CN114057447A - 一种透水混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种透水混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域，包括以下重量份的组分：水10‑20份、硅酸盐水泥40‑60份、纳米微球改性骨料100‑140份、混合集料70‑100份、减水剂0.5‑1份、矿粉20‑40份、有机纤维5‑10份。本发明透水混凝土通过掺入大量多孔且结构疏松的纳米微球改性骨料，提高混凝土的孔隙度，保证混凝土内部的水顺利排出，提高其透水性能，还有一定的提高混凝土强度和抗裂性能，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种透水混凝土及其制备方法。
背景技术
混泥土是一种抗压强度大而抗拉强度强度相对比较低的脆性材料。随着现代建筑技术的发展，对水泥混凝土建筑材料也提出了更高的需求。
透水混凝土是采用单粒级粗骨料作为骨架，水泥净浆包裹在粗骨料颗粒的表面，形成的蜂窝状混凝土材料。作为一种环保、生态型的道路材料，具有透水性，能较快消除道路、广场积水，减轻城市排水负担；能使雨水迅速渗入地下，补充地下水，保持土壤湿度，维护地下水及土壤的生态平衡；在吸热和储热功能方面接近于自然植被所覆盖的地面，调节城市空间的温度和湿度，缓解城市热岛效应；具有吸音作用，可减少环境噪声；空隙能吸附城市污染物(如粉尘)，减少扬尘污染；拥有系列色彩配置，可以根据周围环境需要进行设计图案，具有较强的装饰性，是传统铺装和一般透水砖不能实现的特殊铺装材料。总之，透水混凝土路面是一种保护自然、维护生态平衡、缓解城市热岛效应的优良新技术，有利于生存环境的良性发展。
透水混凝土作为路面铺装材料要求既要有足够的强度，又要有良好的透水性，但其疏松多孔的性质决定了同时获得以上两特定的矛盾性，在实际工程中常出现承载能力差、粗骨料之间粘结力小、抗冻融性能低、易开裂且难修复以及空穴堵塞等问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种透水混凝土及其制备方法，通过掺入大量多孔且结构疏松的纳米微球改性骨料，提高混凝土的孔隙度，保证混凝土内部的水顺利排出，提高其透水性能，还有一定的提高混凝土强度和抗裂性能，具有广阔的应用前景。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种透水混凝土，包括以下重量份的组分：水10-20份、硅酸盐水泥40-60份、纳米微球改性骨料100-140份、混合集料70-100份、减水剂0.5-1份、矿粉20-40份、有机纤维5-10份。
作为本发明的进一步改进，所述纳米微球改性骨料由以下方法制备而成：
S1.花岗岩骨料的预处理：将花岗岩骨料研细，过筛，浸泡在碱液中，取出，洗净，干燥，得到预处理后的花岗岩骨料；
S2.纳米微球改性骨料的制备：将预处理后的花岗岩骨料加入水中，超声分散均匀，然后将氨基硅烷和致孔剂加入水中，搅拌反应，离心洗涤，干燥，得到纳米微球改性骨料。
作为本发明的进一步改进，所述碱为NaOH或KOH，所述碱液浓度为3-5wt％。
作为本发明的进一步改进，所述过筛的筛网目数为200-250目。
作为本发明的进一步改进，所述氨基硅烷选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的复配混合物，质量比为5：(1-4)，优选地，为5：(2-3)。
作为本发明的进一步改进，所述预处理后的花岗岩骨料、氨基硅烷、致孔剂和水的质量比为5：(7-12)：(0.5-1)：15。
作为本发明的进一步改进，所述混合集料为粗集料和细集料的混合物，质量比为5：(2-4)；所述粗集料为石灰岩碎石，所述石灰岩碎石的粒径为10-20mm；所述细集料为天然砂，所述天然砂的粒径为0.1-3mm。
作为本发明的进一步改进，所述有机纤维选自纤维素、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚丙烯短纤维中的至少一种，优选地，所述有机纤维为聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚乙烯醇纤维的混合物，质量比为5：(7-9)。
本发明进一步保护一种上述透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：向搅拌机中投入纳米微球改性骨料和15％的水，搅拌20-30s使骨料表面润湿，加入硅酸盐水泥和减水剂，继续搅拌100-150s后，加入混合集料、矿粉和有机纤维，搅拌50-70s后，将剩余的水全部加入，再搅拌90-120s后，出料，倒入模具中成型，脱模，养护，得到透水混凝土。
