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文档简介

1、一、编制依据、目的及适用范围1.1 编制依据1、铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010;J1155-2011。2、铁路混凝土工程施工技术指南铁建设2010241 号。3、甘青公司下发的有关文件和要求;4、根据本标段桥梁施工设计图说明书等相关设计资料;5、结合我单位大体积混凝土施工控制的类似经验及相关文献资料;1.2 编制目的为确保高墩、大体积桥台混凝土施工质量,防止混凝土裂缝的产生,特编制施工方案以指导施工现场施工管理。1.3 适用范围新建兰新铁路第二双线LXS-2-1 标桥梁高墩及大体积桥台等混凝土结构。二、工程概况本标段施工段落内包含特大桥6 座,大桥 4 座,其中高墩混凝

2、土灌注方量超过 200m3 的共有 107 个,大体积桥台共有 21 个,以上结构都适合于大体积混凝土施工方案。三、施工准备为确保大体积混凝土结构的浇注质量,我们在混凝土施工前, 必须对人、机、料进行周密的安排布置,同时,要确保混凝土浇注的连续性。3.1 人员组织对于混凝土方量大, 浇注时间长, 为防止出现因连续作业施工, 工作人员劳累而造成工作质量下滑的情况, 需要在施工前对人员进行合理的组织安排。 采取以下措施:1、对所有参与施工的人员进行严格技术交底,使其充分掌握具体施工工艺,树立质量第一的意识。2、严格划分人员作业值班表,保证现场每一作业时间段内都有主要施工负责人进行现场管理和技术指导

3、工作,投入足够的一线施工人员。3、细化振捣工的作业范围,签订施工质量责任状。具体施工人员安排见表3-1、表 3-2。表 3-1 投入管理、技术人员表姓 名从事工作职 称毕业时间学历张学生施工负责人高级工程师1999本科王云涛技术负责人工程师2005本科王新泽桥梁工程师工程师2006本科唐 旭桥梁工程师工程师2003本科梁春晗质检工程师助理工程师2006本科董启敏试验工程师工程师2005本科张军伟安全工程师工程师1998本科柴泽民安全工程师工程师2005本科李 凯测量工程师工程师2006本科刘志伟机械工程师工程师1981专科表 3-2 大体积施工人员及劳动力安排计划表班组人数工作内容钢筋工8钢筋

4、的下料、绑扎。混凝土工8混凝土浇筑、震捣、收面。模板工10支架搭设及拆除、模板安拆。测温人员2温度记录及控制。养护工4采用降温措施。试验员2对混凝土质量实时控制。3.2 材料组织根据施工工期及现场施工组织情况, 在混凝土灌注前将所有材料按量运送至现场,并保证有一定的富余。特别是石子,实验室按要求严格控制其含泥量;砂子、水泥、等地材由物资部门提前与生产厂家联系提供保证施工中有充足的供应。3.3 机械设备施工拟采用混凝土输送泵方式。混凝土浇注采用两台混凝土输送天泵(长47m);为保证混凝土灌注连续进行,施工混凝土拌合采用集中拌合。混凝土施工前对拌和站、混凝土输送设备、振动棒、电路进行全面检查,并进

5、行调试,保证其在施工过程中的正常运转,并对易损坏部件提前购置备用件。大体积混凝土施工主要机械见表 3-3。表 3-3 大体积混凝土施工机械一览表型号单位数量备注混凝土搅拌站台31 号拌合站混凝土输送天泵台247m8m3 混凝土输送灌车台25电焊机台14钢筋弯筋机台13钢筋切断机台13高压水泵台2振动棒台133.4 混凝土配合比为降低水化热, 同时满足混凝土耐久性、 泵送的设计要求, 掺加了一定量的粉煤灰和矿渣, 等量取代水泥; 掺入一定量的高效缓凝减水剂 (聚羧酸高效减水剂),改善了混凝土的和易性,减少拌合用水量,降低水胶比,同时推迟了混凝土温度峰值出现的时间,相应的提高了同龄期的容许拉应力。

