IWSF-FA模袋混凝土抗壓強(qiáng)度、孔隙結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成

徐德儒，鄒春霞*，丁洪晶，孫浩然，趙泉，武軍

(1. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018； 2. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018； 3. 內(nèi)蒙古河套灌區(qū)烏拉特灌域管理局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 014400)

模袋混凝土渠道襯砌在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)的廣泛應(yīng)用使黃河水利用率顯著提高.混凝土早期力學(xué)性能是影響其質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對其結(jié)構(gòu)的抗裂性、安全性以及耐久性具有重要影響.工業(yè)廢棄硅粉和粉煤灰2種材料均具有火山灰活性，可摻入代替部分水泥制備“綠色混凝土”.將廢棄硅粉(industrial waste silica fume, IWSF)和粉煤灰(fly ash, FA)代替部分水泥制備模袋混凝土不僅可以解決內(nèi)蒙古河套灌區(qū)附近玉石廠產(chǎn)生的IWSF、火電廠FA的堆積問題，減少由于處理不當(dāng)引發(fā)的空氣污染和土壤污染等環(huán)境問題，而且還可以減少水泥用量，降低建設(shè)成本，將堆積的工業(yè)固體廢棄物轉(zhuǎn)化為綠色建材資源，節(jié)約自然資源，變廢為寶，保護(hù)環(huán)境.這不但符合建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的要求，還具有重要的工程實(shí)用價(jià)值和戰(zhàn)略意義.

作為由多材料合成的多相復(fù)合材料，不同摻和物的混凝土材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、孔隙特征等各不相同，抵抗荷載的強(qiáng)度也不同.近年來，國內(nèi)外學(xué)者對粉煤灰和硅粉混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行了大量研究.TURBAN等[1]發(fā)現(xiàn)粉煤灰代替水泥可降低水泥砂漿的流動(dòng)性，對抗壓強(qiáng)度也有一定的影響.吳福飛等[2]發(fā)現(xiàn)粉煤灰能降低水泥水化CH的成本和含量.DAVIS等[3]發(fā)現(xiàn)粉煤灰中的SiO2和Al2O3能參與發(fā)生二次水化反應(yīng).LEE等[4]研究發(fā)現(xiàn)C3S和C2S以及更多水化產(chǎn)物的高填充效應(yīng)使混凝土抗壓強(qiáng)度顯著提高.姚武等[5]研究發(fā)現(xiàn)硅灰的火山灰反應(yīng)在復(fù)合膠凝體系水化1 d 開始.王洪等[6]進(jìn)行了硅灰對高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)摻入約5%～9%硅灰后，其抗壓強(qiáng)度隨硅粉摻量增加而增大，但硅粉摻量大于9%后，其抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)下降.張俊儒等[7]在研究粉煤灰噴射混凝土孔隙結(jié)構(gòu)的演變特征時(shí)發(fā)現(xiàn)摻入粉煤灰試件的孔隙度優(yōu)于未摻粉煤灰試件.郭杰[8]利用核磁共振技術(shù)得出粉煤灰、硅粉等活性摻合料能夠有效降低混凝土總孔隙率的結(jié)論.倪成林等[9]制備高強(qiáng)混凝土?xí)r摻入具有火山灰活性的微硅粉、Ⅱ級低鈣粉煤灰，發(fā)現(xiàn)其抗壓強(qiáng)度較普通硅酸鹽水泥混凝土提高48%.鄭新[10]、唐加俊等[11]發(fā)現(xiàn)合理雙摻粉煤灰和硅粉的模袋混凝土力學(xué)性能和耐久性能高于粉煤灰模袋混凝土.

