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文档简介

1T/HEBQIAXXXX—XXXX多元固废泡沫轻质土及应用本文件规定了多元固废泡沫轻质土的要求、试验方法、运输、工程设计、施工、工程质量检验与评本文件适用于土木工程建设的多元固废泡沫轻质土。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB175通用硅酸盐水泥GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T11969蒸压加气混凝土性能试验方法GB/T18046用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T20472硫铝酸盐水泥GB/T21371用于水泥中的工业副产石膏GB/T31288铁尾矿砂GB/T32546—2016钢渣应用技术要求GB50119混凝土外加剂应用技术规范(附条文说明)CJJ/T177—2012气泡混合轻质土填筑工程技术规程(附条文说明)JC/T2199泡沫混凝土用泡沫剂JGJ63混凝土用水标准JTGD30公路路基设计规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程JTGF90公路工程施工安全技术规范JTG/T3610公路路基施工技术规范YB/T4899用于混凝土中的改性烧结烟气脱硫灰DB13/T5600—2022公路现浇泡沫轻质土路基技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1多元固废基胶凝材料multivariatesolidwastebasedcementitiousmaterials以粒化高炉矿渣、钢渣与工业副产石膏为主要原料,可掺入粉煤灰、尾矿与脱硫灰、赤泥等三种或三种以上固体废弃物,经加工磨细后按一定比例配制成的水硬性胶凝材料。2T/HEBQIAXXXX—XXXX3.2发泡剂foamingagent能产生气泡群的表面活性材料。[来源:CJJ/T177—2012,2.1.4]3.3泡沫轻质土foamedlightweightsoil将发泡剂按一定的比例与水泥浆(必要时可添加细集料、掺和料、外加剂)混合搅拌,浇筑成型、养护固结而形成的一种含有大量均匀封闭微气孔的轻质固态材料。3.4多元固废泡沫轻质土multi-componentsolidwastebasefoamlightsoil以发泡剂水溶体、水泥胶凝材料、多元固废基胶凝材料、粉煤灰等为原料,经均匀混合而成的泡沫轻质土。3.5流动度flowvalue新拌泡沫轻质土的流动性指标。3.6湿容重wetdensity新拌泡沫轻质土的单位体积重量。4要求4.1材料4.1.1水泥宜采用强度等级42.5级及以上的通用硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。通用硅酸盐水泥应符合GB175的规定;泡沫轻质土有快硬要求时,应采用符合GB/T20472规定的硫铝酸盐水泥。4.1.2拌和水水质及试验方法应符合JGJ63的规定。4.1.3发泡剂发泡剂应符合以下要求:a)发泡剂应对环境无影响;b)发泡剂溶液的pH值为6~8;c)其余性能应符合JC/T2199的有关规定。4.1.4粉煤灰采用Ⅱ级及以上的粉煤灰,其性能应符合GB/T1596的规定。