6、1、优先考虑选用水化热低,初凝时间长的水泥,并控制水泥用量。我标段采用添加粉煤灰和矿粉降低水化热的配比方案。2、粗骨料选用级配良好的碎石,粒径5-31.5mm,含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。3、细骨料:采用中砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于2%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。4、粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性

7、便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利, 因此粉煤灰的掺量控制在36%。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。5、外加剂:掺加减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。6、选定材料后,通过计算和试配,最终选定合理的配合比。在满足设计所规定的强度和满足施工要求的工艺特性的前提下, 减少水泥用量, 从而达到降低水泥水化热的原则。新选定的大体积混凝土配合比还应满足如下要求:大体积混凝土配合比的设计除应符合设计强度等级、 耐久性、抗渗性、 体积稳定性等要求外, 尚应符

8、合大体积混凝土施工工艺特性的要求, 并应符合合理使用材料、降低混凝土绝热温升值的原则。混凝土拌和物在浇筑工作面的坍落度不宜大于160mm。拌和水用量不宜大于170kg/m3。粉煤灰掺量应适当增加,但不宜超过水泥用量的 40%;矿渣粉的掺量 不宜超过水泥用量的 50%,两种掺和料的总量不宜大于混凝土中水泥重量的 50%。水胶比不宜大于0.55。3.5 现场灌注前准备工作1、钢筋施工完毕后,并进行隐蔽工程验收。2、墩台模板采用定型钢模拼装。3、将混凝土施工标高抄测在模板上,并作明显标记,供控制浇筑混凝土浇注高程。4、浇筑混凝土需预埋的测温管及保湿养护使用的土工布等应提前准备好。5、联系好施工用电,

9、调试好混凝土施工设备以保证混凝土供应、振捣及施工照明用。6、管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班,坚守岗位,各负其责,保证混凝土连续浇灌的顺利进行。四、施工工艺和方法高墩及桥台施工首先由测量班对结构尺寸进行放样,然后绑扎钢筋, 绑扎钢筋前设立定位骨架, 逐层安装钢筋、 冷却水管、预埋件及测温装置, 立墩台模板。并经检验合格后, 方可进行混凝土浇注, 混凝土一次浇注完成。 混凝土浇注完成后按照测温方案的要求进行混凝土温度测量并进行记录。4.1 大体积混凝土施工温度控制措施选择合理的浇筑时间根据计算的墩台一次浇注时混凝土相应龄期内部平均温度,第一天内部温度偏低,所以宜选择以一天气温度较

10、低的时间开始施工,也降低了混凝土的入模温度。测温线及散热管布置合理布置测温线及散热管,利用水循环系统,确保混凝土内外温差不超过25(高度大于 2.5m 的墩台布设散热管) 。1、依据承台温度应力场特征,水平安置冷却水管。冷却水管路布置原则: 从中间向两侧分部布置, 水平管间距为120cm,距离四周边缘不大于 110cm;根据桥台的高度和方量不同垂直方向分别布13 层,层间距为 100cm, 底层距边缘和顶层距边缘根据实际情况设置;各层间进、出水管均各自独立,散热管进出水口均露出桥台侧面 20cm。水管接头采用 PVC 弯管连接,在混凝土施工前,水管系统均经过通水试压,仔细检查每一个接头,确保管

11、路不漏水。在混凝土浇筑和钢筋绑扎过程中,不得损坏管路,确保水循环畅通。2、根据温度场的特征结合测温管布置情况,竖向埋设测温感应器,每个墩台按 1/2 对角线布置测温点,测温点间距 200cm,温度采用数显式电子测温仪测温。(见降温循环管路的布置图)3、自混凝土开始灌注时,对测温点编号,记录温度并整理收集。每个测温管在竖直面上共测三个测点 (桥台上表面下50cm、桥台中部偏下 50cm、桥台底部),同时测量混凝土入模温度。4、依据测温记录,如果混凝土内外温差超过25,即对散热管通水降温。若水温比混凝土内部温度温差大于25,则将进水加热,使混凝土内部逐步降温。5、根据测温数据,相应调整水循环的速度

