楊曉炳，尹升華，郝 碩，楊 航

1) 北京科技大學土木與資源工程學院，北京 100083 2) 礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京 102628 3) 北京科技大學金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京 100083

伴隨國民經濟的高速發(fā)展，金屬礦產資源的開發(fā)與利用需求日益增長，而淺部資源越來越少，我國金屬礦山逐漸走向深部開采[1?3].深部開采所面臨的高井深、高應力及高井溫采礦條件，易造成巖層移動、采場垮落、巷道變形等事故.近年來我國環(huán)保措施逐步升級，國家對采選過程排放的大量廢石及尾砂征收環(huán)保稅，直接推動企業(yè)謀求固廢利用的途徑.在此背景下，充填采礦法因其綠色開采及控制地壓的突出優(yōu)點得到了廣泛應用[4?6].

充填料漿經管道輸送至采場是充填采礦法中重要的一環(huán)，料漿的均質性對于料漿的管道可輸性及膠結體強度影響較大[7?8].提高料漿的均質性，能有效改善其流動性，降低管輸阻力.如充填料漿均質性較差，在輸送過程中易分層離析，不僅加速管道的磨損，而且極易造成堵管等事故[9?11].所以，開展充填料漿均質性研究是保證料漿安全高效輸送的關鍵點.影響料漿均質化特性的因素繁雜，其中料漿濃度、骨料級配、攪拌時長和外加劑種類等因素較顯著[12?13].對此，國內外行業(yè)專家進行了深入探究，其中，閆澤鵬等[14]采用全面試驗法研究了攪拌時間等因素對料漿均質性的影響，建議攪拌時長為4～5 min.王洪江等[15]分析了不同攪拌時間的銅尾砂粗骨料膏體均質化特性，通過增加攪拌時間的方式解決了水泥聚團問題，當攪拌時間為3.33 min時均質化程度最佳.楊志強等[16]開展了關于尾砂?棒磨砂料漿的流動性與強度特性試驗，認為減水劑質量分數(shù)為1%時料漿綜合效果較好，并已應用于工業(yè)化生產.曹恩祥[17]通過測定水泥漿顆粒的表面電位，驗證了減水劑對于水泥表面電位的降低作用，減水劑加入后固相顆粒的分布更分散.Jézéquel與 Collin[18]認為全尾砂、粗骨料和膠結劑混合制備的料漿在攪拌作用下，固液相材料的性質隨時在發(fā)生改變，形成的膠凝結構影響料漿的流動性.

綜上可知，減水劑在一定程度上改善了料漿流動性能，但對廢石全尾砂高濃度充填料漿適配減水劑的研究工作相對匱乏，特別是缺乏摻加減水劑后料漿的均質程度量化指標.因此，本文將探究減水劑對充填料漿流動性及力學性能的影響，從料漿流動特性、充填體強度及漿體表觀特征等方面構建料漿均質程度量化模型，并基于聚團結構發(fā)展消散進程解釋料漿均質化機理.

1 充填材料與減水劑

1.1 充填材料

試驗中的充填材料主要為廢石粗骨料、全尾砂細骨料、膠結劑、PC減水劑、萘系(FDN)減水劑、脂肪族(AK)減水劑與水.廢石粗骨料取自國內某鎳礦廢石場，其粒徑大、形狀極不規(guī)則，其密度為2.81 t·m?3；采用四分法篩分多點取樣后的烘干廢石，測定其粒度范圍為0.20～12.00 mm，主要分布于 0.20～8.80 mm，d10=0.20 mm，d50=2.70 mm，d90=8.80 mm (d10，d50和d90分別為篩下廢石質量分數(shù)為10%，50%和90%時對應的粒徑)，中值粒徑為3.50 mm.全尾砂細骨料取自國內某鎳礦尾礦庫，經曝光晾曬與烘干脫水后，測定其密度為2.78 t·m?3；采用激光粒度分析儀測定全尾砂的粒級范圍為0.28～447.74 μm，主要分布于 10.00～80.00 μm，d10=2.22 μm，d50=16.89 μm，d90=75.99 μm.廢石與全尾砂骨料粒級分布如圖1所示.

圖1 粒徑特征分布曲線.(a)廢石; (b)尾砂Fig.1 Characteristic distribution curve of particle size: (a)waste rock; (b)tailings

膠結劑為符合GB 175—2007的普通硅酸鹽水泥P·O42.5R.減水劑均為市售減水劑，其性能指標如表1所示.