3T/HEBQIAXXXX—XXXX4.1.5多元固废基胶凝材料4.1.5.1原料原料应符合以下要求:a)可采用粒化高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、尾矿与脱硫灰、工业副产石膏、赤泥等多种工业废渣经配比后多级粉磨而成;b)采用的工业废渣的最大粒径不应超过4.75mm;c)采用的粒化高炉矿渣粉应符合GB/T18046的规定;d)采用的钢渣应符合GB/T32546—2016中5.1的规定;e)采用的尾矿应符合GB/T31288的有关规定;f)采用的脱硫灰应符合YB/T4899的有关规定;g)采用的工业副产石膏应符合GB/T21371的有关规定;h)宜以烧结法和联合法赤泥为原料,赤泥中碱含量(质量分数)应低于3.5%,脱碱处理的赤泥更佳。4.1.5.2指标固废基胶凝材料的各项指标应符合表1的要求。表1指标要求//%m3/kg%%%%4.1.6外加剂外加剂应符合GB50119的有关规定。4.2性能4.2.1强度等级4T/HEBQIAXXXX—XXXX多元固废泡沫轻质土强度等级采用符号CF和数字表示,按立方体28d抗压强度平均值确定,强度等级范围一般在CF0.4~CF2.2之间,如表2所示。表2多元固废泡沫轻质土强度等级4.2.2湿容重等级多元固废泡沫轻质土湿容重合理范围一般为500kg/m3~1000kg/m3。湿容重等级可划分为6级,如表3所示。表3多元固废泡沫轻质土湿容重等级4.2.3流动度等级多元固废泡沫轻质土流动度合理范围一般为170mm~220mm,流动度等级可划分为6级,如表4所示。表4不同设计强度对应的流动度等级5T/HEBQIAXXXX—XXXX5试验方法5.1强度试验按照CJJ/T177—2012中附录F的规定进行。5.2湿容重试验按照CJJ/T177—2012中附录C的规定进行。5.3流动度试验按照CJJ/T177—2012中附录D的规定进行。6运输成品不宜运输,应在施工现场进行拌和,或将除发泡剂之外的原材料在搅拌站拌和,通过水泥罐车运输至施工现场,再加入发泡剂在发泡机内进行发泡。7工程设计7.1路基设计7.1.1一般规定7.1.1.1路基设计分为结构设计、构造设计和附属工程设计。7.1.1.2根据工程实际情况,分别确定多元固废泡沫轻质土容重和强度等级范围。7.1.1.3最大填筑高度不应超过15m,最小填筑厚度不应小于1m,基底最小宽度不应小于2m,横断面浇筑宽度不应小于路基设计宽度+0.5m(见图1)。多元固废泡沫轻质土图1多元固废泡沫轻质土路基填筑横断面示意图7.1.1.4二级及以上公路,应在路床中部和顶部至少分别设置1层镀锌铁丝网或钢塑土工格栅等增强材料。7.1.2结构设计7.1.2.1多元固废泡沫轻质土的容重和抗压强度等级根据公路等级和填筑部位的不同,按表5取值。6T/HEBQIAXXXX—XXXX表5多元固废泡沫轻质土主要技术指标要求//7.1.2.2地下水位以下应用泡沫轻质土或其受到洪水淹没时,必须按JTGD30进行抗浮稳定性验算。若进行防水措施设计,使用容重通过试验确定;若不做防水处理,使用容重应按饱和容重取值,强度设计指标应考虑强度衰减,衰减系数见表6。表6表地下水位以下泡沫轻质土强度衰减系数0350357.1.2.3当泡沫轻质土应用于干湿交替或冻融循环环境中时,应对泡沫轻质土做干湿循环或冻融循环强度试验。7.1.2.4当用于旧路扩建、斜坡路段路基、填挖交界处路基时,应做常规路堤开台阶处理并进行抗滑稳定性验算及抗倾覆验算(如图2所示),采用式(1)进行验算,安全系数不宜小于1.3。当抗滑或抗倾覆不满足要求时应采取抗滑措施(如图3所示)。填筑软基路段时,应进行沉降验算。图2底面抗滑移安全系数计算图式中:M1——沿水平面的抗滑力(kNM2——沿斜坡面的抗滑力(kNθ——斜坡的角度(°);N1——坡面上泡沫混凝土沿斜面方向的滑动力(kN/mW1——坡前泡沫混凝土的自重及路面荷重(kN/m);7T/HEBQIAXXXX—XXXXW2——坡面上泡沫混凝土的自重及路面荷重(kN/m)。