12、及循环水的温度。6、施工注意事项:冷却水管安装时,要与钢筋骨架或支撑桁架固定牢靠。通水时间依据测温结果来定。控制浇注温度(入模温度)若气温在白天过高, 应避免集料因阳光直接照射而温度太高, 在混凝土输送泵水平泵管的整个长度内覆盖草袋, 经常洒水,减少混凝土泵送过程中吸收热量。采用二台泵车同时施工, 加快施工速度。夏季混凝土的入模温度(振捣后 50mm 100mm 深处的温度)不宜高于 28,混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不大于45。冬季混凝土的入模温度不应低于10(根据甘青公司文件要求)。混凝土施工控制在拌和过程中严格控制拌和时间不小于1.5min( 90 秒),确保混凝土均匀,在混凝土

13、灌车将混凝土输送进输送泵以前要不断的转动,确保混凝土均匀一致。在浇注过程中,应及时清除混凝土的泌水,有利于提高混凝土的抗裂性。混凝土的养护养护主要是起到保湿和保温作用, 保温的主要目的是减少混凝土表面的热扩散,降低内外的温度梯度, 防止产生表面裂缝; 保湿的主要目的是防止混凝土表面出现收缩裂缝。混凝土浇注完成后立即覆盖并洒水养护,因四周钢模板散热系数大, 也要用土工布或其它保温材料提前覆盖保温,避免内外温度梯度过大。降温循环管路的布置图(桥台)见附图1。管道平面布置出水口进水口进水口出水口附图 1 桥台降温循环管路的布置图散热管道混凝土温度趋于稳定后,对冷却管道进行注浆。(采用 M35 水泥浆

14、)4.2 钢筋制作及安装墩台钢筋首先对墩台位置进行测量放样, 用墨线弹出承台轮廓线, 然后在其上标出纵横钢筋位置。 墩台钢筋一次绑扎成型, 第一层钢筋网绑扎好以后, 在钢筋网底部放置同标号混凝土垫块, 将底部钢筋垫起, 垫块呈梅花形放置, 间距为 1m 一个。在绑扎上层钢筋时可以满足施工人员走行而不变形。 钢筋网片绑扎要保证钢筋的顺直度,间距、保护层及同一截面焊接接头小于 50%等项目合格后方可进行下一道工序施工。钢筋绑扎完毕后,在混凝土施工完毕后应埋设墩身预留钢筋。预留钢筋时,长短交错布置,保证墩身接头在同一截面数量不大于 50%。墩柱钢筋墩柱钢筋分阶段搭接成型, 施工时在钢筋外侧布置同标号

15、混凝土垫块,保证钢筋保护层厚度;焊接钢筋时保证在同一截面数量不大于25%。4.3 模板施工墩台模板均有有资质的模板厂家集中加工,然后运送至施工现场, 新加工的模板和支架系统由模板设计单位进行强度、刚度 和稳定性验算,并符合规范要求。墩台模板均使用定型大块钢模施工。加固模板采用内拉外撑的方法,拉筋采用 16mm 的钢筋,外露端套丝,用螺栓加固。在拉筋处用蝴蝶卡加带。此外模板四周用钢管连接加固,确保浇筑过程中不变形。模板表面清除干净, 均匀涂刷脱模剂, 模板缝间采用水玻璃填塞, 防止漏浆。模板采用吊车吊装进行拼装, 当模板支立至指定位置后, 将模板进行临时固结,如下图所示。模板拆除顺序和安装顺序逆

16、转。1、模板2、木方3、钢管4、钢管5、蝴蝶卡6、锚固螺母模板安装的加固图大模板防倾覆措施:1)大模板倾覆原因分析大模板斜支撑的主要作用是在模板支拆过程中调节模板的倾斜角度, 使大模板堆放相对稳定。由于斜支撑的地脚螺栓在支撑模板重量、 调节倾角中反复使用,因而是比较重要且易忽视的安全部位。斜支撑的地脚螺栓使用过程中易引发的安全事故表现在模板的倾覆上。 主要原因是施工过程中大模板经多次起吊和落地, 由于未能轻吊轻放, 地脚螺栓中的螺母在多次反复冲击下焊缝开裂。 堆放过程中受外界荷载干扰, 螺母脱落致使大模板倾覆。2)大模板防倾覆和模板堆放措施有斜支撑的大模板应该面对面堆放,自稳角为75 度 80