目前，對模袋混凝土早期力學(xué)性能的研究方法主要集中在宏觀力學(xué)試驗(yàn)和微觀孔結(jié)構(gòu)方面，尚未形成完整的理論體系.混凝土的抗壓強(qiáng)度與其組成成分、孔隙結(jié)構(gòu)以及水化進(jìn)程關(guān)系密切.文中采用固體廢棄物替代部分水泥研制綠色混凝土襯砌，從孔隙結(jié)構(gòu)、組成成分及抗壓強(qiáng)度方面探究能否將其合理應(yīng)用到實(shí)際工程中.基于此，文中借助抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、化學(xué)方法(如紫外光譜分析、熱重等)和核磁共振試驗(yàn)深入探究IWSF和FA對模袋混凝土抗壓強(qiáng)度、物質(zhì)組成、孔隙結(jié)構(gòu)特征以及熱穩(wěn)定性的影響，并采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對模袋混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測分析，為模袋混凝土襯砌配合比優(yōu)化及IWSF-FA的合理應(yīng)用做一些基礎(chǔ)性的研究.

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 原材料

試驗(yàn)采用P·O42.5R蒙西牌早強(qiáng)型水泥，細(xì)度為1.7%，初凝時(shí)間180 min，終凝時(shí)間293 min，標(biāo)準(zhǔn)稠度26.3，燒矢量1.05%，安定性合格；IWSF取自巴彥淖爾市烏拉特前旗玉石加工廠，SiO2含量為94.53%，比表面積為321.36 m2/kg，燒失量為0.72%，各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)干燥、磨篩處理后，達(dá)到檢測要求，粒徑分布Psd如圖1所示.FA取自包頭電廠，為Ⅱ級粉煤灰，Al2O3和SiO2含量占比最高，分別為21.38%和49.92%，燒失量1.29%.粗骨料/細(xì)骨料均取自巴彥淖爾市烏拉特前旗，粗骨料為粒徑P小于20 mm的破碎礫石，表觀密度2 400 kg/m3，堆積密度1 435 kg/m3，含泥量0.7%，細(xì)骨料屬于Ⅱ區(qū)砂，粒徑范圍0.075～4.750 mm，中砂，表觀密度2 400 kg/m3，堆積密度1 610 kg/m3，含水率0.5%，含泥量2.5%；外加劑采用包頭市屹峰建材外加劑有限公司的YE-NGX萘系高效減水劑.

圖1 ISWF和FA粒徑分布

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 模袋混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55—2011)和《模袋混凝土襯砌渠道工程技術(shù)規(guī)程》(DB15/T856—2015)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)配合比詳見表1，表中Sn為樣品編號.

表1 模袋混凝土配合比

模袋混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法詳見《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50081—2019)，每組制備3塊100 mm×100 mm×100 mm立方體試件，對每組試件進(jìn)行編號Sn，保濕養(yǎng)護(hù)1 d后脫模，自然養(yǎng)護(hù)3，7，14，21，28 d，采用WHY—3000型全自動(dòng)壓力試驗(yàn)機(jī)測量抗壓強(qiáng)度Cs，試驗(yàn)加載速率為0.5 MPa/s，均勻連續(xù)加載，當(dāng)試件形態(tài)變形至失效時(shí)，壓力試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)停止加載并記錄破壞時(shí)峰值荷載.試驗(yàn)采用非標(biāo)準(zhǔn)試件(標(biāo)準(zhǔn)試件:150 mm×150 mm×150 mm)，結(jié)果乘以0.95.

1.2.2 固體紫外測定試驗(yàn)

固體紫外測定試驗(yàn)UV[12]是一種利用紫外可見光譜技術(shù)進(jìn)行有機(jī)、無機(jī)化合物特性和定量分析的方法.選取5個(gè)齡期，即1，3，7，14，28 d(由初凝到硬化)試件磨成小于0.075 mm的粉末狀試樣，利用LAMBDA 850-UV/Vis，將標(biāo)準(zhǔn)白板設(shè)置在規(guī)定位置，進(jìn)行基線校正后取下標(biāo)準(zhǔn)白板，對樣品進(jìn)行預(yù)測定，根據(jù)測定結(jié)果調(diào)整測試總波長范圍為150～800 nm.根據(jù)試驗(yàn)測得試件原材料以及各齡期的紫外可見吸收光譜，分析水化前后模袋混凝土內(nèi)部物質(zhì)含量的變化規(guī)律.