图3保护壁、抗滑锚钉及防水土工布设置示意图7.1.3构造设计7.1.3.1泡沫轻质土应沿路线纵向设置沉降缝,间距以10m~20m为宜;在与桥涵结构物相邻位置,应设置宽度1cm~2cm的变形缝。7.1.3.2当纵坡较大时,泡沫轻质土顶面应设置台阶,以适应坡度的变化(如图4所示);浇筑泡沫轻质土路堤与原路堤纵向交界坡面宜缓于1:1,否则原路堤应挖台阶,台阶宽度不宜小于1.0m,台阶底面内倾2%~4%。土基台阶应密实、无松散物,台阶最大高度不应超过分层浇筑厚度。图4路基纵断面顶面台阶设置示意图7.1.3.3路基横坡设置通过多元固废泡沫轻质土上覆基层调整出三角垫层实现,如图5所示。8T/HEBQIAXXXX—XXXX图5图顶面横坡设置示意图7.1.3.4视环境水文情况,在轻质土顶面、底面和与常规路基土体缓坡衔接面设置防水土工布,其周边临空面应设置轻型挡墙、预制块类保护壁等永久保护设施或填筑包边土(此时侧面应设置防水土工布)进行保护,避免泡沫轻质土浸水或风化。7.1.4附属工程设计7.1.4.1保护壁保护壁应符合以下要求:a)泡沫轻质土采用直立浇筑时,外立面应采用装配式保护壁或轻型挡墙保护壁进行防护。装配式保护壁面板一般采用水泥混凝土或石材类预制块;b)保护壁应进行稳定性验算,主要考虑现浇泡沫轻质土硬化前的侧压力可能导致的倾覆,计算时考虑单层填筑厚度所产生的侧压力;c)装配式保护壁由基础、面板、拉筋及立柱组成;d)基础和面板应按10m~15m间距设置沉降缝,其位置应与填筑体沉降缝对应;e)基础应采用强度等级不应低于C25水泥混凝土现浇,基础应验算地基承载力;f)面板宜采用面积不超过0.3m²、厚度为4cm~6cm水泥混凝土实心预制块,强度等级不应低于C25,面板之间勾缝砂浆强度等级不应低于M10;g)面板通过拉筋与立柱固定,拉筋采用钢筋,材质应满足相关规范要求,立柱可采用等边角钢,边宽不宜小于50mm。7.1.4.2防排水防排水工程包括路面地表排水、路面结构层排水、坡面水、地下水、新旧路面结合部下渗水等防排水设施,要求如下:a)地表排水、路面结构层排水应符合路基、路面相关规范要求;b)坡面水、地下水、新旧路面结合部下渗水宜采用渗水盲沟、有孔排水管、透水软管或滤水层等措施排泄;c)为排除地下渗水,宜在填筑体与地基之间设置碎石垫层或碎石盲沟,垫层顶宜设置一层防水土工布。7.1.4.3抗滑锚固抗滑锚固应满足如下要求:a)陡坡路堤抗滑设计或锚固件结构设计应按JTGD30和锚固工程相关设计规范执行,并满足9T/HEBQIAXXXX—XXXXb)锚固设计宜每2m²~4m²布置一根,布置形式宜为梅花形或矩形。锚固件长度不宜小于1.0m,进入基床斜面的垂直深度不应小于0.5m,具体长度宜根据地质条件,并结合计算分析确定;7.1.4.4泡沫轻质土顶面护栏泡沫轻质土顶面护栏应满足如下要求:a)顶面设置防撞护栏时,防撞护栏应做专项设计;b)护栏基础底座下方轻质土应设两层镀锌钢丝网或钢塑土工格栅;c)防撞护栏底部应设置强度等级不小于C30的钢筋混凝土底座;d)护栏沉降缝与泡沫轻质土沉降缝的位置应对应一致。7.2配合比设计7.2.1一般规定7.2.1.1配合比设计应满足抗压强度、容重、流动度等要求,并以合理使用材料和节约水泥为原则,视环境条件考虑干湿循环、冻融循环等特殊要求。7.2.1.2试配强度应满足式(2)规定:式中:Qcu,O——泡沫轻质土试配强度(MPa);QCF——泡沫轻质土立方体抗压强度标准值(MPaσ——泡沫轻质土强度标准差(MPa)。7.2.1.3强度标准差应根据同品种、同强度等级统计资料计算确定。计算时,强度试件组数不应小于10组。当无统计资料时,强度标准差σ在强度等级小于CF10时取0.05,在强度等级大于等于FC10时取0.07。7.2.1.4流动度以标准流动度为控制指标。一般不允许试配流动度低于标准流动度的下限,除非施工时采取特殊措施可满足浇筑、充填饱满的要求,方可降低流动度以提高强度。