矿业研究与开发

作者：沈彬彬,温瑶华,吴煜

关键词：超声波;胶结充填体;正交试验;抗压强度;流变性能

针对水泥基充填体抗压强度低、充填成本高、充填效果差的技术瓶颈,采用超声波技术改善水泥基充填料浆的性能,通过开展三因素四水平的正交试验,探究超声功率、超声时间和搅拌时间对水泥基充填料浆流变性能和力学性能的影响,并进一步探讨超声作用的强化机理.研究结果表明:影响充填体抗压强度的因素主次排序为超声功率、超声时间、搅拌时间,超声功率是影响充填料浆屈服应力和塑性黏度的显著性因素,搅拌时间次之,超声时间影响最小;充填体3 d、7 d、14 d和28 d抗压强度随着超声功率、超声时间和搅拌时间的增加均表现出先上升后降低的变化趋势,当超声功率、超声时间和搅拌时间分别为70 W、4 min和6 min时,充填体抗压强度达最优值;充填料浆屈服应力和塑性黏度与超声功率和超声时间均成负相关,而随着搅拌时间的延长呈先降低后增加的变化趋势.这是由于超声作用促进了液相中水泥和尾砂颗粒的分散,提高了浆体均匀性,促进了水泥水化进程;然而过高的超声功率和过长的超声时间导致水泥颗粒絮凝结构重聚,抑制水分子的扩散和浆体结构密实;适宜的搅拌时间有利于浆体分散,削弱颗粒间的摩擦和剪切作用,而过长的搅拌时间导致浆体结构被破坏,削弱了充填体的力学性能.

来源：2025年第4期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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