CN116693240A - 一种高强再生骨料混凝土制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高强再生骨料混凝土制备方法,属于再生骨料混凝土技术领域,该高强再生骨料混凝土制备方法包括对再生骨料进行机械强化;收集所述再生骨料机械强化步骤中产生的伴生石粉;将进行机械强化后的再生骨料作为细骨料,采用天然骨料作为粗骨料,并确定所述细骨料与所述粗骨料之间的配比,即骨料配比;将收集的伴生石粉作为矿物掺合料,确定所述伴生石粉与水泥粉的配比后,将所述伴生石粉掺入所述水泥粉中;得到水泥粉混合物,然后确定所述水泥粉混合物与水的配比,即混凝土浆体配比;本发明能够在提高再生骨料的力学性能的同时解决伴生废粉的资源化利用问题。
Description
技术领域
本发明属于再生骨料混凝土技术领域,具体而言,涉及一种高强再生骨料混凝土制备方法。
背景技术
再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后,按一定比例与级配混合,部分或全部代替砂石等天然集料(主要是粗集料),再加入水泥、水等配制而成的新混凝土;再生混凝土按集料的组合形式可以有以下几种情况:集料全部为再生集料;粗集料为再生集料、细集料为天然砂;粗集料为天然碎石或卵石、细集料为再生集料;再生集料替代部分粗集料或细集料。
由于再生骨料颗粒含有结构疏松的旧水泥砂浆,吸水率大、压碎值高,配制的混凝土抗压强度低,难以配制出C60及以上强度等级的高强混凝土;再生骨料旧水泥砂浆结构疏松,吸水率大、压碎值高,不满足高强混凝土的配制要求,因此再生骨料混凝土只能用于低强度等级的混凝土,不能用于主体结构,严重制约了再生骨料混凝土技术的推广应用。
发明内容
针对再生骨料混凝土力学性能差,不能用于主体结构施工的行业痛点,本发明提出一种机械强化方法和伴生废粉资源化利用方法,能够在提高再生骨料的力学性能的同时解决伴生废粉的资源化利用问题。
本发明是这样实现的:
本发明提供一种高强再生骨料混凝土制备方法,其中,包括:
S1:对再生骨料进行机械强化;
S2:收集所述再生骨料机械强化步骤中产生的伴生石粉;
S3:将进行机械强化后的再生骨料作为细骨料,采用天然骨料作为粗骨料,并确定所述细骨料与所述粗骨料之间的配比,即骨料配比;
S4:将收集的伴生石粉作为矿物掺合料,确定所述伴生石粉与水泥粉的配比后,将所述伴生石粉掺入所述水泥粉中;得到水泥粉混合物,然后确定所述水泥粉混合物与水的配比,即混凝土浆体配比;
S5:根据确定的所述骨料配比混合所述细骨料与所述粗骨料得到骨料集成,以及确定的所述混凝土浆体配比混合所述水泥粉混合物与水制成混凝土浆体,并按照所述混凝土浆体体积百分比占32%~35%的比例将所述混凝土浆体与所述骨料集成混合制成高强再生骨料混凝土。
在上述技术方案的基础上,本发明的一种高强再生骨料混凝土制备方法还可以做如下改进:
其中,所述对再生骨料进行机械强化具体步骤为:
采用颚式破碎机对废弃混凝土进行粗破,并采用孔径大小为5cm的粗过滤筛进行筛选过滤,筛出粒径为5cm以下的废弃混凝土颗粒,未能通过所述粗过滤筛的废弃混凝土颗粒重新加入到所述颚式破碎机中进行破碎;
对粗破后的废弃混凝土颗粒进行清洗除渣;将废弃混凝土中夹杂的轻物质、泥土、钢筋等有害物质去除;
采用反击式破碎机或冲击式破碎机对清洗后的废弃混凝土颗粒进行进一步细破,采用孔径大小为2cm的细过滤筛进行筛选过滤,得到粒径为2cm以下的废弃混凝土颗粒,未能通过所述细过滤筛的废弃混凝土颗粒重新回到所述反击式破碎机或所述冲击式破碎机中重新进行破碎;
将经过细破后的废弃混凝土颗粒加入到制砂机中,进行干法制砂,采用孔径大小为4.75mm的砂过滤筛进行筛选过滤,筛出粒径为4.75mm以下的再生砂,未能经过所述砂过滤筛的废弃混凝土颗粒重新返回所述制砂机中进行制砂。
采用粗破与细破两次破碎,并在进行破碎后过筛,将颗粒大小不满足破碎后要求的混凝土颗粒反复进行破碎,将软弱颗粒破碎剥离,提高再生细骨料强度。
同时再生骨料只生产细骨料,不生产粗骨料,进而保障再生骨料混凝土的力学性能。
进一步的,所述收集所述再生骨料机械强化步骤中产生的伴生石粉的具体步骤为:
