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建筑材料膠凝材料第一頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日膠凝材料有機(jī)膠凝材料:如瀝青、樹(shù)脂等無(wú)機(jī)膠凝材料氣硬性:如石膏、石灰、菱苦土、水玻璃水硬性:各種水泥第二頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化,且只能在空氣中保持或發(fā)展其強(qiáng)度(如石灰、石膏水玻璃等)。而水硬性不僅在空氣中,而且能更好的在水中硬化,并保持、發(fā)展其強(qiáng)度(各種混凝土)。石膏(1)建筑石膏(calcinedgypsum)(2)高強(qiáng)石膏(highstrengthgypsum/plaster)

第三頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日建筑石膏β型半水石膏的晶體較細(xì),所以調(diào)制成一定稠度的漿體時(shí),需水量也比型半水石膏的需水量大,導(dǎo)致建筑石膏的孔隙率也大,因而強(qiáng)度較低。在實(shí)際生產(chǎn)與工程中,建筑石膏的應(yīng)用更廣泛一些。第四頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日高強(qiáng)石膏晶體組大,比表面小,調(diào)成可塑性漿體時(shí)需水量只是建筑石膏的一半,因此硬化后具有較高的密實(shí)度和強(qiáng)度;高強(qiáng)石膏可以用于室內(nèi)抹灰,制作裝飾制品和石膏板;若摻入防水劑可制成高強(qiáng)度防水石膏,在潮濕環(huán)境中使用。第五頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日2、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)凝結(jié)硬化快:可以考慮加入緩凝劑(retarder)來(lái)緩凝水化反應(yīng)理論需水量為18.6%,但為了使石膏漿體具有可塑性,通常實(shí)際加水為60%~80%孔隙率大,體積密度小,保濕、吸聲性能好具有一定的調(diào)濕性——由于硬化體多孔結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),建筑制品的熱容量大、吸濕性強(qiáng),當(dāng)室內(nèi)溫度、濕度變化時(shí),由于制品的“呼吸”作用,使環(huán)境溫度、濕度能得到一定的調(diào)節(jié)。耐水性、抗凍性差凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹防火性好第六頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日3.應(yīng)用建筑石膏:裝飾板材、雕塑、裝飾型材、抹灰工程、砌塊等;高強(qiáng)石膏:抹灰工程、裝飾板材、砌塊等;可溶性硬石膏一般不用,避免出現(xiàn)。第七頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日二.石灰(lime,CaO)(一)、石灰分類(二)、石灰的技術(shù)要求(三)、石灰的性質(zhì)(四)、石灰的應(yīng)用第八頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(一)、石灰的分類根據(jù)石灰加工方法:塊狀生石灰、磨細(xì)生石灰、石灰漿、石灰乳、石灰水等;石灰石中含有雜質(zhì)氧化鎂(MgO),根據(jù)MgO的多少,將生石灰中MgO含量≤5%的稱為鈣質(zhì)石灰(低鎂石灰),5%~20%的稱為中鎂石灰。20%~40%為高鎂石灰。第九頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(二)、石灰的技術(shù)要求根據(jù)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),將建筑生石灰和建筑生石灰粉劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個(gè)等級(jí),具體指標(biāo)見(jiàn)書(shū)P11中兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)表格。第十頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(三)、石灰的性質(zhì)(1)良好的保水性:直徑約為1μm的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣,其表面吸附一層較厚的水膜。(2)凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低:碳酸鈣和氫氧化鈣結(jié)晶體

(3)耐水性差:氫氧化鈣結(jié)晶易溶于水

(4)體積收縮大:蒸發(fā)大量的游離水(5)吸濕性強(qiáng)第十一頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日1.石灰乳涂料將熱化好的消石灰加入水稀釋,直接用于室內(nèi)墻壁和天棚的涂料?!尤敫鞣N耐堿顏料,可變成彩色涂料。——加入少量磨細(xì)沙或粘土,提高其耐水性?!尤朊鞯\,氯化鈣,聚乙烯醇等減少涂層粉化。(四)、應(yīng)用第十二頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日2.石灰砂漿①石灰膏+砂+水+拌制,既可用作砌筑砂漿又可用作抹面。②石灰膏+纖維+水拌制,多用于抹面。3.石灰土和三合土石灰土(石灰+粘土)和三合土(石灰+粘土+砂堿炸渣等填料),多用于加固地面、密實(shí)地面,穩(wěn)定地基。第十三頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日4.制作硅酸鹽制品將石灰與硅質(zhì)材料磨細(xì)后,一起加壓成型,再經(jīng)過(guò)蒸汽養(yǎng)護(hù),生成以水化硅酸鈣為主要產(chǎn)物的砼。反應(yīng)式如下:Ca(OH)2+SiO2+aq→CaO·SiO2·aq硅酸鹽砼制品有:灰砂磚、灰砂構(gòu)件、加氣砼等。第十四頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日水玻璃

水玻璃俗稱泡花堿,是一種可溶性硅酸鹽,由堿性金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的氣硬性膠凝材料,如硅酸鈉水玻璃、硅酸鉀水玻璃。第十五頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(二)特性1、黏結(jié)力強(qiáng):

水玻璃硬化后具有較高的黏結(jié)強(qiáng)度,如用

水玻璃配制成水玻璃混凝土。2、耐酸性好3、耐熱性好第十六頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(三)應(yīng)用