本发明具有如下有益效果：本发明将花岗岩骨料经过研细和表面预处理后，得到粒径小的表面有大量羟基的花岗岩细骨料，进一步加入水中，加入氨基硅烷，氨基硅烷不能溶于水，硅烷部分与花岗岩细骨料粘连，在花岗岩细骨料表面形成一层薄膜，硅烷部分在内与花岗岩细骨料粘连，氨基部分在外与水接触。随着反应进行，氨基会发生质子化，提供碱性环境，催化硅烷部分发生溶胶凝胶过程，随着内部硅烷的消耗和致孔剂的存在，逐渐形成了以花岗岩细骨料为球心，表面多孔结构的纳米微球改性骨料，该骨料能明显降低混凝土的坍落度，提高混凝土的孔隙度，还能明显提高胶结界面的强度和耐老化性能，改善混凝土材料的力学性能和耐久性。本发明另外添加的有机纤维能明显提高混凝土的力学性能、增加混凝土强度，有一定的抗裂效果。
本发明另外添加的有机纤维为聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚乙烯醇纤维的混合物，聚丙烯腈基碳纤维具有比重轻、密度小、耐磨、耐疲劳、耐酸碱、吸附性强等优点，在混凝土中起到网状骨架支撑的作用，还可以与矿粉共同传递应力，起到抗裂的效果。聚乙烯醇纤维埋入混凝土中长时间不发霉、不腐烂、不虫蛀，可以为自修复剂提供稳定的网架支撑。两者的添加具有协同增效的作用。
本发明透水混凝土通过掺入大量多孔且结构疏松的纳米微球改性骨料，提高混凝土的孔隙度，保证混凝土内部的水顺利排出，提高其透水性能，还有一定的提高混凝土强度和抗裂性能，具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制得的纳米微球改性骨料的SEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
原料组成(重量份)：水10份、硅酸盐水泥40份、纳米微球改性骨料100份、混合集料70份、萘磺酸盐减水剂0.5份、矿粉20份、有机纤维5份。混合集料为粗集料和细集料的混合物，质量比为5：2；所述粗集料为石灰岩碎石，所述石灰岩碎石的粒径为10-20mm；所述细集料为天然砂，所述天然砂的粒径为0.1-3mm。有机纤维为聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚乙烯醇纤维的混合物，质量比为5：7。
纳米微球改性骨料由以下方法制备而成：
S1.花岗岩骨料的预处理：将花岗岩骨料研细，过200目筛，浸泡在3wt％的NaOH溶液中，取出，洗净，干燥，得到预处理后的花岗岩骨料；
S2.纳米微球改性骨料的制备：将50g预处理后的花岗岩骨料加入水中，超声分散均匀，然后将70g氨基硅烷和0.5g聚乙二醇辛基苯基醚加入150g水中，300r/min搅拌反应，3000r/min离心10min，洗涤，80℃干燥4h，得到纳米微球改性骨料；图1为制得的纳米微球改性骨料的SEM图，由图可知，纳米微球改性骨料表面形成了大量的孔隙，粒径在30-70微米之间。
所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的复配混合物，质量比为5：2。
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：向搅拌机中投入纳米微球改性骨料和15％的水，搅拌20s使骨料表面润湿，加入硅酸盐水泥和萘磺酸盐减水剂，继续搅拌100s后，加入混合集料、矿粉和聚丙烯纤维，搅拌50s后，将剩余的水全部加入，再搅拌90s后，出料，倒入模具中成型，脱模，养护，得到透水混凝土。
实施例2
原料组成(重量份)：水20份、硅酸盐水泥60份、纳米微球改性骨料140份、混合集料100份、木质素磺酸盐减水剂1份、矿粉40份、有机纤维10份。混合集料为粗集料和细集料的混合物，质量比为5：4；所述粗集料为石灰岩碎石，所述石灰岩碎石的粒径为10-20mm；所述细集料为天然砂，所述天然砂的粒径为0.1-3mm。有机纤维为聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚乙烯醇纤维的混合物，质量比为5：9。
纳米微球改性骨料由以下方法制备而成：
S1.花岗岩骨料的预处理：将花岗岩骨料研细，过250目筛，浸泡在5wt％的NaOH溶液中，取出，洗净，干燥，得到预处理后的花岗岩骨料；
S2.纳米微球改性骨料的制备：将50g预处理后的花岗岩骨料加入水中，超声分散均匀，然后将120g氨基硅烷和1g聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯加入150g水中，300r/min搅拌反应，3000r/min离心10min，洗涤，80℃干燥4h，得到纳米微球改性骨料；