7.2.1.5在配合比设计中加入外加剂或矿物掺合料时,其品种、掺量分别对水泥、发泡剂的适应性及对轻质土性能的影响应通过试验确定。7.2.2配合比试配7.2.2.1配合比试配流程见图6。T/HEBQIAXXXX—XXXX开始根据设计密度和强度选择参考配合比调整配合比调整配合比实验室试配<>否流动值是否<>否满足要求?<>原材料调整否密度消泡率<>原材料调整是否满足要求?是否<>密度是否满足要求?否<>是制作试块是强度是否满足要求?是强度是否满足要求?施工配合比确定图6配合比试配流程7.2.2.2泡沫轻质土立方体抗压强度试块规格为100mm×100mm×100mm。试配试验时,以6块试块为1组,试配组数不少于3组。7.2.2.3泡沫轻质土配合比的初步确定根据设计容重等级按式(3)、式(4)计算:Rc+Rs+Rw+Rf=Rk…………(3)式中:T/HEBQIAXXXX—XXXXRc——每立方米泡沫轻质土中水泥的质量(kg);Rs——每立方米泡沫轻质土中粉煤灰等掺合料的质量(kgRw——每立方米泡沫轻质土中水的质量(kg);Rf——每立方米泡沫轻质土中泡沫的质量(kgRk——设计湿容重(kg/m3ps——水泥容重(kg/m³);pc——活性掺合料容重(kg/m³);pf——泡沫容重(kg/m³)。7.2.2.4由于发泡剂、掺合料、原料土等不同地域性能差异较大,不同地域的泡沫轻质土配合比存在较大差异,在进行配合比设计时需进行反复试配试验,可按表7推荐配合比试配。表7配合比推荐表料(1:50胶材123456078907.2.2.5当试配强度无法满足要求时,应调整水泥强度等级、活性掺合料用量,或调高设计容重等级,重新进行试配试验。8施工8.1施工准备8.1.1充分做好原材料、设备、用水、用电、便道等施工准备工作。8.1.2收集当地气象资料,关注施工期天气预报,为异常天气的施工制定预防措施。当日平均气温低于5℃时,不应施工;当气温高于35℃时,不宜施工。8.1.3结合设备生产能力、工期要求,将现浇轻质土路基进行浇筑区和浇筑层的划分,做好施工组织计划。8.1.4发泡剂质量检验频率应为每5吨抽检1次,每批次产品或每个构造单元应检验1次。8.2施工设备T/HEBQIAXXXX—XXXX8.2.1轻质土的现场制作、输送与浇筑施工应采用自动化设备。8.2.2设备产能应满足工程施工需求,单台水泥浆输送泵产能不小于35m³/h,单台发泡系统泡沫制备产能不小于60m³/h,单台混合系统制备产能不小于90m³/h。8.2.3水泥浆的制作应采用按配合比自动生产的专业拌和设备,水泥浆输送泵应为定流量泵。8.2.4制备泡沫轻质土生产设备应具有原材料自动计量进料功能,实时数显并自动控制发泡剂、发泡液、压缩空气、水泥浆、泡沫轻质土等流量;具有实时数显泡沫容重、水泥浆和泡沫轻质土湿容重功能;具有自动统计和汇总功能。设备允许误差应满足表8的要求。表8设备实时控制允许误差±4%±2%±3%8.3施工控制8.3.1一般规定8.3.1.1单层浇筑厚度应控制在0.3m~0.9m范围,路床部位宜分2~3层浇筑。8.3.1.2当路基纵横向尺寸较大时,单个浇筑区面积宜为200m²~300m²,不宜超过400m²,以设有变形缝或钢塑土工格栅的位置作为浇筑分界面。8.3.1.3单个浇筑区每浇筑层的施工时间应控制在水泥(砂)浆初凝时间内,浇筑施工需在其紧邻的下浇筑层终凝6h后方可施工。8.3.1.4泡沫轻质土在硬化前,其中的泡沫需保持独立、分散、细小的状态,浇筑过程中泡沫的消泡应控制在最小程度。一般情况下浇筑时出料口应埋入泡沫轻质土内,特殊条件下出料口与浇筑点的高差应控制在1.0m以内。8.3.2施工流程浇筑施工流程如图7所示。