CN116023102A - 一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板及生产工艺，包括复合模板本体，所述复合模板本体由纤维增强水泥基复合材料和树脂基纤维增强复合材料格栅复合而成；本发明可作为海洋工程、高腐蚀环境的混凝土结构的梁、板、柱、剪力墙等构件的永久性模板使用，并大幅度简化了现场施工步骤，减少了人工成本，缩短了工期；由于养护纤维增强水泥基复合材料具有良好的延性、韧性，抗渗性与裂缝控制能力极优，在作为永久模板的同时还起到了保护层的作用，能有效的防止外界有害物质的入侵，使之在海洋工程、水利工程、化工厂、地下室等高腐蚀环境中有着广阔的运用前景。
Description
技术领域
本发明涉及建筑预制模板领域，具体为一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板及生产工艺。
背景技术
当钢筋混凝土结构被应用于海洋工程、水利工程、化工厂、地下室等高腐蚀环境时，耐久性往往难以得到保障。中国是基建大国，国内以钢筋混凝土为主体的结构数量在世界上一直处于绝对支配地位。目前，我国早期建设的基础设施很多己经进入或即将进入老化阶段，在今后十到二十年内可能会出现一个混凝土修补与重建的高峰期，这必然会造成巨大的经济损失。因此，采取相应的措施与方法来保证工程的正常使用寿命和耐久性的需求，确保结构正常工作具有重要的意义。解决结构耐久性不足问题的一个有效方法就是采用纤维增强水泥基复合材料(简称ECC)与树脂基纤维增强复合材料(FRP)格栅复合制成永久模板，来替代传统的混凝土保护层。ECC是将短切聚乙烯醇纤维、水泥、粉煤灰、石英砂、减水剂与水混合搅拌制成的一种纤维增强水泥基复合材料。ECC具有良好的延性、韧性、抗渗性与裂缝控制能力，其极限拉应变能达到1％-1.5％，相当于普通混凝土极限拉应变的100-150倍。当其拉应变达到1％时，最大的裂缝宽度仅为60-70μm，因此ECC在海洋工程施工、水泥基产品研发、既有结构修补增强、市政工程施工等行业都有着广阔的应用前景。李庆华等对高延性水泥基复合材料施加预拉应变，研究其在带裂缝工作状态下的水渗透性能。试验结果表明，UHTCC在裂缝宽度40-70μm的状态下仍然具有较好的抗渗性能，且当平均裂缝宽度为42.45μm时，其相对渗透系数仅为未开裂C30混凝土的10倍左右。FRP格栅是将长纤维束编织成网状后，表面浸渍树脂类材料制成的一种轻质、高强、耐腐蚀的复合材料。FRP材料因其轻质、高强、耐腐蚀的特性而被广泛用于替代混凝土结构中的受拉钢筋，以提高结构的耐久性。很多国家都已经将FRP材料应用于桥梁工程中的桥面板、FRP预应力筋和FRP拉索等，海洋工程中的FRP型材-混凝土组合结构、防裂筋等，岩土工程中的锚杆，交通工程中的边坡加固、纤维混凝土路面等。使用FRP与ECC复合制成永久模板来替代传统的混凝土保护层，在保证结构耐久性的同时，又显著提高了模板在单轴受拉作用下的整体力学性能，提高板材极限承载力和轴向刚度。徐佳琪等开展了高性能水泥基复合材料—预应力CFRP格栅复合加固钢筋混凝土梁受弯性能研究。研究表明，随着加固层中格栅层数及预应力度不同，开裂、屈服和极限荷载的提高幅度可达20％-55％、15％-39％和14％-45％。此外永久模板的应用又能够简化现场施工，缩短工期，降低人力成本，无轮在技术层面还是经济层面，相较于传统模板而言都有着明显的优势。1997年美国犹他州研究人员开始研究关于纤维增强复合材料永久模板在小跨径桥梁中的应用。2007年美国威斯康星州建造了布莱克桥，该桥采用拉挤成型的纤维增强复合材料桥面板模板，主梁为预制混凝土T形梁，间隔2.1m，主粱翼缘间距914mm，模板搁置于T形主粱之间，模板长度取主梁翼缘间距，宽度有305mm和610mm两种尺寸。2014年呼和浩特汽车东枢纽站综合站务楼开始施工，该项目采用GRC永久模板的为外围护及屋面的梁柱钢筋混凝土框架结构构件截面主要为正六边形，一部分呈圆弧状斜向上，另一部分呈下小上大的倒锥型状斜向上，两榀为一组并在正负零位置交叉，基于以上背景，本发明提供了一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板及生产工艺。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板及生产工艺，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板，包括复合模板本体，所述复合模板本体由纤维增强水泥基复合材料和树脂基纤维增强复合材料格栅复合而成。
一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，具体步骤如下：
