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文档简介

水电站工程混凝土部分配合比及原材料中间试验报告 4 4 5 6 6 6 7 9 4.1新拌常态混凝土性能试验 4.2混凝土力学性能试验结果 族自治县(右岸)的界河李仙江河段上,是李仙江干级电站。李仙江属红河水系,阿墨江为李仙江第一大六丘田附近注入李仙江,李仙江干流阿墨江汇口以上经玉溪、元江、墨江~泗南江乡~坝址,其中昆明至xx水电站大坝工程混凝土总量约92万m3,主体工程施工时段为2004年大坝混凝土配合比试验由xx项目部试验室承担。xx项目部试验室是由葛洲坝集团第五工程有限公司委托,国家计量认证CMA[(2003)量认(鄂)字现场试验室主要进行混凝土拌和物性能、力学性能、抗渗性能等试验,以本次中间报告只提交常态C9020、常态C9025(含二级配和三级配)、常态表1-1常态混凝土配合比设计技术墙三三二C20C25C20C300表1-2碾压混凝土材料分区及其主要性能要求三二>2400>2400C2085×1095×10f'CMpa)4、《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB202.原材料选择为了尽快确定混凝土原材料所用的水泥、骨料、双掺料和外加剂,以保证术规范对水泥、骨料和外加剂进行了选择试验,确定了配合比所使用的水泥、骨料和外加剂,试验按照《水工混凝土施工规范》(SDJ207-82)、《水工混凝土试验规程》(SD105-82)、《混凝土外加剂》(GB8076-97)及标书等技术要求规范进行试验。现将水泥、骨料、外加剂选填充其空隙,在新拌混凝土拌和物中,水泥浆体。因此,在应用水泥时,应了解水泥的性能质量水泥的凝结时间、安定性、细度和强度按水泥标准GB200-89、GB175-92进行检验。分别进行了物理力学性能、水化热及化学分析试验,试验结果见表表2-1水泥物理力学性能及水化热试验结果水泥品种标号细度标稠初凝h:min终凝h:min安定性抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)水化热28d28d景谷泰裕P.042.54.825.32:052:23合格4.6/8.122.4/53.6送检送检普洱天壁P.042.55.226.42:062:49合格4.3/7.520.0/48.7送检送检表2-2水泥化学分析水泥品种及标号不溶物烧失量MgOSO3比表面积(m2/kg)景谷泰裕P.042.50.0352.00.055320.4普洱天壁P.042.50.030.053325.0从表2-1、2-2的试验结果来看,景谷泰裕建材有限责任公司景谷泰裕水泥厂:42.5级普通水泥硅酸盐水泥和普洱天壁水泥厂:42.5级普通水泥硅酸盐水根据xx水电站招标文件技术条款的要求。本工程采用TS掺料,该掺合料能使坝体实际出现的最高温度不超过坝体设计允许最高温度,降低混凝土浇筑2.2.1双掺料品质试验双掺料选择新平县仙福钢铁集团有限公司水淬铁矿渣粉和景谷泰裕水泥石灰岩粉(水淬铁矿渣粉:石灰岩粉=50:50)。对双掺料进行了送检试验,双掺料品质试验结果见表2-3。表2-3双掺料品质试验结果检测项目密度(kg/m3)细度含水率需水量比含水率备注技术指标>2800≤15.0≤1.0>350昆明理工实测值28350.5596.8454.2大检测GB/T1345—1991;GB/T8074—1987,的要求。2.2.2掺双掺料水泥净浆物理性能试验在普洱天壁42.5级普通硅酸盐水泥中,掺入双掺料掺量分别为0、20%、30%。表2-4掺双掺料水泥净浆物理性能试验结果水泥双掺料标准稠度(%)凝结时间(h:min)安定(雷氏法)名称掺量(%)初凝终凝普洱天壁P.042.5双掺料(50:50)024.63:06合格2023.92:52合格3023.22:48合格2.2.3掺双掺料水泥胶砂强度平行试验为了进一步对双掺料掺入混凝土中的使用效果进行比较,又进行了掺双掺料水泥胶砂强度平行试验。