1.2.3 核磁共振試驗(yàn)

1.2.4 熱重試驗(yàn)(TG)

用研缽將養(yǎng)護(hù)28 d后的試件磨制成小于0.075 mm粉末，每組樣品稱取約6 mg，置于大氣壓下的氮?dú)庵?，?5 ℃至800 ℃，升溫速率為5 ℃/min，采用同步熱分析儀STA1進(jìn)行熱重試驗(yàn)，獲得失重曲線.

2 結(jié)果與分析

2.1 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果與分析

圖2為不同齡期雙摻IWSF和FA模袋混凝土的抗壓強(qiáng)度Cs.由圖可以看出：① IWSF-FA摻和比例影響模袋混凝土抗壓強(qiáng)度.FA摻量為8%時(shí)，各組不同齡期均表現(xiàn)出抗壓強(qiáng)度隨硅粉摻量增加而降低.FA摻量為10%，15%和20%時(shí)，不同齡期均表現(xiàn)出抗壓強(qiáng)度隨硅粉摻量增加而呈降低-升高-降低趨勢.同F(xiàn)A摻量組中，IWSF摻量4%組抗壓強(qiáng)度高于其他組.其中雙摻IWSF-FA的FA15S4各齡期抗壓強(qiáng)度均高于其他組，特別3 d和7 d的抗壓強(qiáng)度是FA20S0的2.0倍以上，是FA0S0的1.3倍，有利于模袋混凝土的泵送灌裝成型.可見，合理的IWSF和FA摻和比例可以提高模袋混凝土的抗壓強(qiáng)度.② 不同摻和量的模袋混凝土抗壓強(qiáng)度隨齡期均呈上升趨勢.FA摻量15%和20%組抗壓強(qiáng)度增長速率低于FA摻量為8%和10%組，變化幅度有所不同.

圖2 模袋混凝土抗壓強(qiáng)度

2.2 紫外試驗(yàn)結(jié)果與分析

取IWSF-FA模袋混凝土FA15S4(抗壓強(qiáng)度最優(yōu)組)、FA20S0(現(xiàn)役粉煤灰模袋混凝土)以及FA0S0(普通混凝土)進(jìn)行固體紫外測定試驗(yàn)，測得原材料以及水化后模袋混凝土試件紫外可見吸收光譜，如圖3所示，圖中W為波長，A為吸光度，代表相應(yīng)波長物質(zhì)的含量，吸收峰記錄相應(yīng)波長代表的物質(zhì).圖3a為模袋混凝土原材料的紫外可見吸收光譜，IWSF主要化學(xué)成分為SiO2.從圖中可以看出，IWSF僅有1個(gè)吸收峰，因此波長為189 nm的物質(zhì)為SiO2.圖3b中FA15S4不同齡期的紫外吸收光譜顯示：① 紫外吸收光譜在295 nm附近處出現(xiàn)峰值，表明混凝土在制備后有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生.綜合水化反應(yīng)和硅酸鹽水泥的水化放熱曲線，SiO2和CH含量隨齡期增長發(fā)生水化反應(yīng)不斷減少，表明CH波長為295 nm.② 紫外吸收可見光譜圖中各峰值隨齡期增長呈減小趨勢.養(yǎng)護(hù)3 d試樣的SiO2的吸光度較養(yǎng)護(hù) 1 d的試樣顯著降低，這是因?yàn)镾iO2與CH及其他堿離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了比CH穩(wěn)定性更好、強(qiáng)度更高的低堿性C-S-H.紫外吸收可見光譜表明雙摻IWSF,FA后，水泥發(fā)生了二次水化反應(yīng)，CH在使得FA具有膠凝性的同時(shí)又與FA相互作用，加速了水化反應(yīng)，電離產(chǎn)生的H3O+促進(jìn)FA顆粒電離出SiO4+與H+，H+擴(kuò)散使得FA顆粒表面呈負(fù)電荷，F(xiàn)A顆粒吸附并結(jié)合Ca2+，最終生成C-S-H沉淀，這有利于改善模袋混凝土中膠凝體系的物質(zhì)組成.