所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的复配混合物，质量比为5：3。
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：向搅拌机中投入纳米微球改性骨料和15％的水，搅拌30s使骨料表面润湿，加入硅酸盐水泥和木质素磺酸盐减水剂，继续搅拌150s后，加入混合集料、矿粉和聚丙烯腈纤维，搅拌70s后，将剩余的水全部加入，再搅拌120s后，出料，倒入模具中成型，脱模，养护，得到透水混凝土。
实施例3
原料组成(重量份)：水15份、硅酸盐水泥50份、纳米微球改性骨料120份、混合集料85份、聚羧酸减水剂0.7份、矿粉30份、有机纤维7份。混合集料为粗集料和细集料的混合物，质量比为5：3；所述粗集料为石灰岩碎石，所述石灰岩碎石的粒径为10-20mm；所述细集料为天然砂，所述天然砂的粒径为0.1-3mm。有机纤维为聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚乙烯醇纤维的混合物，质量比为5：8。
纳米微球改性骨料由以下方法制备而成：
S1.花岗岩骨料的预处理：将花岗岩骨料研细，过250目筛，浸泡在4wt％的KOH溶液中，取出，洗净，干燥，得到预处理后的花岗岩骨料；
S2.纳米微球改性骨料的制备：将50g预处理后的花岗岩骨料加入水中，超声分散均匀，然后将100g氨基硅烷和0.7g聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯加入150g水中，300r/min搅拌反应，3000r/min离心10min，洗涤，80℃干燥4h，得到纳米微球改性骨料；
所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的复配混合物，质量比为5：2.5。
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：向搅拌机中投入纳米微球改性骨料和15％的水，搅拌25s使骨料表面润湿，加入硅酸盐水泥和聚羧酸减水剂，继续搅拌125s后，加入混合集料、矿粉和聚乙烯醇纤维，搅拌60s后，将剩余的水全部加入，再搅拌110s后，出料，倒入模具中成型，脱模，养护，得到透水混凝土。
实施例4
与实施例3相比，氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷，其他条件均不改变。
实施例5
与实施例3相比，氨基硅烷为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，其他条件均不改变。
实施例6
与实施例3相比，增强纤维为聚乙烯醇纤维，其他条件均不改变。
实施例7
与实施例3相比，增强纤维为聚丙烯腈纤维基碳纤维，其他条件均不改变。
对比例1
与实施例3相比，由等量花岗岩骨料代替纳米微球改性骨料，其他条件均不改变。
对比例2
与实施例3相比，由等量预处理后的花岗岩骨料代替纳米微球改性骨料，其他条件均不改变。
花岗岩骨料的预处理：将花岗岩骨料研细，过250目筛，浸泡在4wt％的KOH溶液中，取出，洗净，干燥，得到预处理后的花岗岩骨料。
对比例3
与实施例3相比，未添加纳米微球改性骨料，其他条件均不改变。
原料组成(重量份)：水15份、硅酸盐水泥50份、混合集料85份、聚羧酸减水剂0.7份、矿粉30份、有机纤维127份。
对比例4
与实施例3相比，未添加有机纤维，其他条件均不改变。
原料组成(重量份)：水15份、硅酸盐水泥50份、纳米微球改性骨料127份、混合集料85份、聚羧酸减水剂0.7份、矿粉30份。
测试例1
将本发明实施例1-5和对比例1-4制得的透水混凝土进行力学性能测试，结果见表1。
根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测透水混凝土的28d抗压强度(MPa)和28d抗折强度(MPa)。
抗弯拉强度和抗弯拉模量：按照JTGE30-2003《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》进行测试。
表1
测试例2
将本发明实施例1-5和对比例1-4制得的透水混凝土进行透水性能测试，结果见表2。
根据GB/T25993-2010《标准透水水泥混凝土透水系数试验装置说明书》检测透水混凝土的透水系数(mm/s)。
根据GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的泌水试验检测透水混凝土的泌水率(％)。
表2