17、 度;无斜支撑的大模板应在现场搭设脚手架,只要模板不在墙上, 就应该直接放大架子内, 不得靠在其他模板或构件上,以免下脚滑移倾倒。拆除后的大模板, 不得堆放在施工层上。 模板拆装区周围应设置栏杆,并挂有明显标志牌,禁止非作业人员入内。高处作业时大模板安装应有缆绳,风力过大时应停止施工。大模板在使用过程中斜支撑的地脚螺栓最容易受损伤,因而在设计时增加双面护板,延长焊缝;使用时尽量避免着地时冲撞地脚螺栓。4.4 混凝土的浇注混凝土施工采用输送泵配合施工,现场配置 2 台混凝土输送天泵。 混凝土一次浇注完成,分层厚度不大于40cm。混凝土浇注时按每40cm 一层自左向右顺序浇注,保证在下层混凝土初凝

18、前浇注完成上层混凝土。 浇注过程中配备二台插入式振动棒,保证振捣质量。 混凝土停止下沉不再冒气泡,表面平坦泛浆,振捣时间控制在11S16S。振动棒与侧模离开不小于10cm 距离,防止因其振动扰动模板。4.5 混凝土施工应注意事项1、因混凝土方量较大,施工前认真检查拌和设备、输送泵,进行调试,并准备备用设备,保证施工过程连续性。2、施工前认真检查泵管的密闭性。为使输送泵顺利工作,先后用水和砂浆润滑管壁,防止施工过程中堵管。3、大体积混凝土施工前,对施工人员进行技术交底,熟悉施工工序,责任明确。4、混凝土到标高后,专人找平,为防止混凝土表面出现收缩裂缝,用木抹进行二次收浆找平。5、严格控制分层厚度

19、及前后两层浇注距离,应及时移动泵管,出现混凝土堆积后,及时用振动棒配合铁锹将混凝土摊平6、混凝土终凝后及时覆盖土工布养护,防止因养护不到位出现收缩裂缝。7、严格控制预留墩身钢筋的位置,在有悬灌梁的桥墩要注意预留0#块支架施工用预埋件、固定塔吊基础的预埋件。五、混凝土施工过程的温度测量方案5.1 大气、原材料、拌合用水温度、混凝土出机温度测量气温、粗细骨料和拌合用水的温度以及混凝土的出拌合机温度由拌合站试验员采用水银温度计进行测量,并做好记录。5.2 混凝土入模温度混凝土入模前的温度以及模板和钢筋的温度和附近的局部气温由现场试验员现场采用水银温度计进行测量,并做好记录。5.3 拆模及养护期间的温

20、度1、混凝土内部温度、表面温度由现场技术员采用数显式电子测温仪进行测量,并做好相关记录。2、测温点布置混凝土温度采用数显式电子测温仪进行测量,桥墩具体点位布置情况见附图2。附图 2 桥墩具体点位布置情况大体积混凝土圆端型桥墩测温点布置图3、测温频率在混凝土浇筑完毕后的升温和峰值持续阶段,即开始的3 4 天,每隔2 小时测温 1 次;待升温趋于平稳后的降温阶段,每 4 小时测温 1 次。在测量混凝土内部温度的同时,测量外界的环境温度。 根据测点编号顺序, 记录所测温度数据,当测位的混凝土内外温差小于 25并趋于稳定时为止,拟定温测持续时间为 10 天。六、进行各项检算大体积混凝土施工均应进行抗裂