表1 減水劑的性能指標Table 1 Performance index of water-reducing agent

1.2 減水劑適配性擇優(yōu)

當膠砂比1∶4，廢石尾砂料漿中固相材料的質量分數(shù)為81%，攪拌時間為3 min，廢尾比（b）為5∶5時，充填料漿均質化程度較差，雖強度滿足礦山充填要求，但坍落度僅為17.8 cm，無法實現(xiàn)高濃度自流輸送.因此摻加PC、FDN和AK三種減水劑，質量分數(shù)分別為0、0.1%、0.3%、0.5%，測試料漿的坍落度、泌水率，得出二者隨減水劑類型及質量分數(shù)的變化情況如圖2所示.

圖2 減水劑作用下料漿泌水?坍落變化情況Fig.2 Changes of slurry bleeding and slump under the action of water?reducing agent

由圖2可知，隨著不同減水劑摻量增加，料漿坍落度均呈現(xiàn)增大趨勢.摻入PC的改善效果最為明顯，當PC質量分數(shù)為0.50%時料漿坍落度達到最大值27.70 cm，提高了55.6%.此外，摻入PC對料漿的泌水率影響最大，而FDN、AK兩種減水劑對料漿泌水率基本無影響，同時二者對坍落度的提升也有限.綜上，減水劑對料漿坍落特性改善效果次序為：PC＞FDN＞AK.在PC減水劑最優(yōu)摻量范圍內(<0.5%)，回歸得到其摻量與料漿坍落度(Sl，cm)及泌水率 (Bl，%)的關系見式 (1)，其中，ω為料漿的PC質量分數(shù)，%.后續(xù)研究分析均基于PC減水劑.

2 料漿均質化的宏觀性能表征

為了提升充填料漿的均勻性，通常采用充分剪切攪拌的方法.攪拌作用能使體系內部顆粒發(fā)生遷移及碰撞[19]，在微觀層面表現(xiàn)為擴散與剪切運動，在宏觀上表現(xiàn)為料漿的對流運動，結果是料漿均質化的改善.而料漿的流變特性與力學性能與該過程具有顯著相關性.因此，可以采用料漿流變參數(shù)及抗壓強度來表征料漿均質化程度.

2.1 流變特性表征

根據減水劑適配實驗結果，選取摻量與料漿泌水率、坍落度線性遞增階段，設定ω為0～0.50%的6個等分水平.進行膠砂比為1∶4，尾廢比為5∶5，質量分數(shù)為81%條件下的料漿流變試驗.采用控制剪切速率法（Controlled shear rate，CSR），設定 0～5 s轉子的剪切速率為 5 s?1，6～120 s轉子以+1 s?1的速率提升至 120 s?1，得到不同 PC 摻量時料漿的流變特性曲線，如圖3所示.

圖3 PC作用下料漿的剪切應力?剪切速率曲線Fig.3 Shear stress?shear rate curve of slurry under the action of PC

圖3所示流變曲線初期有明顯的震蕩現(xiàn)象，這是由于廢石粗骨料顆粒大且不均勻，在攪拌過程中隨機撞擊轉子導致.不同PC摻量時，料漿剪切應力與剪切速率均為正相關關系，符合Bingham流體模型，如式(2)所示.

其中，τ為剪切應力，Pa；τ0為屈服應力，Pa；μ為塑性黏度系數(shù)，Pa·s；為單位位移上的流速，即剪切速率，s?1.

回歸得到不同摻量時的料漿流變參數(shù)，PC摻量與屈服應力 τ0、塑性黏度系數(shù)μ的關系如圖4所示.

圖4 PC摻量與屈服應力、塑性黏度的回歸結果Fig.4 Regression results of PC content, yield stress and plastic viscosity

由圖4可知，屈服應力、塑性黏度系數(shù)與ω均呈負相關關系，PC質量分數(shù)為0.5%時，料漿屈服應力與塑性黏度達到最小值，分別為197.23 Pa和0.78 Pa·s，屈服應力較無PC作用的料漿降低了34.4%，塑性黏度降低了21.2%.分析認為，充填料漿中全尾砂細骨料的主要粒徑區(qū)間為10～80 μm，其粒度越小，比表面積越大，吸附自由水的能力越強，造成料漿的流動性變差.而PC的加入，能夠使尾砂顆粒釋放出多余的自由水，減弱小顆粒間的黏滯力[20]，使得料漿的屈服應力與塑性黏度系數(shù)降低.