由上表可知，本发明实施例1-3制得的透水混凝土具有良好的力学性能和透水性能，泌水率低，具有较好的耐久性，制得的混凝土不易开裂，有利于延长混凝土的使用寿命。
实施例4、5和实施例3相比，分别采用单一的γ-氨丙基三甲氧基硅烷或N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，制得的混凝土力学性能下降，透水性能下降，单一的硅烷在形成纳米微球改性骨料时，无法相互影响，从而形成表面孔隙较多且均匀的多孔二氧化硅疏松壳层，因此，γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的添加具有协同增效的作用。
实施例6、7和实施例3相比，有机纤维为单一聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚乙烯醇纤维，力学性能下降，聚丙烯腈基碳纤维具有比重轻、密度小、耐磨、耐疲劳、耐酸碱、吸附性强等优点，在混凝土中起到网状骨架支撑的作用，还可以与矿粉共同传递应力，起到抗裂的效果。聚乙烯醇纤维埋入混凝土中长时间不发霉、不腐烂、不虫蛀，可以为自修复剂提供稳定的网架支撑。两者的添加具有协同增效的作用。
对比例1与实施例3相比，由等量的花岗岩骨料代替纳米微球改性骨料，普通花岗岩骨料与碎石类似，起不到增强混凝土透水性和力学性能的效果。
对比例2与实施例3相比，由等量预处理后的花岗岩骨料代替纳米微球改性骨料，经过碱处理后的花岗岩骨料，表面形成大量的羟基，可提高花岗岩骨料的亲水性，增强其与水泥的粘结作用，从而一定程度上提高混凝土的力学性能和透水性能。
对比例3、4与实施例3相比，分别未添加纳米微球改性骨料或有机纤维，表面多孔结构的纳米微球改性骨料，该骨料能明显降低混凝土的坍落度，提高混凝土的孔隙度，还能明显提高胶结界面的强度和耐老化性能，改善混凝土材料的力学性能和耐久性。本发明另外添加的有机纤维能明显提高混凝土的力学性能、增加混凝土强度，有一定的抗裂效果，因此，有机纤维和纳米微球改性骨料的加入具有协同增效的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种透水混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水10-20份、硅酸盐水泥40-60份、纳米微球改性骨料100-140份、混合集料70-100份、减水剂0.5-1份、矿粉20-40份、有机纤维5-10份。
2.根据权利要求1所述透水混凝土，其特征在于，所述纳米微球改性骨料由以下方法制备而成：
S1.花岗岩骨料的预处理：将花岗岩骨料研细，过筛，浸泡在碱液中，取出，洗净，干燥，得到预处理后的花岗岩骨料；
S2.纳米微球改性骨料的制备：将预处理后的花岗岩骨料加入水中，超声分散均匀，然后将氨基硅烷和致孔剂加入水中，搅拌反应，离心洗涤，干燥，得到纳米微球改性骨料。
3.根据权利要求2所述透水混凝土，其特征在于，所述碱为NaOH或KOH，所述碱液浓度为3-5wt％。
4.根据权利要求2所述透水混凝土，其特征在于，所述过筛的筛网目数为200-250目。
5.根据权利要求2所述透水混凝土，其特征在于，所述氨基硅烷选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求5所述透水混凝土，其特征在于，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的复配混合物，质量比为5：(1-4)，优选地，为5：(2-3)。
7.根据权利要求2所述透水混凝土，其特征在于，所述预处理后的花岗岩骨料、氨基硅烷、致孔剂和水的质量比为5：(7-12)：(0.5-1)：15。
8.根据权利要求1所述透水混凝土，其特征在于，所述混合集料为粗集料和细集料的混合物，质量比为5：(2-4)；所述粗集料为石灰岩碎石，所述石灰岩碎石的粒径为10-20mm；所述细集料为天然砂，所述天然砂的粒径为0.1-3mm。
9.根据权利要求1所述透水混凝土，其特征在于，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂中的至少一种；所述有机纤维选自纤维素、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚丙烯短纤维中的至少一种，优选地，所述有机纤维为聚丙烯腈纤维基碳纤维、聚乙烯醇纤维的混合物，质量比为5：(7-9)。