C-S-H不僅改善模袋混凝土的強(qiáng)度，且不會(huì)在低酸性環(huán)境中分解.圖中表明，SiO2的吸光度峰值減小呈逐漸下降趨勢，SiO2在二次水化反應(yīng)中消耗速度逐漸降低.對比雙摻IWSF-FA模袋混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，其抗壓強(qiáng)度增長速度在養(yǎng)護(hù)7 d后呈下降趨勢，表明水化反應(yīng)速度隨齡期增長呈下降趨勢是導(dǎo)致雙摻IWSF-FA模袋混凝土抗壓強(qiáng)度增長速度減小的重要因素之一.

圖3c中，F(xiàn)A15S4組養(yǎng)護(hù)28 d后SiO2含量最高，摻入IWSF的模袋混凝土內(nèi)部CH消耗最多，表明CH與IWSF中存在一定量的玻璃態(tài)活性SiO2分子作用，活性SiO2分子參與模袋混凝土內(nèi)部二次水化反應(yīng)，持續(xù)生成了C-S-H.SHAIKH等[13]研究表明，輔助性膠凝材料(例如粉煤灰、礦渣、硅粉等)的水泥基復(fù)合體系中，CH含量越低，則C-S-H含量越高，證明水泥替代率20%左右時(shí)，合理雙摻IWSF-FA可以提高模袋混凝土的抗壓強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度由高到低依次為FA15S4,FA0S0,FA20S0.IWSF中的活性SiO2分子能夠降低堿離子濃度，抑制堿集料反應(yīng)，促進(jìn)C2S水化，縮短誘導(dǎo)期，體現(xiàn)了IWSF使模袋混凝土早強(qiáng)的特性，揭示了合理雙摻IWSF-FA的FA15S4在養(yǎng)護(hù)3 d和7 d后抗壓強(qiáng)度高于同齡期FA20S0，F(xiàn)A0S0的原因.

圖3 模袋混凝土紫外可見吸收光譜

2.3 核磁共振試驗(yàn)結(jié)果與分析

模袋混凝土的T2譜采用CPMG序列測定.圖4為模袋混凝土核磁共振試驗(yàn)結(jié)果.圖4a，b顯示養(yǎng)護(hù)7，28 d時(shí)的雙摻IWSF-FA模袋混凝土T2譜分布為“三峰結(jié)構(gòu)”.圖中左峰橫向弛豫時(shí)間T2最短，信號幅值Sa最高，表明試件的微小孔隙數(shù)量最多；右峰橫向弛豫時(shí)間T2最長，而信號幅值也最低，表明試件內(nèi)部孔隙孔徑最大.圖4a,b顯示模袋混凝土的T2譜信號幅值大小和峰面積均受FA與IWSF的影響.由于FA與IWSF顆粒尺寸較小，具有“填充效應(yīng)”，從微觀尺度上增加了模袋混凝土的密實(shí)度.FA15S4與FA20S0信號幅值顯著減小，且FA15S4的T2譜信號幅值最小，表明FA與IWSF可以改善模袋混凝土的內(nèi)部孔隙數(shù)量及孔隙尺寸.養(yǎng)護(hù)7 d和28 d時(shí)，F(xiàn)A0S0的T2譜分布各峰的弛豫時(shí)間T2未發(fā)生明顯變化，F(xiàn)A20S0的T2譜分布三峰發(fā)生右移，F(xiàn)A15S4的T2譜分布變化最小.3組試件T2譜分布峰面積均增大，增大幅度由大到小依次為FA0S0,FA20S0,FA15S4，主要由中峰、右峰信號幅值增大引起，表明IWSF與FA可抑制模袋混凝土中大孔隙的形成.

