溫度50 ℃時(shí)較20 ℃、35 ℃增幅分別為44.5%、37.5%。表明溫度-時(shí)間耦合作用下加速水泥水化和火山灰反應(yīng)速率，同時(shí)生成更多水化產(chǎn)物，料漿抗剪能力增強(qiáng)，從而屈服應(yīng)力增大。

圖8 屈服應(yīng)力與靜置時(shí)間關(guān)系Fig.8 Relationship between yield stress and setting time

電導(dǎo)率可以用來描述溶液中電荷流動難易程度，主要通過水泥溶解的離子實(shí)現(xiàn)傳輸，可以表征水泥水化反應(yīng)速率。粉煤灰摻量為75%時(shí)溫度-時(shí)間耦合作用下料漿電導(dǎo)率與靜置時(shí)間關(guān)系如圖9 所示，不同溫度下電導(dǎo)率均隨靜置時(shí)間的增加而上升。這是由于在水化初始階段，水泥處于溶解期，水泥與水混合后，膠結(jié)在水泥顆粒表面的Na+和K+離子迅速釋放，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，料漿中形成了大量的Ca2+、OH-等離子[20]，溫度升高會加速水泥的溶解，導(dǎo)致溶液體系中離子濃度升高，同時(shí)加劇電子運(yùn)動，從而電導(dǎo)率值隨靜置時(shí)間推移不斷增強(qiáng)。

圖9 電導(dǎo)率與靜置時(shí)間關(guān)系Fig.9 Relationship between conductivity and setting time

4 溫-時(shí)耦合效應(yīng)下料漿屈服應(yīng)力演化模型

4.1 極差分析

正交極差分析是處理多因素耦合作用下影響權(quán)重的主要方法之一，其分析結(jié)果直觀易懂，根據(jù)極差大小順序可以判斷各因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響主次。設(shè)計(jì)2 因素3 水平，2 個因素分別為溫度A、靜置時(shí)間B，每個因素設(shè)計(jì)3 個水平，A因素的3 個水平分別為20、35 和50 ℃，B因素的3 個水平為30、60、120 min，試驗(yàn)采用L9(32)正交表，試驗(yàn)中各因素、水平及試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 正交極差分析Table 6 Orthogonal range analysis

由表6 極差分析結(jié)果可知，靜置時(shí)間對料漿屈服應(yīng)力的影響明顯較強(qiáng)，相比之下，溫度的影響則比較微弱。從圖10 屈服應(yīng)力-溫度-靜置時(shí)間變化曲面中可以直觀看到溫度和靜置時(shí)間對料漿屈服應(yīng)力的影響，料漿短時(shí)間靜置時(shí)不同溫度對屈服應(yīng)力影響不明顯，但高溫長時(shí)間靜置使三維曲面出現(xiàn)尖點(diǎn)突變現(xiàn)象，且溫度會顯著影響其突變程度。從料漿輸送的角度來講，這種情況下應(yīng)加大料漿的泵送壓力，以免出現(xiàn)堵管等風(fēng)險(xiǎn)。由以上分析結(jié)果可得到各因素在不同階段對屈服應(yīng)力影響程度，進(jìn)而從宏觀上判定料漿在不同溫-時(shí)耦合作用中其變化幅度，也可為流變參數(shù)模型的選擇提供依據(jù)。

圖10 屈服應(yīng)力-溫度-靜置時(shí)間變化Fig.10 Change of yield stress, temperature and setting time

4.2 屈服應(yīng)力回歸模型

固體廢棄物充填開采是實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采技術(shù)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其能否安全泵送至井下采空區(qū)對充填作業(yè)至關(guān)重要。鑒于深井長距離管道輸送充填礦井中，矸石充填料漿將處于溫度-時(shí)間耦合場中，其流變性能勢必會發(fā)生改變。如果在料漿管道輸送時(shí)不全面考慮溫度和時(shí)間的耦合作用，可能會導(dǎo)致輸送過程中發(fā)生堵管、爆管等風(fēng)險(xiǎn)。若能建立溫度-時(shí)間效應(yīng)下料漿流變參數(shù)回歸模型，可以降低輸送風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)料漿管道輸送性能的研究。