试验条件:水胶比0.50,水泥为景谷泰裕42.5级普通硅酸盐水泥,双掺料掺量分别为0、20%、30%、40%、50%、60%。掺双掺料水泥胶砂强度平行试验共进行了六次,结果见表2-5。对掺合料掺量0、20%、30%、40%、50%、60%的胶砂抗压强度进行回归判断,相关显著回归方程列于表2—6。表2-6掺双掺料水泥胶砂抗压强度平行试验结果试验标准水泥掺合料抗压强度(Mpa)抗压强度比(%)名称掺量28d28dGB/T177—1985普洱天壁P.042.5(石灰岩粉:铁矿渣粉=50:50)021.548.741.591.685.233.474.968.64026.651.154.620.048.441.1608.338.627.9表2-7掺合料掺量与胶砂强度回归分析水泥掺合料回归方程相关系数(r)标准差(Mpa)普洱天壁P.042.5石灰岩粉:铁矿渣粉=50:50R3=22.757(1-0.0101F)0.98111.12R28=50.843(1-0.0119F)0.99201.87本工程采用三江砂石料系统生产的人工骨料,在本次试验中所用的骨料均细骨料的品质检验包括:砂中的有害杂质检验、砂的粗细程度及颗粒级配及砂的物理性质检验。混凝土用砂要求质地坚硬、清洁,有害杂质含量不超过一定限量,细度适中,颗粒级配良好。在相同水泥用量情况下,若砂子过粗,则拌制出的混凝土粘聚性较差,容易产生离析、泌水现象;若砂子过细,砂的总表面积增大,虽拌制出的混凝土粘聚性较好,不易产生离析、泌水现象,但需要包围砂子表面的水泥浆较多,因而耗费水泥。因此,拌制混凝土用砂,不 05060705 05060705筛孔尺寸(cm)筛余量(g)分计筛余累计筛余12平均5000002.59920.735.50.63839855.00.31524.879.80.166491.5<0.164342438.5表2-9砂品质检验结果项目细度模数石粉含量吸水率堆积密度表观密度有机物含量人工砂2.778.52650浅于标准色规范要求2.2-2.86-18//≥2500浅于标准色由表2-8、2-9得出人工砂细度模数符合要求;石粉含量较小,不利于改善混凝土和易性,在碾压混凝土的试配中,为了使石粉含量在15%~22%之间,粗骨料为鄂式破碎机加工而成,按粒径分级为小石、中石、大石。质量检表2-10粗骨料粒径吸水率表观密度堆积密度密度针片状骨料碱活性坚固性有机物含量5~200.632680合格(见附表)合格(见附表)浅于标准色20~400.4227003.8浅于标准色40~800.382700/浅于标准色规范要求≥2550//浅于标准色粗骨料应具有良好的颗粒级配,以减少孔隙率,增强密实性,从而既保证混凝土拌和物的和易性及混凝土的强度和耐久性,又可节约胶凝材料用量。骨料级配选择试验按照不同的比例配合均匀后测定其密度,从中选出密度较大、空隙较小、骨料总表面积较小的骨料级配进行混凝土和易性试验,选择在水泥用量相同的条件下,混凝土坍落度较大、和易性较好并能满足要求的骨料表2-11最大粒径序号小石(5mm—20mm)(20mm—40mm)大石(40mm—80mm)堆积密度(kg/m3)空隙率(%)最优密度级配选定松散松散40二级配14060/39.428.12/39.528.8345/39.428.0△常态和碾压砼80三级配14038.327.0△常态砼24038.026.7△碾压砼34038.927.3土选用小石:中石=45:55,三级配的常态混凝土选用小石:中石:大选定的两家外加剂GK—4和YHN高效缓凝减水剂以及GK—9引气剂的拌和物的水采用李仙江的饮用水,水质分析试验已委托云南勘测设计院3.常态混凝土配合比设计常态混凝土的配合比要求满足混凝土主要设计指标、混凝土施工强度保证率、均质性指标和施工和易性。