T/HEBQIAXXXX—XXXX↓↓↓厂厂水试验检测顶层浇筑前铺设防厂厂水试验检测顶层浇筑前铺设防网图7泡沫轻质土施工流程图8.3.3现场浇筑要求8.3.3.1一般情况下,沿浇筑区长轴方向自较低一端向另一端浇筑。如采用一条以上浇筑管浇筑时,则可从较低一端开始浇筑或采用对角的浇筑方式。T/HEBQIAXXXX—XXXX8.3.3.2浇筑过程中,当需要移动浇筑管时,应沿浇筑管放置的方向前后移动,而不宜左右移动浇筑管;如确需左右移动浇筑管时,应将浇筑管提出当前已浇筑轻质土表面后再移动。8.3.3.3表面扫平作业时,应尽量使浇筑口保持水平,并使浇筑口距当前浇筑面尽可能低。8.3.4现场控制现场控制指标应符合表9的规定。表9现场控制指标A±3%BC±5%D±3%E±4%8.3.5辅助设施施工8.3.5.1泡沫轻质土垂直浇筑,其临空面设置轻型挡墙或砌块类挡板式保护壁等永久设施,或设置临时模板,拆模后填筑包边土进行保护。轻型挡墙浇筑、挡板面板预制安装应符合下列要求:a)轻型挡墙浇筑、面板预制或临时模板应采用有足够强度和刚度的钢模板;b)按设计文件要求在预制面板背面预埋钢筋拉扣,浇筑混凝土后,应对拉扣位置进行测量定位,并对预制面板表面进行光面处理;c)清扫基础顶面,标出轻型挡墙或挡板外缘线并进行水平测量,曲线部分应加密控制点;d)砌缝宜采用勾缝,砂浆强度等级应满足设计要求;e)预制面板按随浇随砌原则砌筑,每次砌筑高度应大于轻质土单层浇筑厚度;f)面板搬运和安装时,应轻拿轻放,避免预制面板损坏和拉扣变形;g)挡板水平及倾斜误差应逐层调整,曲线部位应注意砌筑安装平顺。8.3.5.2镀锌铁丝网或钢塑土工格栅铺设、沉降缝设置、抗滑锚固、防排水设施、防撞护栏等辅助工程施工应符合有关标准和设计文件的要求。8.3.5.3轻质土路基设置防水土工布时,布设范围应至交界面两侧至少1.0m,镀锌铁丝网置于防水土工布下,镀锌铁丝网和防水土工布应采取U型钉沿防水土工布两侧边缘锚固。8.3.6养生浇筑完工后,应立即对填筑体表面覆盖塑料薄膜或土工布保湿养生,养生时间不应少于7d。在浇筑体达到设计抗压强度后,若在浇筑体顶面进行机械或车辆作业,应先铺一层厚度不小于20cm的覆盖层进行保护。8.3.7环境保护和安全管理8.3.7.1环境保护应满足JTG/T3610等有关规定。及时组织清运废水、废料,保持现场大气颗粒物符合标准要求。8.3.7.2安全生产应满足JTGF90等有关规定。9工程质量检验与评定T/HEBQIAXXXX—XXXX9.1一般规定9.1.1工程分项划分应遵循JTGF80/1的要求,每个连续的施工段落宜为一个分项工程,每个分项工程长度不宜大于200m。9.1.2每个分项工程中,独立施工的分隔浇筑区即为单个填筑体,也是一个构造单元;同一分项工程中,不同构造单元的多个同批浇筑层可作为一个检验批(子分项工程)进行检验。9.1.3质量检验评定应符合下列规定:a)泡沫轻质土工程辅助设施的检验方法、检验频率应符合国家和河北省有关标准的规定;b)本文件实测项目检验频率指施工自检频率,监理工程师抽检频率应为自检的10%~20%;c)隐蔽工程在检查合格后方可进行下一步施工。9.1.4除满足本文件外,工程质量检验、验收评定还应满足JTGF80/1和交通运输部工程验收等有关规定。9.2工程质量检验9.2.1泡沫轻质土分项工程应按基本要求、实测项目、外观质量和质量保证资料等检验项目分别检查。9.2.2原材料及施工控制要点等符合基本要求,无外观质量较大缺陷且质量保证资料真实齐全时,方可进行检查。9.2.3外观质量检验包括轻质土成品及辅助工程,按下列规定内容执行:a)每个浇筑单元表面平整,无表面塌陷、裂痕、起粉或大面积消泡;b)每个浇筑体边界清晰,与相接处的保护壁、土基等紧密结合,无明显剥离的缝隙;c)防水土工布等土工织物敷设平整、覆盖完全并有效固定;d)轻型挡墙、装配式挡板光洁平顺、板缝均匀,线形顺适,沉降缝上下贯通顺直;e)填筑体表面蜂窝面积不宜超过总面积的1.0%,出现的非受力裂缝宽度不超过5mm。