CN116177942A - 一种耐高温的混凝土制备方法 - Google Patents

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CN116177942A CN202310192574.2A CN202310192574A CN116177942A CN 116177942 A CN116177942 A CN 116177942A CN 202310192574 A CN202310192574 A CN 202310192574A CN 116177942 A CN116177942 A CN 116177942A
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沈乃湾
肖水清
施景湖
谭大旺
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Zhanjiang Penggang Concrete Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种耐高温的混凝土制备方法,属于混凝土技术领域,该耐高温的混凝土制备方法,包括以下步骤:步骤一、对原材料进行抽样检测,随后对部分原材料进行清洗,待用,步骤二、将粉煤灰、矿粉与砂进行初步混合,搅拌后制得第一混合物,步骤三、第一混合物加入碎石进行搅拌,获得第二混合物。该耐高温的混凝土制备方法,可以实现750℃高温下,混凝土稳定的使用寿命,避免产生过度的热膨胀和开裂问题,最大程度保证全寿命内的质量和结构强度,且采用外加剂,可以保证其初凝和终凝的时间,保证在较热的工作日内,依然可以实现稳定的运输,避免产生运输设备内部的凝固,提高运输的高效。

Description

一种耐高温的混凝土制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域,具体为一种耐高温的混凝土制备方法。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,它是由胶凝材料,颗粒状集料(也称为骨料),水,以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护硬化而成的一种人工石材,混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大,同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点,这些特点使其使用范围十分广泛,不仅在各种土木工程中使用,就是造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等,混凝土也是重要的材料。
目前在使用的混凝土,受制于使用环境的限制,耐高温性能不佳,最终导致在后续长期高温条件下,极易造成混凝土过度膨胀,且产生开裂的问题,开裂后,导致的混凝土的结构强度进一步下降,且混凝土在浇筑前,往往因为温度过高,导致的初凝时间较短,存在提前凝固的问题,导致运输的效率较差。
发明内容
本发明提供的发明目的在于提供一种耐高温的混凝土制备方法。通过本发明一种耐高温的混凝土制备方法,该耐高温的混凝土制备方法,可以实现高温下,混凝土稳定的使用寿命,避免产生过度的热膨胀和开裂问题,最大程度保证全寿命内的质量和结构强度,且采用外加剂,可以保证其初凝和终凝的时间,保证在较热的工作日内,依然可以实现稳定的运输,避免产生运输设备内部的凝固,提高运输的高效。
为了实现上述效果,本发明提供如下技术方案:一种耐高温的混凝土制备方法,包括以下步骤:
步骤一、对原材料进行抽样检测,随后对部分原材料进行清洗,待用;
步骤二、将粉煤灰、矿粉与砂进行初步混合,搅拌后制得第一混合物;
步骤三、第一混合物加入碎石进行搅拌,获得第二混合物;
步骤四、随后将第二混合物注入水泥,初步混合制得第三混合物;
步骤五、将水和外加剂注入到第三混合物,随后进行搅拌,制得成品。
进一步的,根据步骤一中的操作步骤,所述原材料包括水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石、水与外加剂,且质量比例为305:40:120:717:1030:170:8.6。
进一步的,所述砂为中砂,所述细度模数为2.5,表观密度为2630kg/m3,堆积密度为1430kg/m3,含泥量为0.8%。
进一步的,所述碎石材质为玄武岩,所述颗粒级配为5-31.5mm,表观密度为2640kg/m3,堆积密度为1440kg/m3,含泥量为0.3%。
进一步的,根据步骤二中的操作步骤,所述第一混合物的搅拌时间控制在1.5分钟每公斤,所述搅拌速率为30转每分钟。
进一步的,根据步骤三中的操作步骤,所述碎石注入第一混合物前,需要进行清洗,含水率低于15%。
进一步的,根据步骤四中的操作步骤,所述第三混合物搅拌时间,按照注入水泥量,0.5分钟每公斤,所述水泥的成分比例为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙与其他成分,其比例为5461:2106:671:1114:648。
进一步的,根据步骤五中的操作步骤,所述成品的初凝时间为351分钟,终凝时间为450分钟。