21、计算, 分析温度升降及温度应力和收缩应力分布情况,在施工中采取相应措施, 防止施工后出现裂缝, 应采取特殊的施工工艺。选定混凝土配合比后, 根据施工条件对施工阶段大体积混凝土浇注时的温度进行检算,保证施工方案的正确性。 同时根据计算结果确定各项温度指标和制定详细的温度监测方法、冷却措施和养护措施。七、大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析大体积混凝土产生裂缝的原因和机理是一个比较复杂的问题, 根据大量的工程实践及相关参考资料表明,一般认为主要由温差(包括收缩) 、材料的弹性模量常数、混凝土的极限拉伸强度、混凝土板的厚度、结构的连续长度、混凝土本身的徐变、约束及地基变形等因素。 其中水泥水化热产生较

22、大的温度变化及收缩作用,是导致混凝土出现裂缝的主要原因, 大体积混凝土在浇注后升温阶段由于体积大,聚集在内部的水化热不易散发, 导致混凝土内部温度显著升高, 这样便在混凝土内部产生压应力, 在外表面产生拉应力, 由于刚浇注完时混凝土本身的强度低,有可能产生表面裂缝。 在降温阶段新浇混凝土收缩又受封底约束而不能自由收缩,且浇注前期升温快,弹性模量相对较低,徐变影响大,所以降温产生的拉应力大于升温产生的压应力。 差值过大时将在混凝土内部产生贯通裂缝, 所以用通过合理的控制温差变化是保证不产生裂缝的根本。任何一降温差(水化热温差加上收缩当量温差) 都可以分解为平均降温差及非均匀降温差。 前者产生外约

23、束应力, 是产生贯穿性裂缝的主要原因, 后者引起自约束应力, 主要引起表面裂缝。 因此首先要控制好两个降温差, 减少和避免裂缝的开展。非均匀降温差一般将混凝土的内外温差控制在 25内。在一般情况下,现浇混凝土结构升温阶段出现裂缝的可能性不大。大体积承台混凝土施工温差的理论计算(以 4m 墩承台一次浇注进行开裂计算 )1、混凝土导热系数 =1/P(pcc+ pss+ pgg+ pww)2、混凝土比热C=1/P(pcCc+ psCs+ pgCg+ pwCw)计算 :10.42.21832.83.08243.62.9085.70.65.80.11002.54 wmk10.40.53632.80.74

24、543.60.7085.74.1875.80.7540.89 wc100mk混凝土组成材料水泥砂石水粉煤灰合计重量比( Kg)2507851084136140百分比( %)10.432.845.35.85.8材料导热系数 2.2183.0822.9080.60.12395( w/m. k )比热( kj/kg.k )0.5360.7450.7084.1870.754注:该表为掺加粉煤灰配合比3、水管表面积S=0.042× 3.14×(10.5×6+4)=8.84m24、混凝土绝热温升值TTmaxmc Q25046154.01 cCP0.892395( t )mc

25、Q (1mt)CPeQ:水泥水化热mc:每立方混凝土中水泥用量C:混凝土比热e:混凝土密度取2400(包含减水剂)Tmax:混凝土最大绝热温身值()m:含水泥品种及表面、浇注振捣时与温度有关的经验参数t:龄期5、浇注中以每层管道左右各60cm、上下 0.5m 范围混凝土为最不利位置,当内部混凝土与表面混凝土温差在2025时,混凝土将不会发生开裂。计算当混凝土内外温差相差20时,混凝土需释放的热量Q.。取混凝土入模温度与外界温度相同,有Q=C mt=0.89×11.6×18.2×4.5×2400×( 54.01-20)=69.02MJ=19.22

26、KW·.hC:混凝土比热m:混凝土质量 t:温差在保证温差 20情况下,混凝土需释放的热量Q、时间 t:Q192200.6t1.67h(T max 20 273.15) A2.54 (34.01273.15) 8.84A 为散热管表面积6、用水量计算(拟按水温控制40施工)室外自然温度按 25计,水温偏差按 25计,由能量守恒 Q=C 水 m 水 t=4.187× m 水( 54.01+273.15)=69.02×106KJm 水 =50386Kg可得V 水=51m3C 水:水的比热 4.187 KJ/ Kg· K共 3 层散热管: V 总水 =3