2.2 強度特性表征

以與流變試驗相同方案開展充填強度配比試驗.參照《建筑砂漿基本性能試驗方法標準JGJ/T70—2009》，采用 φ50 mm×100 mm的標準圓柱體制備試塊，靜置于養(yǎng)護溫度為（20±3） ℃、濕度為（90%±10%）的環(huán)境參數(shù)中.使用WEW?600D液壓試驗機，以 0.2 kN·s?1的加載速率測定試塊 3、7 和28 d的抗壓強度，試驗結果如表2所示，充填體抗壓強度曲線如圖5所示.

圖5 充填體抗壓強度曲線Fig.5 Characterization curve of compressive strength of filling body

表2 摻PC減水劑膠結體強度測試結果Table 2 Strength test results of cement mixed with PC water-reducing agent

由表2、圖5可知，3、7和28 d齡期膠結體的強度(R3、R7、R28)最小值分別為2.35、3.77 和6.45 MPa，均滿足礦山充填R3≥1.50 MPa、R7≥2.50 MPa、R28≥5.00 MPa的要求[21].從圖5中可以看出，膠結體強度隨減水劑摻量的增加均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且對3 d、7 d齡期強度的改善效果優(yōu)于28 d齡期.這主要是減水劑的加入，減弱了水泥及尾砂顆粒的團聚現(xiàn)象，提高了料漿的均質化程度，使得水泥能夠更加充分的水化，產生更多的水化產物使得膠結體孔隙結構趨于密實，強度相應提高.而隨著摻量的進一步增加，料漿的泌水率增大，自由水增多使得膠結體強度減小.特別是28 d齡期時，自由水揮發(fā)后留下較多的孔隙，使得隨著減水劑摻量的增加，膠結體28 d齡期強度減弱.

根據試驗結果擬合齡期d、PC摻量ω與強度σ的參數(shù)方程，如式(3)所示.為了更直觀描述PC摻量與養(yǎng)護齡期交互作用對強度的影響規(guī)律，繪制抗壓強度與影響因素關系曲面如圖6所示.

圖6 充填體抗壓強度與影響因素關系曲面Fig.6 Relationship between compressive strength of filling body and factors

由圖6可以看出，充填體強度受2個因素交互作用的影響.隨著充填料漿中PC摻量增加，相同養(yǎng)護齡期下，強度呈先增大后減小趨勢.3 d養(yǎng)護齡期條件下，PC質量分數(shù)為0.26%時強度達到最大值3.61 MPa；7 d養(yǎng)護齡期條件下，PC質量分數(shù)為0.24%時強度達到最大值4.68 MPa；28 d養(yǎng)護齡期條件下，PC質量分數(shù)為0.10%時強度達到最大值6.59 MPa，可以看出隨養(yǎng)護齡期增大，降低PC摻量有利于強度峰值的出現(xiàn)，即PC摻量的增加利于齡期較低時強度的提升，隨養(yǎng)護齡期增大，PC摻量對強度的提升效果有所減弱.

3 料漿均質程度二維圖像量化表征

3.1 攪拌試驗

由前述試驗可知，減水劑質量分數(shù)從0增加到0.5%，不僅顯著改善了料漿流動性且膠結體強度仍能滿足礦山技術要求.為更直觀地表征減水劑對充填料漿均質性的影響，開展攪拌時間、廢尾比、減水劑對料漿表觀形貌的影響試驗研究.充填料漿膠砂比為1∶4，質量分數(shù)為81%，設計ω為 0、0.50%，廢尾比分別為 5∶5、6∶4、7∶3，攪拌時間a分別為3、4和5 min的攪拌試驗.試驗采用HJW-30單臥軸強制式攪拌機，進料容量為33～66 L，出料容量為30～60 L.參照建工行業(yè)標準《JG 244—2009混凝土試驗用攪拌機》，設置攪拌機轉速為 (35±3) rad·min?1.采用 Nikon D350 相機拍攝攪拌結束后的充填料漿狀態(tài)，結果如圖7所示.