9.2.4质量保证资料应真实、准确、齐全、完整。质量保证资料应包括下列内容:a)所用原材料、半成品的出厂合格证、质量检验报告;b)施工配合比试配试验报告表,相关示例见附录A.1;c)发泡剂性能及消泡试验记录表,相关示例见附录A.2;d)容重、流动性试验记录表,相关示例见附录A.3;e)泡沫轻质土面板施工质量检查记录表,相关示例见附录A.4;f)泡沫轻质土浇筑过程质量检查记录表,相关示例见附录A.5;g)泡沫轻质土检验批质量评定表,相关示例见附录A.6;h)抗压强度检验报告单,相关示例见附录A.7;i)现浇泡沫轻质土路基浇注湿容重、流动度及泡沫容重检查记录,相关示例见附录A.8。j)施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析;k)施工过程中如发生质量事故,经返工处理后达到设计要求的认可证明文件等。9.2.5除设计另有规定外,泡沫轻质土硬化后检测指标为抗压强度和似干容重。9.2.6抗压强度和似干容重检测为边长100mm的立方体试件,每组试件3个,制取时应量测并记录湿容重。制取组数应符合下列规定:a)不同抗压强度等级及不同配合比的泡沫轻质土应在浇筑点出料口随机取样,分别制取试件;b)每检验批(子分项工程)或每一工班至少制取2组;c)当构造单元方量较大时,该构造单元内每150m³至少制取1组;d)根据施工需要,另制取若干组试件进行同条件养生,作为转序的依据。T/HEBQIAXXXX—XXXX9.2.7制取试件后,应置于密封塑料袋中在似标养生环境中养生,按照GB/T11969规定的方法进行抗压强度试验,但强度检测取值不作尺寸折减。9.2.8抗压强度的评判以分项工程为评定单位,当单组试件强度平均值大于等于设计值的1.05倍且单个极值不低于设计值的0.9倍时,抗压强度评判为合格。9.2.9施工过程中,抗压强度可采用7d强度进行初步判断,当7d抗压强度达到设计强度的1/2以上时,可以进行下一步施工,质量检验仍以28d抗压强度为准。9.2.10似干容重的评判合格标准为:单组试件似干容重平均值小于等于湿容重设计值。9.3工程质量评定9.3.1分项工程完工后,应汇总所有检验批(子分项工程)质检资料,检查外观质量和质量保证资料,按照表10的实测项目,进行工程质量评定。9.3.2轻质土工程质量等级分为合格与不合格。采用现场抽样、按规定频率进行检查,以检查项目合格率为评定工程质量等级的基础。9.3.3关键项目合格率不应低于95%,检验值不得超过规定极值,一般项目合格率不应低于80%,否则相应的分项工程为不合格。表10路基实测项目123±4%4±4%56现场实测水准仪,每个构造单元测4点或每200m测4点7±50经纬仪,每个构造单元测4点或每200m测4点8±30米尺,每个构造单元测4点或每200m测4点9±509.3.4泡沫轻质土检验评定不合格,返工处理后重新进行质量检验评定。T/HEBQIAXXXX—XXXX工程质量检验用表A.1配合比试配试验报告表表A.1配合比试配试验报告表试验员见证人员设计湿容重设计强度发泡剂外加剂每立方原材料用量(kg)水外加剂流动度(mm)成型体积(L)流动度(mm)初始湿容重(kg/m3)111222333似干容重o饱水容重o(kg/m3)抗压强度o饱水抗压强度o(kPa)112233设计配合比水泥(kg/m3)细集料(kg/m3)水(kg/m³)气泡群(L/m3)掺合料(kg/m3)外加剂(kg/m3)其他(kg)T/HEBQIAXXXX—XXXXA.2发泡剂性能及消泡试验记录表表A.2发泡剂性能及

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