在进行配合比设计时,应使混凝土配置强度有R配=R标/(1-t×Cv)评定指标常态混凝土碾压混凝土C20C25C15C20CV0.180.180.200.18P根据技术要求,常态混凝土在原材料、水胶比、双掺料掺量、含气量及坍(2)混凝土配合比设计参数配合比设计采用容重法,配合比设计参考《土施工技术要求》配合比试验(研究)报告所提出的混凝土施工配合比参数,通过对不同水胶比、双掺料掺量、外加剂品种情况的混凝土拌和物的特性试验,研究了水胶比与混凝土抗压强度的线性关系、双掺料不同掺量对混凝土强度的影响以及不同龄期混凝土强度的发展系数,为混凝土配合比设计提供了按标书要求,试验对含最大骨料为80mm、40mm的不同标号的大体积混凝土,提供龄期分别为7d、28d的水胶比与混凝土抗压强度关系曲线,每条曲线至少3个试验点,每一试验点的数据应由3个试件以上试验结果得到。对于混根据混凝土标号及主要设计指标,按照配合比设计参数,水胶比与混凝土抗压强度关系试验内容详见表3-3。水胶比选用0.45,0.50,0.55,水泥品种为普洱天壁P.042.5水泥,双掺料为石灰岩粉:铁矿渣粉=50:50,骨料为三江砂石料厂人工碎石。控制坍落度4-7cm,减水剂为GK—4、引气剂为GK—9,混凝土含气量控制在3.0~4.5%。水胶比与混凝土抗压强度关系试验内容见表3-2,水胶比与混凝土抗压强度关系试验配合比见表3-3、3-4、3-5、3-6,掺量与混凝土抗压强度关系试验配合比见表3-7、3-8、3-9、3-10、3-11、3-12、表3-2水胶比与水胶比骨料级配双掺料掺量外加剂水泥品种标号试验编号设计强度0.55二/GK—4GK—9普洱天壁P.042.5A1-1~A1-3C90250.55二GK—4GK—9普洱天壁P.042.5A1-4~A1-6C90250.55二GK—4GK—9普洱天壁P.042.5A1-7~A1-9C90250.55三/GK—4GK—9普洱天壁P.042.5A2-1~A2-3A2-4~A2-6A2-7~A2-9C9020C9025C28200.55三GK—4GK—9普洱天壁P.042.5A2-10~A2-12A2-13~A2-15A2-16~A2-18C9020C9025C28200.55三GK—4GK—9普洱天壁P.042.5A2-19~A2-21A2-22~A2-24A2-25~A2-27C9020C9025C2820表3-3二级配水胶比与混凝土抗压强度试验配合比试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A1-1Ⅱ0.454-7/0.70.003271/271A1-2Ⅱ0.504-7/0.70.003244/224A1-3Ⅱ0.554-7/0.70.003222/222试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-1Ⅲ0.454-7/0.70.004244/244A2-2Ⅲ0.504-7/0.70.004220/220A2-3Ⅲ0.554-7/0.70.004200/200表3-5三级配水胶比与混凝土抗压强度试验配合比试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-4Ⅲ0.454-7/0.70.004233/233A2-5Ⅲ0.504-7/0.70.004210/210A2-6Ⅲ0.554-7/0.70.004/表3-6三级配水胶比与混凝土抗压强度试验配合比试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-7Ⅲ0.454-7/0.70.004240/240A2-8Ⅲ0.504-7/0.70.004216/216A2-9Ⅲ0.554-7/0.70.004/试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A1-4Ⅱ0.454-70.70.003230.340.7271A1-5Ⅱ0.504-70.70.003207.436.6244A1-6Ⅱ0.554-70.70.003188.533.3221.8试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-10Ⅲ0.454-70.70.004207.736.7244.4A2-11Ⅲ0.504-70.70.004220A2-12Ⅲ0.554-70.70.004200试