圖7 不同 PC 質量分數(shù)條件下的攪拌試驗結果.（a）ω=0；（b）ω=0.50%Fig.7 Stirring test result with different ω: （a）ω=0；（b）ω=0.50%

由圖7可知，在減水劑的作用下，廢石全尾砂高濃度充填料漿的均質狀態(tài)明顯改變.未添加PC的料漿中廢石未能被漿體均勻包裹，形成明顯的顆粒感.而摻加減水劑后，充填料漿表面較為平滑，顆粒感明顯減弱.當攪拌時間為4～5 min時，料漿表面均質狀態(tài)明顯改善，這與文獻[11]的結論相符.而廢尾比為5∶5的料漿均質性最差，這是因為骨料中尾砂的含量最高，細顆粒團聚效應最強，吸附了過多的自由水，使得細顆粒漿體黏聚力強，不易充分均勻包裹廢石顆粒.

3.2 圖像二值化計算原理

最大類間方差法(OTSU)是確定圖像二值化分割閾值的方法，其采用方差描述圖像的灰度分布均勻性.類間方差越大，說明圖像的灰度分布不均勻，圖像的兩部分構成差別越大；若歸類錯誤會導致類間方差變小，因此使用最大類間方差可以精準量化并區(qū)分“目標”與“背景”.假設圖像灰色等級總數(shù)為k，“目標(前景)”與“背景”之間存在閾值T，將所有像素依據灰度分為A(目標)和B(背景)兩種類型，灰度級為1～T像素為A(目標)區(qū)域，灰度級為（T+1）～（k-1）像素為 B(背景)，則有：

其中，m1、m2分別為A、B類型的像素均值；m為圖像全局像素均值；p1、p2分別為像素被劃分至A、B兩類型的概率.像素灰度的類間方差 σ2的表達式為：

聯(lián)立式(4)和式(5)可得：

由上述定義可知存在以下關系：

其中，M為灰度級為k的累加均值；m為圖像的全局均值；i為遍歷步數(shù)，0≤i≤255；pi為第i次的灰度級k被劃分至A類型的概率；k為像素點的灰色等級總數(shù).由式 (5)，m1、m2就可推演為：

將式(8)代入式(6)獲得最終的最大類間方差公式為：

存在T能使得式(9)達到最大值，此時T為目標OTSU最佳閾值.

3.3 圖像信息熵求解

圖像的紋理特征能夠說明區(qū)域內的不連續(xù)性[22]，以料漿表面紋理定量化表征廢尾比、攪拌時間對料漿均質化程度的影響.圖像分塊單元的像素熵值是衡量該分塊區(qū)域內灰度情況的重要參數(shù)，熵值越大，分塊單元內灰度的分布更廣，等面積樣本區(qū)域內圖片像素的分布更分散，此時認為對應料漿狀態(tài)更均勻；反之，分塊單元內的灰度分布集中，說明對應未達到最均勻狀態(tài).

將攪拌試驗中獲得的各料漿表面圖像分為15個大小相同的等邊矩形單元，采用式(10)計算每個小區(qū)域內的二維圖像灰度的信息熵值[23].由于每個等邊矩形單元區(qū)域大小相同，且料漿表面圖像為15個單元組合而成，故將各個單元的熵值進行數(shù)值求和，獲得不同廢尾比、攪拌時間條件下的料漿表面圖像熵值H0，熵值越高則圖像亮度、細節(jié)變化越頻繁，圖像越平滑，反之圖像越粗糙，結果如表3所示.

表3 不同條件下料漿表面單元及整體圖像的熵值Table 3 Entropy of the surface unit and the overall image of the slurry under different conditions

根據表3，采用多項式回歸方法計算PC質量分數(shù)為0和0.5%條件下，攪拌圖像信息熵與攪拌時間、廢尾比交互的數(shù)學關系，繪制特征曲面如圖8所示.

圖8 攪拌時間與廢尾比交互作用下表面圖像信息熵變化.(a) ω=0(R2=0.9951)；(b) ω=0.5%(R2=0.9333)Fig.8 Change of surface image information entropy under the interaction of mixing time and rock/tailing ratio:(a) ω=0(R2=0.9951) ； (b)ω=0.5%(R2=0.9333)

由圖8可知，不同攪拌時長與廢尾比條件下，添加PC的充填料漿表面圖像熵值均高于未摻加PC的情況.圖8(a)可以看出，相同廢尾比時，料漿表面圖像熵值隨攪拌時間的增大呈先增大后減小趨勢，這是由于尾砂細顆粒對料漿中自由水的吸附作用強，導致料漿和易性差，出現(xiàn)全尾砂干顆粒的“團聚”現(xiàn)象[20]，隨攪拌時間的增加，“團聚”中的尾砂在攪拌機剪切作用下逐漸被打散，表面圖像趨于“平滑”，故表面圖像的熵值出現(xiàn)增大現(xiàn)象.當攪拌繼續(xù)增加，熵值呈減小趨勢，這可能是因為料漿與空氣接觸時間增大，由于蒸發(fā)作用料漿中的自由水相對含量降低，“團聚”現(xiàn)象再次出現(xiàn)，表面圖像的熵值減小.