不同溫度下，料漿屈服應(yīng)力隨靜置時(shí)間均呈線性增長，線性相關(guān)性較高，擬合曲線如圖11 所示，其關(guān)系式可表示為

圖11 不同溫度下屈服應(yīng)力與靜置時(shí)間擬合曲線Fig.11 Fitting curve of yield stress and setting time at different temperature

其中：τ0(T,t) 為 某溫度時(shí)間下料漿屈服應(yīng)力；τ0(T,0)為新拌料漿屈服應(yīng)力；T為料漿養(yǎng)護(hù)溫度；t為輸送時(shí)間；Δ τ0為與溫度相關(guān)的一個變量，服從指數(shù)函數(shù)關(guān)系，其可表示為

式中：α ，β為試驗(yàn)常數(shù)，可對不同溫度下料漿屈服應(yīng)力與靜置時(shí)間線性回歸曲線斜率用指數(shù)函數(shù)擬合得出。

將式（1）和式（2）聯(lián)立，可得溫度-時(shí)間耦合作用下屈服應(yīng)力表達(dá)式為

將擬合結(jié)果代入式（3）中，則某溫度時(shí)間下料漿屈服應(yīng)力可表示為

將表7 相關(guān)數(shù)據(jù)代入屈服應(yīng)力計(jì)算模型中，則可得出不同溫度時(shí)間下的理論計(jì)算值，與試驗(yàn)結(jié)果相比，平均誤差在5%，表中個別數(shù)據(jù)誤差較大，主要是由于煤矸石料漿中矸石粒徑較大，分布不均勻且長時(shí)間會自然沉降造成，但其計(jì)算模型仍可以為料漿管道輸送提供指導(dǎo)。

表7 不同溫度-時(shí)間下料漿屈服應(yīng)力Table 7 Slurry yield stress at different temperature and setting time

5 結(jié) 論

1）高濃度煤矸石料漿流變曲線可以采用賓漢姆模型進(jìn)行描述，濃度對料漿流變性能影響顯著，隨著濃度增加，料漿的剪切應(yīng)力也隨之增大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)從76%增加到80%，屈服應(yīng)力增加了345.5%，剪切應(yīng)力與剪切速率的線性相關(guān)性逐漸降低。

2）隨剪切速率的增大，相同粉煤灰摻量下料漿的表觀黏度先急劇下降，后趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)出明顯的剪切稀化行為。隨粉煤灰摻量的增加，料漿的剪切增稠程度增大，粉煤灰的“比表面積效應(yīng)”和密實(shí)填充作用是造成料漿屈服應(yīng)力和塑性黏度增大的主要原因。

3）高溫加速了料漿的水化反應(yīng)速率和粉煤灰的火山灰反應(yīng)活性，生成更多水化產(chǎn)物，提高了料漿的抗剪能力。在粉煤灰摻量為65%和75%條件下，較低溫度時(shí)粉煤灰和水泥的物理作用是造成料漿屈服應(yīng)力增大的主要原因，但隨著溫度升高，料漿中水化反應(yīng)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。

4）溫度-時(shí)間耦合效應(yīng)下靜置時(shí)間對料漿屈服應(yīng)力的影響程度強(qiáng)于溫度，高溫長時(shí)間靜置作用下屈服應(yīng)力大幅增長。不同溫度條件下，屈服應(yīng)力隨靜置時(shí)間均呈線性增長趨勢，對不同條件下料漿的流變特性進(jìn)行研究，建立了溫度-時(shí)間耦合效應(yīng)下屈服應(yīng)力的計(jì)算模型，與試驗(yàn)結(jié)果相比，平均誤差在5%，擬合效果較好。