进一步的,根据步骤五中的操作步骤,所述成品的坍落度为155毫米。
本发明提供了一种耐高温的混凝土制备方法,具备以下有益效果:该耐高温的混凝土制备方法,可以实现高温下,混凝土稳定的使用寿命,避免产生过度的热膨胀和开裂问题,最大程度保证全寿命内的质量和结构强度,且采用外加剂,可以保证其初凝和终凝的时间,保证在较热的工作日内,依然可以实现稳定的运输,避免产生运输设备内部的凝固,提高运输的高效。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案:请参阅图1,一种耐高温的混凝土制备方法,包括以下步骤:
步骤一、对原材料进行抽样检测,随后对部分原材料进行清洗,待用。
步骤二、将粉煤灰、矿粉与砂进行初步混合,搅拌后制得第一混合物。
步骤三、第一混合物加入碎石进行搅拌,获得第二混合物。
步骤四、随后将第二混合物注入水泥,初步混合制得第三混合物。
步骤五、将水和外加剂注入到第三混合物,随后进行搅拌,制得成品。
具体的,根据步骤一中的操作步骤,原材料包括水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石、水与外加剂,且质量比例为305:40:120:717:1030:170:8.6。
具体的,砂为宝钢水渣代替中砂,细度模数为2.5,表观密度为2630kg/m3,堆积密度为1430kg/m3,含泥量为0.8%。
具体的,碎石材质为玄武岩,所述颗粒级配为5-31.5mm,表观密度为2640kg/m3,堆积密度为1440kg/m3,含泥量为0.3%。
具体的,根据步骤二中的操作步骤,第一混合物的搅拌时间控制在1.5分钟每公斤,搅拌速率为30转每分钟。
具体的,根据步骤三中的操作步骤,碎石注入第一混合物前,需要进行清洗,含水率低于15%。
具体的,根据步骤四中的操作步骤,第三混合物搅拌时间,按照注入水泥量,0.5分钟每公斤,水泥的成分比例为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙与其他成分,其比例为5461:2106:671:1114:648。
具体的,根据步骤五中的操作步骤,成品的初凝时间为351分钟,终凝时间为450分钟。
具体的,根据步骤五中的操作步骤,成品的坍落度为155毫米。
实施例的方法进行检测分析,并与现有技术进行对照,物理性能检验得出如下表一数据:
表一:
Figure SMS_1
利用设备,对外加剂进行检测,完成以下项目的测试,获得表二:
表二:
Figure SMS_2
粉煤灰的常规检测,获得表三数据:
表三:
Figure SMS_3
耐热实验报告数据,见表四:
表四:
Figure SMS_4
根据上述表格数据可以得出,当实施实施例时,通过本发明一种耐高温的混凝土制备方法,该耐高温的混凝土制备方法,可以实现高温下,混凝土稳定的使用寿命,避免产生过度的热膨胀和开裂问题,最大程度保证全寿命内的质量和结构强度,且采用外加剂,可以保证其初凝和终凝的时间,保证在较热的工作日内,依然可以实现稳定的运输,避免产生运输设备内部的凝固,提高运输的高效。
实施例1:本发明提供了一种耐高温的混凝土制备方法,包括以下步骤:步骤一、对原材料进行抽样检测,随后对部分原材料进行清洗,待用,原材料包括水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石、水与外加剂,且质量比例为305:40:120:717:1030:170:8.6,粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等,大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;若排入水系会造成河流淤塞,而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害,但粉煤灰可资源化利用,如作为混凝土的掺合料等,粉煤灰的元素组成(质量分数)为:O47.83%,Si11.48%~31.14%,Al6.40%~22.91%,Fe1.90%~18.51%,Ca0.30%~25.10%,K0.22%~3.10%,Mg0.05%~1.92%,Ti0.40%~1.80%,S0.03%~4.75%,Na0.05%~1.40%,P0.00%~0.90%,Cl0.00%~0.12%,其他0.50%~29.12%,粉(mineral powder)是符合工程要求的石粉及其代用品的统称,是将矿石粉碎加工后的产物,是矿石加工冶炼等的第一步骤,也是最重要的步骤之一,矿粉的亲水系数是单位矿粉在同体积水(极性分子)中和同体积煤油(非极性分子)中的膨胀的体积之比值,在公路工程中矿粉的亲水系数<1的矿粉叫碱性矿粉,混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入,占水泥质量5%以下的,能显著改善混凝土性能的化学物质,在混凝土中掺入外加剂,具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点,随着科学技术的不断进步,外加剂已越来越多地得到应用,外加剂已成为混凝土除4种基本组分以外的第5种重要组分,萘系减水剂是我国目前生产量最大,使用最广的高效减水剂(占减水剂用量的70%以上),其特点是减水率较