圖8(b)可以看出，隨攪拌時間增加，料漿表面圖像熵值變化情況與未添加PC時的料漿類似.不同之處在于PC作用下，攪拌時間較長時，隨料漿廢尾比值增大熵值呈先增大后減小的趨勢，分析認為，一方面，與未添加PC時原理類似，攪拌剪切作用減弱了全尾砂干顆粒的“團聚”現(xiàn)象，而摻加PC后料漿釋放出更多自由水，使得更多尾砂顆粒與水形成漿體，均勻包裹粗顆粒，料漿表面趨于平滑，熵值增加.另一方面，廢尾比值為6∶4時混合骨料堆積密度達到最大，在攪拌剪切作用下其“嵌鎖”結構最緊實，表面無過多突出的紋理，因此廢尾比從5∶5增至6∶4時熵值增大.而隨著廢尾比進一步增加，尾砂顆粒減少混合骨料孔隙增大，使得漿體無法包裹廢石顆粒，表面顆粒感增加，料漿圖像均勻度變差熵值降低.

3.4 圖像二值化處理

由料漿攪拌試驗觀察可知，料漿未達到均質化時其表面呈現(xiàn)出較為集中的紋理.而圖像紋理的灰度值與均質料漿表面灰度值差異大，采用二值化方法將具備色調、大小、形狀和區(qū)域屬性的料漿圖像按照灰度級別劃分為兩類連續(xù)集單元.料漿表面圖像中連續(xù)分布的像素點總數(shù)為“目標”像素點總數(shù)，而料漿表面圖像紋理處的像素點為“背景”像素點，黑色像素點占比越高說明表面圖像中紋理占比越高，料漿均質狀態(tài)不佳.依據式(9)中的OTSU最佳閾值T劃分“目標”與“背景”，借助matlab軟件中的“im2bw”函數(shù)完成對應圖像的二值化轉換，遍歷獲取黑色像素點（未達到均質化的區(qū)域）占樣本圖像總像素點的比值，結果如表4所示.

表4 料漿表面圖像二值化后的黑色像素點占比Table 4 Percentage of black pixels after binarization of the slurry surface image

依據表4試驗結果，采用插值計算方法構建黑色像素占比情況云圖，同時給出特殊條件點的料漿表面二值化圖像，結果如圖9所示.

圖9 黑色像素點占比及二值化結果.(a)ω=0.5%；(b)ω=0Fig.9 Proportion of black pixels and the result of binarization:(a) ω=0.5% ； (b) ω=0

圖9(a)為PC質量分數(shù)是0.5%時的黑色像素點占比情況，由圖可知，當廢尾比恒定時，不同攪拌時間的黑色像素點占比(Q，%)規(guī)律為Q3min>Q5min>Q4min，當攪拌時長恒定時，不同廢尾比對應的黑色像素點占比規(guī)律為Q6:4>Q7:3>Q5:5.隨攪拌時間增大，料漿黑色像素點占比呈先減小后增大趨勢，當料漿的攪拌時長為3 min、廢尾比為5∶5的情況下或者料漿攪拌時長為3 min、廢尾比為7∶3的情況下，對應的二值化圖像中紋理特征顯著，說明料漿均質化特性差.而當攪拌時長為4 min、廢尾比為6∶4時，云圖中心區(qū)域對應的Q值較小，此時二值化結果圖中黑色像素點少且分散，說明料漿均質狀態(tài)良好.圖9(b)為未添加PC料漿表面圖像黑色像素點占比情況，可以看出占比值隨廢尾比、攪拌時長的變化情況與PC作用下的料漿類似，但PC能夠有效降低料漿表面圖像黑色像素點的占比，提升料漿均質程度，這與熵值計算結果一致.