采用负压式除尘机将所述采用颚式破碎机对废弃混凝土进行粗破的步骤以及所述采用反击式破碎机或冲击式破碎机对清洗后的废弃混凝土颗粒进行进一步细破的步骤中产生的废粉作为扬程废粉进行收集;
用干式风选机将所述将经过细破后的废弃混凝土颗粒加入到制砂机中,进行干法制砂的步骤中产生的0.075mm以下的废粉作为风选废粉选出收集;将所述扬程废粉以及所述风选废粉一并作为伴生石粉。
进一步的,所述确定所述细骨料与所述粗骨料之间的配比的具体操作步骤为:
用多种孔径的土工筛将一定数量的所述再生砂进行逐一过筛,并记录下每一孔径的网筛中留下的再生砂质量和通过最小网筛的再生砂质量,将记录数据填入表格,并按表格记录的数据以横坐标为粒径,纵坐标为小于或大于某粒径的砂的总质量百分比作为坐标系,绘制出筛分曲线;根据所述筛分曲线优化所述再生砂与所述天然骨料的配比得到最终的再生砂与天然骨料配比。
通过根据抗压强度比数值调整废粉掺量,以保障混凝土浆体的抗压强度和耐久性;
通过筛分曲线优化再生细骨料与天然粗骨料的配比,降低骨料空隙率,提高骨料堆积密度;
进一步的,所述确定所述伴生石粉与水泥粉的配比的具体步骤为:
测试掺入不同含量的所述伴生石粉的混凝土抗压强度比,根据所述抗压强度比的数值调整所述伴生石粉的掺入量,得到所述伴生石粉以及水泥粉之间的配比。
其中抗压强度比的测试方法按《普通混凝土力学性能检验方法标准》(GB/T50081-2002)进行测试。
进一步的,所述确定所述水泥粉混合物与水的配比的具体操作步骤为:根据所述抗压强度比数据和水灰比公式得出伴生石粉以及水泥粉的混合物与水之间的配比。
进一步的,所述对粗破后的废弃混凝土颗粒进行清洗除渣的具体操作步骤为:将粗破后得到的混凝土颗粒放置在清洗槽中进行超声波洗涤,其中所述超声波洗涤条件为:
超声波频率为30-60kHz,清洗时间为3-5min;在进行一次洗涤完成后检查废弃混凝土颗粒表面是否存在泥土等杂质,确保废弃混凝土颗粒表面不存在杂质后,将其自然晾干。
进一步的,所述根据所述筛分曲线优化所述再生砂与所述天然骨料的配比得到最终的再生砂与天然骨料配比的具体操作步骤为:
根据多种筛分曲线制备一定数量的混凝土试件;进行强度测试、坍落度检测等,验证选择的配比的可行性;如果实验结果满足C60及以上强度等级,再根据试验结果满足C60以上强度等级的筛分曲线,选择与其相近的筛分曲线,再次制备一定数量的混凝土试件;进行强度测试、坍落度检测等,验证选择的配比的可行性,最终根据实际情况中对强度、坍落度等性能的要求选择合适的筛分曲线对应的再生砂与天然骨料的配比。
其中坍落度的测试方法按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080)进行测试。
进一步的,所述清洗槽的具体结构包括:槽体、超声波发生器、气泡发生器、支撑架;所述槽体的两端与所述支撑架旋转连接,所述超声波发生器设置在所述槽体的内侧部,所述槽体的底部设置有多根凸条,所述凸条之间设置有多个所述气泡发生器所述支撑架的侧部还设置有用于卡合锁定所述槽体的锁定件。
通过上述设置,清洗槽结构简单,便于实际操作使用,通过将气泡发生器设置在凸条之间,通过凸条对废弃混凝土气动一定的承载支撑作用,对气泡发生器进行保护,提高清洗槽使用寿命。
进一步的,其中水灰比公式为:
W/C≤0.32;
其中W为水的重量,C为伴生石粉以及水泥粉的混合物的重量。
与现有技术相比较,本发明提供的一种高强再生骨料混凝土制备方法的有益效果是:再生骨料只生产细骨料,不生产粗骨料,进而保障再生骨料混凝土的力学性能;可大幅度提升再生骨料的品质,进而提升再生骨料混凝土的力学性能和耐久性,进而推动再生骨料混凝土的大规模应用,一方面可以解决城市更新过程中产生的大量的废弃混凝土堆存处理问题;另一方面可缓解土木工程建设对天然骨料的依赖,减少天然砂的开采,避免河道采砂对生态环境的破坏;破碎过程中的伴生石粉作为矿物掺合料用于水泥混凝土中,取代部分水泥,生产过程中无固体废弃物、无废水排除,同时可解决再生砂含分量高适用性差的行业共性问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的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为一种高强再生骨料混凝土制备方法流程图;