S1：在反力架上采用锚夹具锚固并张拉树脂基纤维增强复合材料格栅，使其保持水平持荷状态，树脂基纤维增强复合材料格栅下部为平直的台面，树脂基纤维增强复合材料格栅距离台面1/2板厚；
S2：将纤维增强水泥基复合材料均匀摊铺在树脂基纤维增强复合材料格栅上，使用碾压装置在反力架的一端向另一端匀速推进，将纤维增强水泥基复合材料推平、压实，并在表面留下压纹；
S3：养护纤维增强水泥基复合材料至凝结硬化，通过锚夹具放松锚固的树脂基纤维增强复合材料格栅，修剪掉多余的纤维增强水泥基复合材料和树脂基纤维增强复合材料格栅，继续养护至其达到抗拉强度设计值。
作为本发明的一种优选技术方案，所述反力架为矩形框架，所述反力架的内部两端均设有锚夹具，所述反力架一端的锚夹具与反力架焊接相连，所述反力架另一端的锚夹具与反力架上的螺纹杆焊接相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述锚夹具由两块固定板和若干个螺栓构成，所述反力架另一端的锚夹具顶部焊接有连接弯勾。
作为本发明的一种优选技术方案，所述碾压装置由前滚轴、后滚轴、碾压平板和滚轮构成，所述碾压平板的一侧底部通过轴承安装有前滚轴，所述碾压平板的另一侧底部通过轴承安装有后滚轴，所述前滚轴和后滚轴的两端均安装有滚轮。
作为本发明的一种优选技术方案，所述纤维增强水泥基复合材料是将短切聚乙烯醇纤维、水泥、粉煤灰、石英砂、聚羧酸减水剂与水混合搅拌制成的一种纤维增强水泥基复合材料。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水泥为强度等级不低于P.O42.5的普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为1级粉煤灰；所述石英砂粒度为80-120目；所述聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为39μm；所述聚羧酸减水剂减水率为30％；水泥与粉煤灰的质量比为1:3-1:3.5，石英砂与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，水与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，纤维占纤维增强水泥基复合材料总体积的2％，聚羧酸减水剂占胶凝材料质量的0.5％-1％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述复合模板本体与混凝土一体浇筑成型。
作为本发明的一种优选技术方案，所述树脂基纤维增强复合材料格栅可进行多层叠放，但最多不超过3层。
本发明的有益效果是：本发明通过长线台座先对树脂基纤维增强复合材料格栅锚固并张拉，使其保持水平持荷状态，再在树脂基纤维增强复合材料格栅上架设复合板模板，然后将纤维增强水泥基复合材料分层摊铺在树脂基纤维增强复合材料格栅上并进行压实、平整；养护纤维增强水泥基复合材料至凝结硬化，放松树脂基纤维增强复合材料格栅，修剪掉多余的格栅与纤维增强水泥基复合材料，继续养护至其达到抗拉强度设计值，形成合格的产品。
本发明与现有技术相比，解决了构件耐久性不足问题；简化了构件的制作、施工工艺；格栅尺寸和性能灵活多变，可满足不同工程的需求。
本发明可作为海洋工程、高腐蚀环境的混凝土结构的梁、板、柱、剪力墙等构件的永久性模板使用，并大幅度简化了现场施工步骤，减少了人工成本，缩短了工期；由于养护纤维增强水泥基复合材料具有良好的延性、韧性，抗渗性与裂缝控制能力极优，在作为永久模板的同时还起到了保护层的作用，能有效的防止外界有害物质的入侵，使之在海洋工程、水利工程、化工厂、地下室等高腐蚀环境中有着广阔的运用前景；本发明可根据工程需求选取合适的树脂基纤维增强复合材料格栅种类(如碳纤维CFRP、玄武岩纤维BFRP、玻璃纤维GFRP等)及不同的配筋率来调节、改善永久模板的各项性能，在保证结构耐久性的同时，又显著提高了模板在单轴受拉作用下的整体力学性能，提高板材极限承载力和轴向刚度；本发明可由工厂预制，采用特殊的长线台座张拉树脂基纤维增强复合材料格栅与辊压成型工艺，生产效率高，施工现场可通过普通切割机切割调整尺寸，适配工程现场需求。
附图说明
图1为本发明拼接后的整体示意图；
图2为本发明的整体示意图；
图3为本发明的格栅张拉设备示意图；
图4为本发明的碾压装置组成示意图；
图5为本发明碾压装置的后滚轴尺寸简图；
图6为本发明的表面压纹示意图。