4 均質化特性量化模型

在固液混合體系攪拌至均質化狀態(tài)的過程中，固相細小顆粒先發(fā)生“團聚效應”，而后在廢石、全尾砂、水泥與團聚顆粒沖擊碰撞過程中，部分團聚球體發(fā)生剪切變形、位移和分散，吸收少量水變?yōu)闈耦w粒.再次發(fā)生新的團聚效應時，自身體積圍度增大，與廢石、水泥接觸后，水泥表面逐漸被水浸濕，相互之間通過液橋作用吸引，形成硬料漿[24].結合摻入PC對料漿流變特性、強度特性、表面形態(tài)的影響，可知摻入PC減水劑能顯著增強料漿體系的均質性，提高充填料漿的流動性和力學性能.這與PC對細顆粒吸附分散作用的調節(jié)有關，全尾砂廢石充填料漿中PC的均質化作用機理如圖10所示.

圖10 全尾砂廢石充填料漿中PC的均質化作用機理Fig.10 Homogenization mechanism of polycarboxylate in filler slurry of whole tailings and waste rock

摻入的PC能夠吸附至水泥團聚顆粒表面，使水泥顆粒產生同性相斥的電荷效應，從而釋放出聚團間多余的自由水而改善硬料漿的均質性.PC減水劑在水溶液中表面帶有負電荷，當其處于充填料漿中會使細顆粒表面電荷數(shù)量發(fā)生變化，進而引起料漿體系的電位變化[25].通過測試高濃度充填料漿的Zeta電位，可以分析PC作用前后對體系中細顆粒的吸附能力及最優(yōu)摻量.如圖11所示，在引入PC進入高濃度充填漿后，電位變化基本呈如下規(guī)律：Zeta電位向負方向移動，逐漸趨于恒定值.分析認為，這是由于PC在水溶液中解離形成具有大量負電荷的高分子離子，其水溶液中陰離子電荷密度大，同時提升了顆粒表面水化層的厚度，增大了顆粒間的排斥作用，故隨PC摻量增加，料漿體系的負電位逐漸增大[26?27].

圖11 水泥凈漿的Zeta電位與PC摻量的關系圖Fig.11 Relationship between the Zeta potential of the cement paste and the PC content

基于上述分析，建立減水劑摻量與流變參數(shù)、充填體強度及表觀圖像特征量的關系方程，構建料漿均質化量化模型，如式(11)所示.

考慮齡期、減水劑摻量、攪拌時長和剪切速率作用下的料漿均質性量化值，以料漿的流動特性參數(shù)和充填體的力學特性參數(shù)作為約束條件，采用多目標規(guī)劃方法(Goal programming)[28?29]優(yōu)化廢石全尾砂膠結充填料漿的減水劑摻量.借助matlab的fgoalattain函數(shù)，根據礦企要求，充填體強度應滿足R3≥1.50 MPa、R7≥2.50 MPa、R28≥5.00 MPa，料漿坍落度應滿足23 cm≤Sl≤28 cm，測定該約束下的PC質量分數(shù)取值范圍為0.26%～0.5%，最佳攪拌時間為4.3 min；其中，滿足強度及料漿表面參數(shù)合理的條件下，PC摻量為0.5%時存在最優(yōu)解，此時料漿均質化程度最佳，塑性黏度μ為0.79 Pa·s，屈服應力τ0為202.25 Pa.

5 結論

(1) 廢石粒度較大，全尾砂級配不良，高濃度充填料漿均質化程度低流動性差，通過添加減水劑可改善其流動性，效果次序為：PC＞FDN＞AK.當PC的質量分數(shù)為0.50%時，固相材料質量分數(shù)為81%的料漿坍落度達到最大值27.70 cm.

(2) 料漿的流變特性與力學特性能夠客觀反映料漿均質化程度.加入PC能夠降低料漿的屈服應力與塑性黏度系數(shù)，改善料漿和易性；摻入PC能夠提升充填體早期強度，削弱28 d齡期強度.

(3) 料漿表面圖像的像素點分布狀態(tài)(信息熵)與像素點數(shù)量(黑色像素點占比)能夠量化料漿的均質化狀態(tài)，表面圖像信息熵越高、黑色像素點占比越小，則料漿均質化程度越高.且均質化隨攪拌時長、廢尾比的增大呈先增大后減小的趨勢.

(4) 構建的料漿均質化模型表明，滿足充填體強度特性和料漿流動特性時，PC摻量的取值范圍為0.26%～0.5%.當PC質量分數(shù)為0.5%時，塑性黏度和屈服應力的最小值分別為0.79 Pa·s和202.25 Pa.