高(15%~25%),不引气,对凝结时间影响小,与水泥适应性相对较好,能与其他各种外加剂复合使用,价格也相对便宜,萘系减水剂常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土,单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快,另外,萘系减水剂与某些水泥适应性还需改善,脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛,憎水基主链为脂肪族烃类,是一种绿色高效减水剂,不污染环境,不损害人体健康,对水泥适用性广,对混凝土增强效果明显,坍落度损失小,低温无硫酸钠结晶现象,广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂,也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用,在不改变各种原材料配比的情况下,添加混凝土高效减水剂,不会改变混凝土强度,同时可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性,使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工,提高施工速度、降低施工能耗,在不改变各种原材料配比(除水)及混凝土的坍落度的情况下,减少水的用量,可以大大提高混凝土的强度,早强和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高60%及20%以上,通过减水,可以实现浇筑C100标号的高强混凝土,在不改变各种原材料配比(除水泥)及混凝土强度的情况下,可以减少水泥的用量,掺加水泥质量0.2%~0.5%的混凝土减水剂,可以节省水泥量的15~30%以上,掺加混凝土高效减水剂,可以提高混凝土的寿命一倍以上,即使建筑物的正常使用寿命延长一倍以上,砂为宝钢水渣代替中砂,所述细度模数为2.5,表观密度为2630kg/m3,堆积密度为1430kg/m3,含泥量为0.8%,碎石材质为玄武岩,所述颗粒级配为5-31.5mm,表观密度为2640kg/m3,堆积密度为1440kg/m3,含泥量为0.3%,步骤二、将粉煤灰、矿粉与砂进行初步混合,搅拌后制得第一混合物,第一混合物的搅拌时间控制在1.5分钟每公斤,搅拌速率为30转每分钟,步骤三、第一混合物加入碎石进行搅拌,获得第二混合物,碎石注入第一混合物前,需要进行清洗,含水率低于15%,步骤四、随后将第二混合物注入水泥,初步混合制得第三混合物,第三混合物搅拌时间,按照注入水泥量,0.5分钟每公斤,水泥的成分比例为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙与其他成分,其比例为5461:2106:671:1114:648,步骤五、将水和外加剂注入到第三混合物,随后进行搅拌,制得成品,成品的初凝时间为351分钟,终凝时间为450分钟,成品的坍落度为155毫米,C3S(硅酸三钙):54.61%,作用:早期抗压、抗折强度都低,28天后期强度高,水泥的强度主要是指硅酸三钙的强度,C2S(硅酸二钙):21.06%,作用:增加后期强度,一、二年以后都在增长,C3S一、二年以后强度增长很小,C3A(铝酸三钙):6.71%,作用:早期放热量最大,强度高,超量放热大收缩大会产生裂纹,天冷时可提高C3A的含量,如果C3A含量偏高,只有加石膏降低其温度,可改善初凝、终凝时间,掺量不能大于5%,掺量超标影响强度。(特重、重交通路面不宜>7%,中轻交通路面不宜>9%),C4AF(铁铝酸四钙);11.14%
作用;主要提高抗折强度,民航规定>15%(特重、重交通路面不宜<15%,中轻交通路面不宜<12%),放热量大依次为:C3A、C4AF、C3S、C2S,其他成分:游离氧化钙:特重、重交通路面不得>1%;中轻交通路面不得>1.5%,氧化镁:特重、重交通路面不得>5%;中轻交通路面不得>6%,三氧化硫:特重、重交通路面不得>3.5%;中轻交通路面不得>4%,碱含量:特重、重交通路面Na2O+0.658K2O≤0.6%,中轻交通路面,怀疑有碱活性集料时≤0.6%;无碱活性集料时≤1%,混合材种类:特重、重交通路面:不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土,有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉,中轻交通路面:不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土,有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉标准稠度需水量:特重、重交通路面:不宜>28%;中轻交通路面:不宜>30%比表面积:特重、重交通路面:宜在300~450m2/Kg;中轻交通路面:宜在300~450m2/Kg初凝时间:特重、重交通路面:不早于1.5小时;中轻交通路面:不早于1.5小时,终凝时间:特重、重交通路面:不早于10小时;中轻交通路面:不早于10小时,温度:散装水泥的夏季出厂温度:南方不宜高于65℃,北方不宜高于55℃,混凝土搅拌时的水泥温度:南方不宜高于60℃,北方不宜高于50℃,且不宜低于10℃。