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-13Ⅲ0.454-70.70.004207.736.7233.3A2-14Ⅲ0.504-70.70.004178.531.5210A2-15Ⅲ0.554-70.70.004162.328.6190.9试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-16Ⅲ0.454-70.70.004204240A2-17Ⅲ0.504-70.70.004183.632.4216A2-18Ⅲ0.554-70.70.004166.929.5196.4试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A1-7Ⅱ0.454-70.70.003203.367.8271.1A1-8Ⅱ0.504-70.70.00361244A1-9Ⅱ0.554-70.70.003166.355.5221.8试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-19Ⅲ0.454-70.70.004183.361.1244.4A2-20Ⅲ0.504-70.70.004220A2-21Ⅲ0.554-70.70.004200表3-13掺25%双掺料水胶比与混凝土抗压强度试验配合比试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-22Ⅲ0.454-70.70.00458.3233.3A2-23Ⅲ0.504-70.70.004157.552.5210A2-24Ⅲ0.554-70.70.004143.247.7190.9试验编号骨料级配水胶比坍落度双掺料砂率用水量外加剂胶凝材用量胶凝材总量水泥GK—4GK—9水泥双掺料A2-25Ⅲ0.454-70.70.00460240A2-26Ⅲ0.504-70.70.004216A2-27Ⅲ0.554-70.70.004147.349.1196.4上述结果说明,随双掺料掺量的增加,混凝土的用水量减小,对温控极为回归方程是处理试验数据的一种常用方法,在用水量一定的情况下,混凝土强度和胶水比成直线关系,水胶比与混凝土抗压强度的一元线性回归方程公根据一元线性回归方程可以较精确的推断混凝土强度与双掺料掺量的关系,根据设计要求选择相应于保证强度的掺量。不同双掺料掺量水胶比与混凝土抗压强度的一元线性回归方程列于表3-15、3-16、3-17、3-18,关系曲线见砼类型骨料级配水胶比掺量抗压强度(Mpa)7d28dC9025二0.5不掺双掺料22.333.2掺15%双掺料20.329.6掺25%双掺料27.6一元线性回归方程Y=22.4-0.165xY=33.1-0.225x相关系数r0.990r0.999砼类型骨料级配水胶比掺量抗压强度(Mpa)7d28dC9020三0.55不掺双掺料21.130.4掺15%双掺料27.2掺25%双掺料24.6一元线性回归方程Y=21.2-0.200xY=30.5-0.23x相关系数r0.995r0.998砼类型骨料级配水胶比掺量抗压强度(Mpa)7d28dC9025三0.5不掺双掺料25.232.7掺15%双掺料22.429.8掺25%双掺料20.228.8一元线性回归方程Y=25.3-0.198xY=32.6-0.159x相关系数r0.999r0.987表3-18双掺料掺量与混凝土强度的关系砼类型骨料级配水胶比掺量抗压强度(Mpa)7d28dC2820三0.5不掺双掺料28.835.5掺15%双掺料24.733.3掺25%双掺料21.130.9一元线性回归方程Y=28.9-0.31xY=35.7-0.18x相关系数r0.997r0.990由表3-15~18及图3-19试验成果分析:混凝土的强度随双掺料掺量的增加而降低强度较低,在双掺料掺量相同的情况下,混凝土强度随水胶比的增大4.常态混凝土基准配合比大坝常态混凝土施工配合比主要包括常规混凝土(大体积混凝土、结构混凝土及导流洞封堵混凝土)配合比,混凝土标号及主要技术指标见前表1-1、1-2。