图中：复合模板本体1、混凝土2、纤维增强水泥基复合材料3、树脂基纤维增强复合材料格栅4、反力架5、锚夹具6、连接弯勾7、加载螺栓8、碾压装置9、前滚轴91、后滚轴91、碾压平板93、滚轮94。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板，包括复合模板本体1，复合模板本体1由纤维增强水泥基复合材料3和树脂基纤维增强复合材料格栅4复合而成。
请参阅图3-6，一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，具体步骤如下：
S1：在反力架5上采用锚夹具6锚固并张拉树脂基纤维增强复合材料格栅4，使其保持水平持荷状态，树脂基纤维增强复合材料格栅4下部为平直的台面，树脂基纤维增强复合材料格栅4距离台面1/2板厚；
S2：将纤维增强水泥基复合材料3均匀摊铺在树脂基纤维增强复合材料格栅4上，使用碾压装置9在反力架5的一端向另一端匀速推进，将纤维增强水泥基复合材料3推平、压实，并在表面留下压纹；
S3：养护纤维增强水泥基复合材料3至凝结硬化，通过锚夹具6放松锚固的树脂基纤维增强复合材料格栅4，修剪掉多余的纤维增强水泥基复合材料3和树脂基纤维增强复合材料格栅4，继续养护至其达到抗拉强度设计值。
反力架5为矩形框架，反力架5的内部两端均设有锚夹具6，反力架5一端的锚夹具6与反力架5焊接相连，反力架5另一端的锚夹具6与反力架5上的螺纹杆焊接相连；锚夹具6由两块固定板和若干个螺栓构成，反力架5另一端的锚夹具6顶部焊接有连接弯勾7。
碾压装置9由前滚轴91、后滚轴92、碾压平板93和滚轮94构成，碾压平板93的一侧底部通过轴承安装有前滚轴91，碾压平板93的另一侧底部通过轴承安装有后滚轴92，前滚轴91和后滚轴92的两端均安装有滚轮94。
纤维增强水泥基复合材料3是将短切聚乙烯醇纤维、水泥、粉煤灰、石英砂、聚羧酸减水剂与水混合搅拌制成的一种纤维增强水泥基复合材料；水泥为强度等级不低于P.O42.5的普通硅酸盐水泥；粉煤灰为1级粉煤灰；石英砂粒度为80-120目；聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为39μm；聚羧酸减水剂减水率为30％；水泥与粉煤灰的质量比为1:3-1:3.5，石英砂与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，水与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，纤维占纤维增强水泥基复合材料3总体积的2％，聚羧酸减水剂占胶凝材料质量的0.5％-1％。
复合模板本体1与混凝土2一体浇筑成型；树脂基纤维增强复合材料格栅4可进行多层叠放，但最多不超过3层。
工作原理：一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板及生产工艺，将纤维增强水泥基复合材料与树脂基纤维增强复合材料格栅复合制作成板材，既可以作为构件的模板，又可以作为构件的保护层，在简化了现场施工步骤的同时又大大提高了结构的耐久性，使其可广泛应用于海洋工程、水利工程、化工厂、地下室等高腐蚀环境下的混凝土结构；
本发明采用纤维增强水泥基复合材料与树脂基纤维增强复合材料格栅复合制成。纤维增强水泥基复合材料是将短切聚乙烯醇纤维、水泥、粉煤灰、石英砂、减水剂与水混合搅拌制成的一种纤维增强水泥基复合材料。纤维增强水泥基复合材料具有良好的延性、韧性、抗渗性与裂缝控制能力，其极限拉应变可达1％-1.5％，极限抗拉强度可达3.5-4.0MPa，即便达到其极限抗拉强度，裂缝宽度也仅为60-70μm，如此小的裂缝宽度能够有效防止外界有害物质的入侵。使用树脂基纤维增强复合材料格栅增强永久模板，可显著提高模板在单轴受拉作用下的整体力学性能，提高板材的极限承载力和轴向刚度。
在生产本发明产品的过程中需张拉格栅，使其保持水平持荷状态直至包裹格栅的纤维增强水泥基复合材料凝结硬化。此处张拉格栅目的是为了绷紧格栅，消除格栅的弯曲，以便充分发挥出格栅的性能，因此并不需要过高的张拉力。
为了防止在受力时树脂基纤维增强复合材料格栅与纤维增强水泥基复合材料之间产生粘结滑移，在均匀摊铺纤维增强水泥基复合材料时后需使用特制的碾压装置辊压成型，保证纤维增强水泥基复合材料能将格栅包裹紧密。树脂基纤维增强复合材料格栅4需要保证在水平、厚度方向居中布置，可根据实际情况分多层叠放，但最多不超过3层。
本发明产品与混凝土构件一体浇筑成型，因两者均为水泥基材料，二者具有良好的相容性，界面粘结性能优、温度线膨胀系数相同。同时树脂基纤维增强复合材料格栅与纤维增强水泥基复合材料之间有着良好的界面粘结性、相近的线膨胀系数以及相近的极限拉应变，这为格栅与纤维增强水泥基复合材料之间能够协同工作提供了保障。在实际工程中可根据工程需要选用合适材质(如GFRP、CFRP、BFRP等)、网格尺寸的树脂基纤维增强复合材料格栅。