圖4 模袋混凝土核磁共振試驗(yàn)結(jié)果

按照吳中偉等[14]對混凝土孔徑大小分類的方法，將模袋混凝土的孔徑大小分為無害孔(孔徑為d≤20 nm)、少害孔(孔徑為20 nm

養(yǎng)護(hù)期間3組多害孔和有害孔數(shù)量均存在減少趨勢，無害孔數(shù)量顯著增多.根據(jù)模袋混凝土紫外吸收光譜，IWSF中活性SiO2分子參與二次水化反應(yīng)生成更致密的C-S-H，可以增加模袋混凝土中無害孔的數(shù)量，減少模袋混凝土多害孔和有害孔數(shù)量.結(jié)合抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，無害孔數(shù)量增加對混凝土的抗壓強(qiáng)度提高存在正態(tài)效應(yīng).圖4c中，養(yǎng)護(hù)7 d和28 d這3組試件孔隙度P0均升高，其中FA0S0孔隙度最高，F(xiàn)A15S4孔隙度最低，研究表明抗壓強(qiáng)度的增加是由孔隙結(jié)構(gòu)與水化產(chǎn)物生成等因素共同作用的結(jié)果.

2.4 熱重(TG)試驗(yàn)

圖5為FA0S0、雙摻IWSF-FA模袋混凝土熱重分析曲線.在升溫至400 ℃時(shí)，質(zhì)量Q下降明顯，此失重階段主要為試件內(nèi)部損失大量的自由水、AFT(鈣礬石，分子式為3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)損失部分結(jié)晶水和C-S-H凝膠分解.根據(jù)胡建偉等[15]的研究，50～120 ℃ AFT失水嚴(yán)重，達(dá)到135 ℃時(shí)AFT失重87.5%.

圖5a顯示70 ℃ 時(shí)FA0S0失重大于雙摻IWSF-FA模袋混凝土，圖5b顯示雙摻IWSF-FA模袋混凝土失重速率Wlr低于FA0S0，表明FA0S0內(nèi)AFT含量高于雙摻IWSF-FA模袋混凝土.溫度T繼續(xù)上升至400 ℃，圖5b顯示FA0S0在此階段的失重速率Wlr呈現(xiàn)逐漸減小狀態(tài)，雙摻IWSF-FA模袋混凝土保持勻速失重狀態(tài)，C3A，C3S等不斷發(fā)生水化反應(yīng)，其中C3A 與石膏發(fā)生作用水化生成AFT，表明在此失重階段FA0S0仍有部分AFT發(fā)生分解，雙摻IWSF-FA有助于水化反應(yīng)，生成結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的C-S-H凝膠.400～500 ℃階段，CH分解生成H2O和CaO，破壞試件中的CH，導(dǎo)致試件失去工作性能.圖5a顯示FA0S0多于雙摻IWSF-FA模袋混凝土，表明FA0S0的CH含量高于雙摻IWSF-FA模袋混凝土，雙摻IWSF-FA有助于改善模袋混凝土水化產(chǎn)物的組成.500～730 ℃時(shí)，CaCO3在此階段分解，失重速率在500 ℃迅速增大，失重速率在溫度增至670 ℃時(shí)出現(xiàn)最大峰值，730 ℃時(shí)CaCO3分解完成.升溫至800 ℃時(shí)，試件失重由大到小依次為FA0S0,FA15S4，表明雙摻IWSF-FA模袋混凝土高溫環(huán)境下穩(wěn)定性優(yōu)于FA0S0.