27、15; 51m3=153 m3由以上计算知,最小施工循环用水量为 153m3 可以保证施工需要。施工中水池实际大小为 3× 2× 2=12m3,当水温上升至 40时即需泵水,进需换水 153/12=13 次,可满足施工需要。八、混凝土养护自然养护时,混凝土浇筑完成后应立即进行覆盖,防止表面水分蒸发。暴露面混凝土初凝前,应卷起覆盖物,用抹子搓压表面至少二遍,使之平整后再次覆盖,此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。 混凝土自然养护期间, 应重点加强混凝土的湿度和温度控制,养护龄期应符合铁路混凝土工程施工技术指南的相关规定。1、混凝土养护应包括一定的带模养

28、护时间。混凝土带模养护期间,应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或通蒸汽等措施进行保湿、保温养护。2、混凝土去除表面覆盖物或拆模后,应对混凝土采用覆盖洒水措施进行潮湿养护,也可在混凝土表面处于潮湿状态时,迅速采用麻布、 草帘等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹, 再用塑料布或帆布等将麻布、草帘等保湿材料包覆 (裹)。包覆(裹)期间,包覆(裹)物应完好无损,彼此搭接完整,内表面应具有凝结水珠。有条件地段应尽量延长混凝土的包覆(裹)保湿养护时间。对于墩身等混凝土结构可采用塑料薄膜包裹、墩顶蓄水装置加湿的方式进行养护。3、混凝土采用喷涂养护液养护时,应确保养护液对混凝土结构表面不产生侵蚀、不会造成混凝土表面色差

29、,并应确保不漏喷。4、混凝土拆模后,应及时对新暴露的混凝土表面进行保湿养护。大体积混凝土浇筑完毕后的保湿养护最短时间不低于28d。5、养护期间,养护水温与混凝土表面温度之差不得大于15。6、在曝晒、气温骤降等情况下, 应采取保温措施防止混凝土表面温度受环境因素影响而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表面、表面与环境之间的温差不得超过20 (轨道板、预应力箱梁不得超过15)。大体积混凝土施工前应制定严格的养护方案,控制混凝土内外温差满足设计要求。7、混凝土在冬期或夏期拆模后,若天气产生骤然变化时,应采取适当的保温(冬期)或隔热(夏期)措施,防止混凝土产生过大的温差应力。8、当环境温度低于5时,

30、禁止对混凝土表面进行洒水养护,但应采取保温、保湿养护。9、混凝土养护期间,应对有代表性的结构进行温度监控,定时测定混凝土芯部温度、表面温度以及环境的气温、相对湿度、风速等参数,并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度,严格控制混凝土的内外温差满足要求。九、混凝土施工应急保障措施1、组织和值班制度所有单位工程混凝土施工全部成立组织领导小组,由单位工程负责人任组长,技术主管和施工队负责人任副组长。混凝土施工实行值班制度, 行政干部负责现场的施工组织, 技术干部负责施工过程中的技术和质量控制工作,试验员负责混凝土质量控制。2、设备和施工人员的准备混凝土施工前要作好人员和设备的准备工作。混

31、凝土振捣、拌合站操作手等关键岗位要派经验丰富的人员担任。施工前要对工人进行技术交底和培训。施工前混凝土施工设备要进行检查修理,保证设备是完好正常状态。拌合站、混凝土运输车、振捣器、混凝土输送泵等要有备用设备。同时要准备发电机做为备用电源。十、特殊气候条件下的施工措施1、在炎热季节浇筑大体积混凝土时,宜将混凝土原材料进行遮盖,避免日光曝晒,并用冷却水搅拌混凝土, 或采用冷却骨料、 搅拌时加冰屑等方法降低入仓温度,必要时也可采取在混凝土内埋设冷却管通水冷却。混凝土浇筑后应及时保湿保温养护, 避免模板和混凝土受阳光直射。条件许可时应避开高温时段浇筑混凝土。2、冬期浇筑混凝土,宜采用热水拌和、加热骨料等措施提高混凝土原材料温度,混凝土入模温度不宜低于 5。混凝土

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