根据混凝土标号及主要技术指标、配合比设计参数以及水胶比与混凝土抗压强度的关系试验结果,对大坝常态混凝土配合比进行了试验,试验严格按照《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)进行。混凝土配合比试验内容新拌常规混凝土性能试验包括混凝土拌合物的坍落度、含气量、容重、泌水、凝结时间,混凝土拌合物的各组成材料按一定比例配料,应达到质量均匀、不泌水、不离析的要求,以获得良好的浇筑质量,从而为保证混凝土的强新拌混凝土采用60L自落式搅拌机进行拌合,拌合容量为搅拌机容量的30L。拌合间温度保持在20±5℃,拌合前先将搅拌机冲种混凝土拌合物,使搅拌机内壁挂浆。原材料用量以重量计,且砂石骨料用量均以饱和面干重为准,减水剂溶液配制浓度20%,引气剂溶液配制浓度1%。将称好的石料、水泥、砂料、水加入搅拌机(外加剂随水一同加入),拌合时间规定为3min,将拌好的混凝土拌合物倒出,卸在钢板上,刮出粘结在搅拌机上的拌合物,用人工翻拌2-3次,使之均匀,并将粒径超过40mm的大骨料用湿工现场浇筑情况,坍落度以出机后15min测值为准。混凝土拌合物性能试验结新拌混凝土性能试验结果说明,混凝土拌合物的和易性良好,砂率、坍落度、含气量、容重、凝结时间等性能均符合设计和施工要求。大体积混凝土坍落度15min测值在4~7cm,含气量3.0~4.5%;因温度较高,初凝时间在10~15h,终凝时间在14~19h,随双掺料掺量的增加,凝结时间延长。考虑高温季节混凝土的浇筑,还进行了掺GK—4减水剂0.7%的配合比试验,以延缓混凝土混凝土的强度是混凝土极为重要的性能之一,结构物主要利用其抗压强度承受荷载,并常以抗压强度为主要设计参数,且抗压强度与其它强度及变形特性有良好的相关关系,根据抗压强度可以推定其它强度与变形特性。抗压强度的试验方法又比其它试验方法易于实施,所以常用抗压强度作为控制和评定混混凝土抗压强度的方法是将养护至试验龄期的试件放在试验机正中间,加压方向应与试件捣实方向垂直,并使试件受压均匀,以每秒0.3-0.5MPa的速),由表4-1的试验结果得出,混凝土抗压强度满的增加,混凝土的早期强度较低,后期强度增长幅度较高。大体积混凝土28表4-1常态混凝土性能试验汇总表编号砼强度水胶比TS掺量(%)砂率级配外加剂材料用量(kg/m3)VC值含气量抗压强度(Mp)GK-4GK-9(%)(万)水水泥双掺料胶材总量砂石A2—5常C90250.50三0.70.421002106985.83.625.2A2—14常C90250.5三0.70.4178.531.52106986.53.622.4A2—23常C90250.5三0.70.4157.552.52106986.73.820.2√A2—8常C28200.50三0.70.421602166684.83.028.8A2—17常C28200.5三0.70.4183.632.42166686.53.124.7A2—26常C28200.5三0.70.421666873.321.1√A2—3常C90200.550三0.70.420002006963.53.421.1A2—12常C90200.55三0.70.420069663.6A2—21常C90200.55三0.70.420069673.5√A1—2常C90250.50二0.70.3244024472873.222.3A1—5常C90250.5二0.70.3207.436.62447286.23.220.3A1—8常C90250.5二0.70.3612447285.33.5√5.碾压混凝土配合比设计根据xx水电站招标文件技术规范技术要求,xx水电站碾压混凝土标号混凝土配合比试验要求满足设计文件和相应施工技术规范中有关混凝土强度和抗渗性等的要求,同时满足混凝土施工强度保证率、均质性指标、和易性及可碾性要求。试验按照《水工碾压混凝土施工规范》(DL/T5112-2000)、《水工碾压混凝土试验规程》(SL48-94)及标书等技术要求规范进行。现场试验室主要进行混凝土拌和物性能、力学性能、等试验。