圖5 模袋混凝土熱重分析曲線

3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模袋混凝土早期抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型

文中基于20組配比5個(gè)齡期的模袋混凝土試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過MATLAB R2018b 軟件建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙摻IWSF-FA模袋混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型.模型采用輸入、輸出、隱含層結(jié)構(gòu)的3層網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練樣本為4個(gè)齡期(3,7,14,21 d)的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)樣本選擇齡期28 d的試驗(yàn)數(shù)據(jù).選擇FA摻量、水泥摻量、IWSF摻量、齡期以及水膠比作為輸入層神經(jīng)元，28 d抗壓強(qiáng)度作為輸出層神經(jīng)元.根據(jù)式(1),(2)[16]，確定本模型的隱含層神經(jīng)元數(shù).

(1)

(2)

式中：s為隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)；n為輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù);m為輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)；k為1～10的常數(shù).根據(jù)式(1)確定s為4，根據(jù)式(2)確定s為3～12，為確保BP網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性，對兩式計(jì)算出的s進(jìn)行逐個(gè)仿真試驗(yàn)，最終確定本模型的隱含層神經(jīng)元數(shù)s=10時(shí)網(wǎng)格相關(guān)系數(shù)R最大.

圖6為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖.圖6a為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)參數(shù)圖.隱含層和輸出層函數(shù)的選擇對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測精度有較大影響，隱含層采用tansig傳遞函數(shù)，默認(rèn)輸出層采用purelin傳遞函數(shù)，訓(xùn)練函數(shù)采用Levenberg-Marquardt，確定訓(xùn)練次數(shù)為2 000次.圖6b顯示經(jīng)訓(xùn)練后網(wǎng)絡(luò)相關(guān)系數(shù)R=0.977，圖中W為隱藏層權(quán)重節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，O為輸出值.圖6c為模袋混凝土抗壓強(qiáng)度Cs的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值與實(shí)測值對比圖.20組試件抗壓強(qiáng)度預(yù)測的最大相對誤差為2.7%.綜合考慮水泥、FA、IWSF等多因素影響模袋混凝土早期抗壓特性，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模袋混凝土早期抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型的相關(guān)系數(shù)R>0.900，精度較高，達(dá)到早期抗壓強(qiáng)度預(yù)測要求.

圖6 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖

4 結(jié) 論

1) 合理的雙摻IWSF-FA可在減小水泥摻量的基礎(chǔ)上提高混凝土的早期抗壓強(qiáng)度，特別FA15S4組3 d和7 d的抗壓強(qiáng)度是FA20S0的2.0倍以上，是FA0S0的1.3倍.選擇混凝土拌合物含量建立模袋混凝土早期抗壓強(qiáng)度的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型具有較高精度，模袋混凝土早期抗壓強(qiáng)度取決于拌合物組成成分和摻加量.內(nèi)蒙古河套灌區(qū)周邊的IWSF和FA可以用來替代部分水泥制作模袋混凝土渠道襯砌.

2) 紫外吸收光譜及熱重等化學(xué)試驗(yàn)揭示了IWSF-FA模袋混凝土早期的化學(xué)反應(yīng)情況及熱穩(wěn)定性.IWSF，F(xiàn)A對混凝土內(nèi)部水化過程產(chǎn)生正態(tài)效應(yīng)，加速C-S-H凝膠體的形成，這是雙摻IWSF-FA模袋混凝土早期抗壓強(qiáng)度提高的重要原因之一.雙摻IWSF-FA模袋混凝土熱力學(xué)性質(zhì)良好，熱穩(wěn)定性優(yōu)于FA0S0.

3) 核磁共振試驗(yàn)表明孔隙結(jié)構(gòu)是影響模袋混凝土抗壓強(qiáng)度的因素之一.IWSF和FA的“填充效應(yīng)”可以顯著改善模袋混凝土的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，F(xiàn)A15S4組的內(nèi)部孔隙最密實(shí)，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，水化反應(yīng)產(chǎn)物主要影響大孔隙的發(fā)育變化.