10.一种如权利要求1-9任一项所述透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向搅拌机中投入纳米微球改性骨料和15％的水，搅拌20-30s使骨料表面润湿，加入硅酸盐水泥和减水剂，继续搅拌100-150s后，加入混合集料、矿粉和有机纤维，搅拌50-70s后，将剩余的水全部加入，再搅拌90-120s后，出料，倒入模具中成型，脱模，养护，得到透水混凝土。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117185724A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-08 | 邯郸市盛建新型建材股份有限公司 | 一种抗开裂混凝土及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8057593B1 (en) * | 2010-11-02 | 2011-11-15 | Oci Company Ltd | Pigment dispersions and black water-reducing agent for cement |
| CN108033717A (zh) * | 2017-11-11 | 2018-05-15 | 深圳市东大洋水泥制品有限公司 | 一种再生混凝土拌合物及其制备方法和应用 |
| CN111393101A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-07-10 | 上海石化安东混凝土有限公司 | 一种透水混凝土及其制备方法 |
| CN113638132A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-12 | 陈建忠 | 一种拒水拒油高强抗菌面料及其制备方法 |
| CN114149221A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-08 | 乌鲁木齐汇聚路面工程有限公司 | 一种透水高强沥青混凝土及其制备方法 |
-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8057593B1 (en) * | 2010-11-02 | 2011-11-15 | Oci Company Ltd | Pigment dispersions and black water-reducing agent for cement |
| CN108033717A (zh) * | 2017-11-11 | 2018-05-15 | 深圳市东大洋水泥制品有限公司 | 一种再生混凝土拌合物及其制备方法和应用 |
| CN111393101A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-07-10 | 上海石化安东混凝土有限公司 | 一种透水混凝土及其制备方法 |
| CN113638132A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-12 | 陈建忠 | 一种拒水拒油高强抗菌面料及其制备方法 |
| CN114149221A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-08 | 乌鲁木齐汇聚路面工程有限公司 | 一种透水高强沥青混凝土及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| （苏）西蒙诺夫，М.З.著: "《多孔骨料混凝土和钢筋混凝土》", 28 February 1965, 中国工业出版社 * |
| 付希尧: "硅烷偶联剂改性骨料对透水混凝土性能的影响", 《混凝土与水泥制品》 * |
| 唐磊等: "《耐高温隔热材料技术》", 31 July 2013, 国防工业出版社 * |
| 张巨松主编: "《混凝土学》", 28 February 2011, 哈尔滨工业大学出版社 * |
| 张巨松等: "《混凝土原材料》", 31 January 2019, 哈尔滨工业大学出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117185724A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-08 | 邯郸市盛建新型建材股份有限公司 | 一种抗开裂混凝土及其制备方法 |
| CN117185724B (zh) * | 2023-09-08 | 2024-03-08 | 邯郸市盛建新型建材股份有限公司 | 一种抗开裂混凝土及其制备方法 |
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