现归总上依据《xx水电站施工招标文件》规定,混凝土配合比须满足设计文件要求和相应的施工技术规范,混凝土配合比要求满足混凝土主要设计指标、混凝土施工强度保证率、均质性指标和施工和易性。在进行配合比设计时,应使混凝土配置强度有一定富裕量,混凝土的配置强度即保证强度计算公式如依据合同文件及《水工碾压混凝土施工规范》(DL/T5112-2000)中对混凝土质量评定的规定,按照不同部位混凝土标号、强度保证率P及均方差砼标号级配保证率P概率度系数t偏差系数Cv配置强度(MPa)Rcc15三0.840.20Rcc20二0.1824.6级配:二级配小石:中石=45:55;三级配小碾压混凝土配合比性能试验依照《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)进行,混凝土拌合采用自落搅拌机拌合,拌合前先用搅拌机冲洗干净后,用少量的同种混凝土将搅拌机润湿,以减小第一罐料与第二罐料的差异,并将拌合用钢板用混凝土挂浆。依据以往的拌合经验,投料顺序为:大石、中石、小石、胶凝材与砂子,干拌1分钟。为减少差异,使外加剂充分溶解,外加剂采用同掺法,先将外加剂溶解为一定浓度的溶液,同水一起掺入,再与砂石料与胶凝材一起搅拌,搅拌时间控制3分钟,将搅拌好的料倒在钢板上翻三次,然后依照试验规范评定混凝土的和易性、含砂情况、析水碾压混凝土的工作度及含气量依照《水工混凝土试验规程》工作度采用TCS-1型维勃稠度仪测定。以压板低部出浆时所用的振动时测定混凝土的含气量,以控制混凝土的抗渗指标,同时为现场碾压时含气仪测定碾压密度提供依据,混凝土的含气量用HP-4型直读式含气仪测定。二级配经试配选定水胶比为0.44,TS料掺量为45%,GK—4减水剂掺量0.7%,GK—9引气剂掺量2/万,初拟用水量为72kg/m3、77kg/m3、89kg/m3、92kg/m3,进行碾压混凝土试验拌和,测试的Vc值分别为28s、表5—2单位用水量与Vc值的关系表试验结果表明:Vc值为5.3s时,二级配碾压混凝土单位用水量为三级配经试配选定水胶比为0.5,TS料掺量为40%,GK—4减水剂掺量80kg/m3,进行碾压混凝土试验拌和,测试的Vc值分别为30s、13.2s、表5—3单位用水量与Vc值的关系表二级配采用单位用水量88kg/m3,选用砂率34%、36%、38%、40%进行试表5—4砂率与Vc值的关系表试验结果表明:最小Vc值对应的砂率为最优砂率,最优砂率为37%。三级配采用单位用水量75kg/m3,选用砂率32%、34%、36%、38%进行试表5—5砂率与Vc值的关系表试验结果表明:最小Vc值对应的砂率为最优砂率,最优砂率为34%。依照《xx水电站永久性建筑物技术要求》对混凝土的粒径、标号、施工控制水平及强度保证率的要求选择水灰比,在适用的范围内选择了水灰比。碾压混凝土提供龄期分别为7天和28天的水胶比与强度的关系。根据混凝土的设计标号及配合比的设计参数,碾压混凝土水灰比选取0.44、0.5。碾压混凝土的工作度(VC值)控制在1-12S范围内,混凝土含气量控制在4.0±0.5%,水胶比与抗压强度试验配合比见表5-6,水胶编号水胶比TS掺量(%)砂率%级配外加剂材料用量(kg/m3)GK-4GK-9(%)(万)水水泥双掺料胶材总量砂石RCC150.540三0.729060749RCC150.545三0.7282.567.5749RCC150.5三0.72749RCC150.5三0.7267.582.5749RCC200.4445二0.728890200800RCC200.4440二0.728880200800RCC200.44二0.7288200800表5-7编号水胶比TS掺量(%)砂率级配外加剂用水量(kg/m3)VC值S含气量%抗压强度(Mp)GK-4GK-9(%)(万)28d90dRCC150.540三0.725.43.923.7/RCC150.545三0.725.2422.5/RCC150.5三0.724.

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