纤维增强水泥基复合材料包括水泥、粉煤灰、石英砂、聚乙烯醇纤维、聚羧酸减水剂和水；所述水泥为强度等级不低于P.O42.5的普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为1级粉煤灰；所述石英砂粒度为80-120目；聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为39μm；所述聚羧酸减水剂减水率为30％；水泥与粉煤灰的质量比为1:3-1:3.5，石英砂与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，水与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，纤维占纤维增强水泥基复合材料总体积的2％，减水剂占胶凝材料质量的0.5％-1％。
该模板可由工厂预制，做成合格的产品，易于控制质量；产品生产过程，在与混凝土结合的面层，通过特制的辊压工艺，形成一定深度的纹路(1-2mm深)，可加强其与后浇混凝土的结合，另一面与光滑的台面接触，形成平滑、光洁、密实的表面，可大幅提高后期结构构件的表面密实度、平整度、美观度，避免结构构件后期的二次粉刷。采用特殊的长线台座张拉树脂基纤维增强复合材料格栅与辊压成型工艺，生产效率高，可使用切割机来调整板的尺寸，适配工程需求。
本发明可先通过切割、裁剪、拼接成完整的模板，再将拌制好的混凝土浇筑到模板中，制作成构件。此时的侧模板会受到混凝土的侧向压力，但不会发生胀模现象。使用本发明制成的梁构件，当承受荷载，底部的受拉钢筋应力达到屈服强度时，ECC-FRP复合永久模板的应变仅为0.5％-0.6％，远远小于其1％的极限应变，故此时构件的表面裂缝宽度均小于60μm。
利用锚夹具6将树脂基纤维增强复合材料格栅加紧(可在两块夹板中间铺垫纤维布来填充格栅与夹板之间的孔隙来增大摩擦力)；参考图3，根据格栅自重产生的均布荷载计算出所需要的张拉力，通过拧紧张拉端的加载螺栓对树脂基纤维增强复合材料格栅4进行张拉，保证格栅处于水平轴心受拉状态；参考图3，在张拉完成的树脂基纤维增强复合材料格栅4上架设模具，将FRP筋固定在模具轴心位置，然后均匀的摊铺纤维增强水泥基复合材料3并使用碾压装置对摊铺好的纤维增强水泥基复合材料3进行辊压，最后在模具上覆盖保鲜膜，等待纤维增强水泥基复合材料3凝结硬化；参考图4、图5，碾压装置9由前滚轴91、后滚轴91、碾压平板93三部分组成。前后滚轴的直径与碾压平板93的厚度相同，碾压平板底至轮底的距离为模板的板厚，后滚轴表面带有多个1-2mm高的条状突起，在对纤维增强水泥基复合材料3进行压实和平整的同时在其表面留下压纹以增强模板与混凝土之间的粘结力；经过24小时后，纤维增强水泥基复合材料3已经凝结硬化，此时可以放松树脂基纤维增强复合材料格栅4，拆除外部模具，继续对复合模板进行养护直至其达到设计抗拉强度；参照图1根据工程需求计算出所需的模板总体积并浇筑成为一整块板，再使用切割机将板切割、拼接成完整的模板；以上工艺可视不同的工程需求进行调整，如树脂基纤维增强复合材料格栅4可分2-3层布置。本发明与构件一体浇筑成型，省去了支模、拆模的过程，简化了现场施工，降低了人工成本，节省了工期。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板，包括复合模板本体(1)，其特征在于：所述复合模板本体(1)由纤维增强水泥基复合材料(3)和树脂基纤维增强复合材料格栅(4)复合而成。
2.一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：具体步骤如下：
S1：在反力架(5)上采用锚夹具(6)锚固并张拉树脂基纤维增强复合材料格栅(4)，使其保持水平持荷状态，树脂基纤维增强复合材料格栅(4)下部为平直的台面，树脂基纤维增强复合材料格栅(4)距离台面1/2板厚；
S2：将纤维增强水泥基复合材料(3)均匀摊铺在树脂基纤维增强复合材料格栅(4)上，使用碾压装置(9)在反力架(5)的一端向另一端匀速推进，将纤维增强水泥基复合材料(3)推平、压实，并在表面留下压纹；
S3：养护纤维增强水泥基复合材料(3)至凝结硬化，通过锚夹具(6)放松锚固的树脂基纤维增强复合材料格栅(4)，修剪掉多余的纤维增强水泥基复合材料(3)和树脂基纤维增强复合材料格栅(4)，继续养护至其达到抗拉强度设计值。
3.根据权利要求2所述的一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：所述反力架(5)为矩形框架，所述反力架(5)的内部两端均设有锚夹具(6)，所述反力架(5)一端的锚夹具(6)与反力架(5)焊接相连，所述反力架(5)另一端的锚夹具(6)与反力架(5)上的螺纹杆焊接相连。