实施例2:本发明提供了一种耐高温的混凝土制备方法,包括以下步骤:步骤一、对原材料进行抽样检测,随后对部分原材料进行清洗,待用,原材料包括水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石与水,且质量比例为305:40:120:717:1030:170,粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等,大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;若排入水系会造成河流淤塞,而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害,但粉煤灰可资源化利用,如作为混凝土的掺合料等,粉煤灰的元素组成(质量分数)为:O47.83%,Si11.48%~31.14%,Al6.40%~22.91%,Fe1.90%~18.51%,Ca0.30%~25.10%,K0.22%~3.10%,Mg0.05%~1.92%,Ti0.40%~1.80%,S0.03%~4.75%,Na0.05%~1.40%,P0.00%~0.90%,Cl0.00%~0.12%,其他0.50%~29.12%,粉(mineral powder)是符合工程要求的石粉及其代用品的统称,是将矿石粉碎加工后的产物,是矿石加工冶炼等的第一步骤,也是最重要的步骤之一,矿粉的亲水系数是单位矿粉在同体积水(极性分子)中和同体积煤油(非极性分子)中的膨胀的体积之比值,在公路工程中矿粉的亲水系数<1的矿粉叫碱性矿粉,混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入,占水泥质量5%以下的,能显著改善混凝土性能的化学物质,在混凝土中掺入外加剂,具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点,随着科学技术的不断进步,外加剂已越来越多地得到应用,外加剂已成为混凝土除4种基本组分以外的第5种重要组分,萘系减水剂是我国目前生产量最大,使用最广的高效减水剂(占减水剂用量的70%以上),其特点是减水率较高(15%~25%),不引气,对凝结时间影响小,与水泥适应性相对较好,能与其他各种外加剂复合使用,价格也相对便宜,萘系减水剂常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土,单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快,另外,萘系减水剂与某些水泥适应性还需改善,脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛,憎水基主链为脂肪族烃类,是一种绿色高效减水剂,不污染环境,不损害人体健康,对水泥适用性广,对混凝土增强效果明显,坍落度损失小,低温无硫酸钠结晶现象,广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂,也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用,在不改变各种原材料配比的情况下,添加混凝土高效减水剂,不会改变混凝土强度,同时可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性,使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工,提高施工速度、降低施工能耗,在不改变各种原材料配比(除水)及混凝土的坍落度的情况下,减少水的用量,可以大大提高混凝土的强度,早强和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高60%及20%以上,通过减水,可以实现浇筑C100标号的高强混凝土,在不改变各种原材料配比(除水泥)及混凝土强度的情况下,可以减少水泥的用量,掺加水泥质量0.2%~0.5%的混凝土减水剂,可以节省水泥量的15~30%以上,掺加混凝土高效减水剂,可以提高混凝土的寿命一倍以上,即使建筑物的正常使用寿命延长一倍以上,砂为宝钢水渣代替中砂,所述细度模数为2.5,表观密度为2630kg/m3,堆积密度为1430kg/m3,含泥量为0.8%,碎石材质为玄武岩,所述颗粒级配为5-31.5mm,表观密度为2640kg/m3,堆积密度为1440kg/m3,含泥量为0.3%,步骤二、将粉煤灰、矿粉与砂进行初步混合,搅拌后制得第一混合物,第一混合物的搅拌时间控制在1.5分钟每公斤,搅拌速率为30转每分钟,步骤三、第一混合物加入碎石进行搅拌,获得第二混合物,碎石注入第一混合物前,需要进行清洗,含水率低于15%,步骤四、随后将第二混合物注入水泥,初步混合制得第三混合物,第三混合物搅拌时间,按照注入水泥量,0.5分钟每公斤,水泥的成分比例为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙与其他成分,其比例为5461:2106:671:1114:648,步骤五、将水和外加剂注入到第三混合物,随后进行搅拌,制得成品,成品的初凝时间为351分钟,终凝时间为450分钟,成品的坍落度为155毫米,C3S(硅酸三钙):54.61%,作用:早期抗压、抗折强度都低,28天后期强度高,水泥的强度主要是指硅酸三钙的强度,C2S(硅酸二钙):21.06%,作用:增加后期强度,一、二年以后都在增长,C3S一、二年以后强度增长很小,C3A(铝酸三钙):6.71%,作用:早期放热量最大,强度高,超量放热大收缩大会产生裂纹,天冷时可提高C3A的含量,如果C3A含量偏高,只有加石膏降低其温度,可改善初凝、终凝时间,掺量不能大于5%,掺量超标影响强度。(特重、重交通路面不宜>7%,中轻交通路面不宜>9%),C4AF(铁铝酸四钙);11.14%