图2为清洗槽外部结构示意图;
图3为清洗槽内部结构示意图;
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、槽体;2、超声波发生器;3、气泡发生器;4、支撑架;41、锁定件。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,是本发明提供的一种高强再生骨料混凝土制备方法的流程图;包括:
S1:对再生骨料进行机械强化;
S2:收集再生骨料机械强化步骤中产生的伴生石粉;
S3:将进行机械强化后的再生骨料作为细骨料,采用天然骨料作为粗骨料,并确定细骨料与粗骨料之间的配比,即骨料配比;
S4:将收集的伴生石粉作为矿物掺合料,确定伴生石粉与水泥粉的配比后,将伴生石粉掺入水泥粉中;得到水泥粉混合物,然后确定水泥粉混合物与水的配比,即混凝土浆体配比;
S5:根据确定的骨料配比混合细骨料与粗骨料得到骨料集成,以及确定的混凝土浆体配比混合水泥粉混合物与水制成混凝土浆体,并按照混凝土浆体体积百分比占32%~35%的比例将混凝土浆体与骨料集成混合制成高强再生骨料混凝土。
其中,在上述技术方案中,对再生骨料进行机械强化具体步骤为:
采用颚式破碎机对废弃混凝土进行粗破,并采用孔径大小为5cm的粗过滤筛进行筛选过滤,筛出粒径为5cm以下的废弃混凝土颗粒,未能通过粗过滤筛的废弃混凝土颗粒重新加入到颚式破碎机中进行破碎;
对粗破后的废弃混凝土颗粒进行清洗除渣;将废弃混凝土中夹杂的轻物质、泥土、钢筋等有害物质去除;
采用反击式破碎机或冲击式破碎机对清洗后的废弃混凝土颗粒进行进一步细破,采用孔径大小为2cm的细过滤筛进行筛选过滤,得到粒径为2cm以下的废弃混凝土颗粒,未能通过细过滤筛的废弃混凝土颗粒重新回到反击式破碎机或冲击式破碎机中重新进行破碎;
将经过细破后的废弃混凝土颗粒加入到制砂机中,进行干法制砂,采用孔径大小为4.75mm的砂过滤筛进行筛选过滤,筛出粒径为4.75mm以下的再生砂,未能经过砂过滤筛的废弃混凝土颗粒重新返回制砂机中进行制砂。
优选破碎效率高、能耗低的颚式破碎机。
进一步的,在上述技术方案中,收集再生骨料机械强化步骤中产生的伴生石粉的具体步骤为:
采用负压式除尘机将采用颚式破碎机对废弃混凝土进行粗破的步骤以及采用反击式破碎机或冲击式破碎机对清洗后的废弃混凝土颗粒进行进一步细破的步骤中产生的废粉作为扬程废粉进行收集;
用干式风选机将经过细破后的废弃混凝土颗粒加入到制砂机中,进行干法制砂的步骤中产生的0.075mm以下的废粉作为风选废粉选出收集;将扬程废粉以及风选废粉一并作为伴生石粉。
进一步的,在上述技术方案中,确定细骨料与粗骨料之间的配比的具体操作步骤为:
用多种孔径的土工筛将一定数量的再生砂进行逐一过筛,并记录下每一孔径的网筛中留下的再生砂质量和通过最小网筛的再生砂质量,将记录数据填入表格,并按表格记录的数据以横坐标为粒径,纵坐标为小于或大于某粒径的砂的总质量百分比作为坐标系,绘制出筛分曲线;根据筛分曲线优化再生砂与天然骨料的配比得到最终的再生砂与天然骨料配比。
进一步的,在上述技术方案中,确定伴生石粉与水泥粉的配比的具体步骤为:
测试掺入不同含量的伴生石粉的混凝土抗压强度比,根据抗压强度比的数值调整伴生石粉的掺入量,得到伴生石粉以及水泥粉之间的配比。
进一步的,在上述技术方案中,确定水泥粉混合物与水的配比的具体操作步骤为:根据抗压强度比数据和水灰比公式得出伴生石粉以及水泥粉的混合物与水之间的配比。
进一步的,在上述技术方案中,对粗破后的废弃混凝土颗粒进行清洗除渣的具体操作步骤为:将粗破后得到的混凝土颗粒放置在清洗槽中进行超声波洗涤,其中超声波洗涤条件为:
超声波频率为30-60kHz,清洗时间为3-5min;在进行一次洗涤完成后检查废弃混凝土颗粒表面是否存在泥土等杂质,确保废弃混凝土颗粒表面不存在杂质后,将其自然晾干。
进一步的,在上述技术方案中,根据筛分曲线优化再生砂与天然骨料的配比得到最终的再生砂与天然骨料配比的具体操作步骤为:
根据多种筛分曲线制备一定数量的混凝土试件;进行强度测试、坍落度检测等,验证选择的配比的可行性;如果实验结果满足C60及以上强度等级,再根据试验结果满足C60以上强度等级的筛分曲线,选择与其相近的筛分曲线,再次制备一定数量的混凝土试件;进行强度测试、坍落度检测等,验证选择的配比的可行性,最终根据实际情况中对强度、坍落度等性能的要求选择合适的筛分曲线对应的再生砂与天然骨料的配比。
如图2-3所示,在上述技术方案中,清洗槽的具体结构包括:槽体1、超声波发生器2、气泡发生器3、支撑架4;槽体1的两端与支撑架4旋转连接,超声波发生器2设置在槽体1的内侧部,槽体1的底部设置有多根凸条,凸条之间设置有多个气泡发生器3支撑架4的侧部还设置有用于卡合锁定槽体1的锁定件41。
使用时,使用者将废弃混凝土置于槽体1内,在槽体1内部注入清洗液,同时还能加入混凝土化学强化剂,然后将超声波发生器2与气泡发生器3通过电连接线与外部电源电连接,并启动超声波发生器2、气泡发生器3,超声波发生器2向槽体1内部输出超声波,超声波通过槽体1内部的液体传播作用在废弃混凝土上,使废弃混凝土产生震动,废弃混凝土与污物松弛,同时气泡发生器3向槽体1内部输出气泡,气泡向上运动,经过废弃混凝土表面,产生的气泡带动槽体1内部的液体流动,液体流动对废弃混凝土上的污物进行清洗,清洗完毕后,使用者取下锁定件41,锁定件41被取下,不与支撑架4卡合,取消对槽体1的固定限位,然后使用者旋转槽体1,槽体1内的废弃混凝土与液体均被倾倒出来,此时使用者通过过滤网或者过滤筛,将槽体1内被清洗的废弃混凝土进行收集,倾倒完成后,将槽体1扶正,并将锁定件41从支撑架4的侧部插入,使锁定件41与支撑架4卡合,此时锁定件41前端与槽体1的底部接触对槽体1进行限位。
进一步的,在上述技术方案中,其中水灰比公式为:
W/C≤0.32;
其中W为水的重量,C为伴生石粉以及水泥粉的混合物的重量。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,包括:
S1:对再生骨料进行机械强化;
S2:收集所述再生骨料机械强化步骤中产生的伴生石粉;
S3:将进行机械强化后的再生骨料作为细骨料,采用天然骨料作为粗骨料,并确定所述细骨料与所述粗骨料之间的配比,即骨料配比;
S4:将收集的伴生石粉作为矿物掺合料,确定所述伴生石粉与水泥粉的配比后,将所述伴生石粉掺入所述水泥粉中;得到水泥粉混合物,然后确定所述水泥粉混合物与水的配比,即混凝土浆体配比;
S5:根据确定的所述骨料配比混合所述细骨料与所述粗骨料得到骨料集成,以及确定的所述混凝土浆体配比混合所述水泥粉混合物与水制成混凝土浆体,并按照所述混凝土浆体体积百分比占32%~35%的比例将所述混凝土浆体与所述骨料集成混合制成高强再生骨料混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述对再生骨料进行机械强化具体步骤为:
采用颚式破碎机对废弃混凝土进行粗破,并采用孔径大小为5cm的粗过滤筛进行筛选过滤,筛出粒径为5cm以下的废弃混凝土颗粒,未能通过所述粗过滤筛的废弃混凝土颗粒重新加入到所述颚式破碎机中进行破碎;
对粗破后的废弃混凝土颗粒进行清洗除渣;将废弃混凝土中夹杂的轻物质、泥土、钢筋等有害物质去除;
采用反击式破碎机或冲击式破碎机对清洗后的废弃混凝土颗粒进行进一步细破,采用孔径大小为2cm的细过滤筛进行筛选过滤,得到粒径为2cm以下的废弃混凝土颗粒,未能通过所述细过滤筛的废弃混凝土颗粒重新回到所述反击式破碎机或所述冲击式破碎机中重新进行破碎;
将经过细破后的废弃混凝土颗粒加入到制砂机中,进行干法制砂,采用孔径大小为4.75mm的砂过滤筛进行筛选过滤,筛出粒径为4.75mm以下的再生砂,未能经过所述砂过滤筛的废弃混凝土颗粒重新返回所述制砂机中进行制砂。
3.根据权利要求2所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述收集所述再生骨料机械强化步骤中产生的伴生石粉的具体步骤为:
采用负压式除尘机将所述采用颚式破碎机对废弃混凝土进行粗破的步骤以及所述采用反击式破碎机或冲击式破碎机对清洗后的废弃混凝土颗粒进行进一步细破的步骤中产生的废粉作为扬程废粉进行收集;
用干式风选机将所述将经过细破后的废弃混凝土颗粒加入到制砂机中,进行干法制砂的步骤中产生的0.075mm以下的废粉作为风选废粉选出收集;将所述扬程废粉以及所述风选废粉一并作为伴生石粉。
4.根据权利要求3所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述确定所述细骨料与所述粗骨料之间的配比的具体操作步骤为:
用多种孔径的土工筛将一定数量的所述再生砂进行逐一过筛,并记录下每一孔径的网筛中留下的再生砂质量和通过最小网筛的再生砂质量,将记录数据填入表格,并按表格记录的数据以横坐标为粒径,纵坐标为小于或大于某粒径的砂的总质量百分比作为坐标系,绘制出筛分曲线;根据所述筛分曲线优化所述再生砂与所述天然骨料的配比得到最终的再生砂与天然骨料配比。
5.根据权利要求4所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述确定所述伴生石粉与水泥粉的配比的具体步骤为:
测试掺入不同含量的所述伴生石粉的混凝土抗压强度比,根据所述抗压强度比的数值调整所述伴生石粉的掺入量,得到所述伴生石粉以及水泥粉之间的配比。
6.根据权利要求5所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述确定所述水泥粉混合物与水的配比的具体操作步骤为:根据所述抗压强度比数据和水灰比公式得出伴生石粉以及水泥粉的混合物与水之间的配比。
7.根据权利要求6所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述对粗破后的废弃混凝土颗粒进行清洗除渣的具体操作步骤为:将粗破后得到的混凝土颗粒放置在清洗槽中进行超声波洗涤,其中所述超声波洗涤条件为:
超声波频率为30-60kHz,清洗时间为3-5min;在进行一次洗涤完成后检查废弃混凝土颗粒表面是否存在泥土等杂质,确保废弃混凝土颗粒表面不存在杂质后,将其自然晾干。
8.根据权利要求7所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述根据所述筛分曲线优化所述再生砂与所述天然骨料的配比得到最终的再生砂与天然骨料配比的具体操作步骤为:
根据多种筛分曲线制备一定数量的混凝土试件;进行强度测试、坍落度检测等,验证选择的配比的可行性;如果实验结果满足C60及以上强度等级,再根据试验结果满足C60以上强度等级的筛分曲线,选择与其相近的筛分曲线,再次制备一定数量的混凝土试件;进行强度测试、坍落度检测等,验证选择的配比的可行性,最终根据实际情况中对强度、坍落度等性能的要求选择合适的筛分曲线对应的再生砂与天然骨料的配比。
9.根据权利要求8所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,所述清洗槽的具体结构包括:槽体(1)、超声波发生器(2)、气泡发生器(3)、支撑架(4);所述槽体(1)的两端与所述支撑架(4)旋转连接,所述超声波发生器(2)设置在所述槽体(1)的内侧部,所述槽体(1)的底部设置有多根凸条,所述凸条之间设置有多个所述气泡发生器(3)所述支撑架(4)的侧部还设置有用于卡合锁定所述槽体(1)的锁定件(41)。
10.根据权利要求9所述的一种高强再生骨料混凝土制备方法,其特征在于,其中水灰比公式为:
W/C≤0.32;
其中W为水的重量,C为伴生石粉以及水泥粉的混合物的重量。
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CN117608188A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-02-27 | 福建南方路面机械股份有限公司 | 基于模糊控制的再生骨料生产方法及装置 |
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