4.根据权利要求2所述的一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：所述锚夹具(6)由两块固定板和若干个螺栓构成，所述反力架(5)另一端的锚夹具(6)顶部焊接有连接弯勾(7)。
5.根据权利要求2所述的一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：所述碾压装置(9)由前滚轴(91)、后滚轴(92)、碾压平板(93)和滚轮(94)构成，所述碾压平板(93)的一侧底部通过轴承安装有前滚轴(91)，所述碾压平板(93)的另一侧底部通过轴承安装有后滚轴(92)，所述前滚轴(91)和后滚轴(92)的两端均安装有滚轮(94)。
6.根据权利要求2所述的一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：所述纤维增强水泥基复合材料(3)是将短切聚乙烯醇纤维、水泥、粉煤灰、石英砂、聚羧酸减水剂与水混合搅拌制成的一种纤维增强水泥基复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：所述水泥为强度等级不低于P.O42.5的普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为1级粉煤灰；所述石英砂粒度为80-120目；所述聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为39μm；所述聚羧酸减水剂减水率为30％；水泥与粉煤灰的质量比为1:3-1:3.5，石英砂与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，水与胶凝材料的质量比为1:3-1:3.5，纤维占纤维增强水泥基复合材料(3)总体积的2％，聚羧酸减水剂占胶凝材料质量的0.5％-1％。
8.根据权利要求2所述的一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：所述复合模板本体(1)与混凝土(2)一体浇筑成型。
9.根据权利要求2所述的一种高耐久性的可用于高腐蚀环境的永久模板的生产工艺，其特征在于：所述树脂基纤维增强复合材料格栅(4)可进行多层叠放，但最多不超过3层。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1736941A (zh) * | 2005-07-12 | 2006-02-22 | 大连理工大学 | 非金属纤维编织网短纤维联合增强水泥基复合材料 |
| CN103266760A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-28 | 浙江大学 | 一种纤维编织网增强水泥基复合材料永久性梁模板及其制作方法 |
| CN111550078A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-08-18 | 福州大学 | 预张拉纤维布加固装置及施工方法 |
| CN115370063A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-22 | 北京市建筑设计研究院有限公司 | 一种基于水泥基预应力纤维复合板材 |
-
2023
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1736941A (zh) * | 2005-07-12 | 2006-02-22 | 大连理工大学 | 非金属纤维编织网短纤维联合增强水泥基复合材料 |
| CN103266760A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-28 | 浙江大学 | 一种纤维编织网增强水泥基复合材料永久性梁模板及其制作方法 |
| CN111550078A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-08-18 | 福州大学 | 预张拉纤维布加固装置及施工方法 |
| CN115370063A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-22 | 北京市建筑设计研究院有限公司 | 一种基于水泥基预应力纤维复合板材 |
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