作用;主要提高抗折强度,民航规定>15%(特重、重交通路面不宜<15%,中轻交通路面不宜<12%),放热量大依次为:C3A、C4AF、C3S、C2S,其他成分:游离氧化钙:特重、重交通路面不得>1%;中轻交通路面不得>1.5%,氧化镁:特重、重交通路面不得>5%;中轻交通路面不得>6%,三氧化硫:特重、重交通路面不得>3.5%;中轻交通路面不得>4%,碱含量:特重、重交通路面Na2O+0.658K2O≤0.6%,中轻交通路面,怀疑有碱活性集料时≤0.6%;无碱活性集料时≤1%,混合材种类:特重、重交通路面:不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土,有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉,中轻交通路面:不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土,有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉标准稠度需水量:特重、重交通路面:不宜>28%;中轻交通路面:不宜>30%
比表面积:特重、重交通路面:宜在300~450m2/Kg;中轻交通路面:宜在300~450m2/Kg初凝时间:特重、重交通路面:不早于1.5小时;中轻交通路面:不早于1.5小时,终凝时间:特重、重交通路面:不早于10小时;中轻交通路面:不早于10小时,温度:散装水泥的夏季出厂温度:南方不宜高于65℃,北方不宜高于55℃,混凝土搅拌时的水泥温度:南方不宜高于60℃,北方不宜高于50℃,且不宜低于10℃。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、对原材料进行抽样检测,随后对部分原材料进行清洗,待用;
S2、将粉煤灰、矿粉与砂进行初步混合,搅拌后制得第一混合物;
S3、第一混合物加入碎石进行搅拌,获得第二混合物;
S4、随后将第二混合物注入水泥,初步混合制得第三混合物;
S5、将水和外加剂注入到第三混合物,随后进行搅拌,制得成品。
2.据权利要求1所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:根据S1中的操作步骤,所述原材料包括水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石、水与外加剂,且质量比例为305:40:120:717:1030:170:8.6。
3.据权利要求2所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:所述砂为宝钢水渣代替中砂,所述细度模数为2.5,表观密度为2630kg/m3,堆积密度为1430kg/m3,含泥量为0.8%。
4.据权利要求3所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:所述碎石材质为玄武岩,所述颗粒级配为5-31.5mm,表观密度为2640kg/m3,堆积密度为1440kg/m3,含泥量为0.3%。
5.据权利要求1所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:根据S2中的操作步骤,所述第一混合物的搅拌时间控制在1.5分钟每公斤,所述搅拌速率为30转每分钟。
6.据权利要求1所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:根据S3中的操作步骤,所述碎石注入第一混合物前,需要进行清洗,含水率低于15%。
7.据权利要求1所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:根据S4中的操作步骤,所述第三混合物搅拌时间,按照注入水泥量,0.5分钟每公斤,所述水泥的成分比例为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙与其他成分,其比例为5461:2106:671:1114:648。
8.据权利要求1所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:根据S5中的操作步骤,所述成品的初凝时间为351分钟,终凝时间为450分钟。
9.据权利要求1所述的一种耐高温的混凝土制备方法,其特征在于,包括以下步骤:根据S5中的操作步骤,所述成品的坍落度为155毫米。
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