1.涂刷材料表面,浸漬多孔性材料,以提高其抗風(fēng)化能力,提高建筑物的耐久性。

2.加固地基

3.配制防水劑

4.水玻璃混凝土——具有機(jī)械強(qiáng)度高,耐酸和耐熱性能好,整體性強(qiáng),材料來(lái)源廣泛,施工方便,成本低及使用效果好等特點(diǎn)。第十七頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日水硬性:粉末狀水泥與水混合后,經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),可由可塑性漿體變成堅(jiān)硬的石狀體,將散粒材料膠結(jié)成整體,這一過(guò)程是水化在水環(huán)境下完成的,同時(shí)可以在水中更好的保持石狀體的概念。所以,水泥是一種水硬性膠凝材料。(三)水泥一.硅酸鹽水泥第十八頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日硅酸鹽水泥:Ⅰ型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.Ⅰ。Ⅱ型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.Ⅱ。1、普通硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱普通水泥,代號(hào)P.O。2、礦渣硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱礦渣水泥,代號(hào)P.S。3、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱火山灰水泥,代號(hào)P.P。4、粉煤灰硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥,代號(hào)P.F。5、復(fù)合硅酸鹽水泥:復(fù)合水泥,代號(hào)P.C。還有其他小品種水泥:如快硬水泥、油井水泥、彩色水泥等普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥統(tǒng)稱摻混合材料的硅酸鹽水泥1.水泥的分類——六大通用水泥第十九頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日2、硅酸鹽水泥熟料礦物組分礦物名稱化學(xué)成分縮寫(xiě)符號(hào)含量硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S44%~62%硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S18%~30%鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A5%~12%鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10%~18%其中,硅酸三鈣和硅酸二鈣為強(qiáng)度組分,鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣為熔劑組分。其他還有少部分f-CaO、f-MgO及玻璃體等第二十頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日3.硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)和硬化水化——水泥加水拌合后,水泥顆粒立即分散于水中與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成水化產(chǎn)物并放出熱量。凝結(jié)、硬化過(guò)程——硅酸鹽水泥的水化和凝結(jié)硬化過(guò)程是一個(gè)連續(xù)的復(fù)雜過(guò)程。水泥加水拌合后,形成可塑性的漿體,隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行,水泥漿體逐漸變稠失去可塑性,但還不具有強(qiáng)度的過(guò)程,成為水泥的凝結(jié);隨著開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度,并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬的水泥石,這一過(guò)程稱為硬化。凝結(jié)、硬化是人為劃分的,實(shí)際上它們是一個(gè)連續(xù)的、復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。第二十一頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日4、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性能1).密度水泥欠燒比重小,過(guò)燒比重大表現(xiàn)密度:1300左右,粉磨越細(xì),表觀密度越小。2).細(xì)度(分散度)水泥的細(xì)度是表示水泥磨細(xì)的程度或水泥分散度的指標(biāo)。水泥細(xì)度對(duì)水泥性能影響很大。(在一般情況下)①水泥細(xì)度越大,強(qiáng)度越高,但太細(xì)時(shí)早期強(qiáng)度增長(zhǎng)雖快,但后期可能要下降,且對(duì)耐久性不利。第二十二頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日

3).需水量將水泥與水拌成標(biāo)準(zhǔn)稠度狀態(tài)下的加水量為水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量,一般在24~30%之間。水灰比:是指水泥漿中的水與水泥的質(zhì)量比。一般情況下是水泥漿的水灰比越小,凝結(jié)硬化和強(qiáng)度發(fā)展越快,且強(qiáng)度越高。但是會(huì)降低水泥漿的和易性造成施工困難;水灰比較大,凝結(jié)硬化和強(qiáng)度發(fā)展越慢,且強(qiáng)度越低,但是方便施工。第二十三頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日4).凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)分為初凝和終凝。初凝:水泥加水拌合時(shí),到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)凈漿開(kāi)始達(dá)到可塑性所需的時(shí)間。終凝:水泥加水拌合至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿到完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,初凝不得早于45min,終凝不遲于6h30min。影響水泥凝結(jié)的因素:①礦物組分,C3A越高,凝結(jié)越快。②水泥細(xì)度。③環(huán)境溫、濕度。④緩凝組分:a.石膏。b.緩凝劑及促凝劑。C.礦物摻合料。第二十四頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日5).體積安定性水泥石硬化后,產(chǎn)生不均勻的體積變化,即體積安定性不良。體積穩(wěn)定性的危害:引起建筑物的破壞、構(gòu)件崩潰。原因:①熟料中的游離CaO太多——控制方法:沸煮法測(cè)定。②熟料中的游離MgO太多——≯5.0%。③摻入的石膏太多≯3.5%。①、②:一般是由于熟料燒結(jié)時(shí)溫度高于石灰燒結(jié)時(shí)的溫度,熟料中的f-CaO和f-MgO成死燒狀態(tài),而過(guò)熟的f-Cao與f-Mgo熟化慢,待水泥凝結(jié)酸化后還在熟化,導(dǎo)致水泥石體積安定性不良。(熟化后體積膨脹,水泥石開(kāi)裂)③:主要是由于過(guò)量的石膏與C3A(3CaO*Al2O3,鋁酸三鈣)的水化物水化鋁酸鈣反應(yīng),生成高硫型水化硫酸鈣,體積膨脹1.5倍,也引起水泥石開(kāi)裂。安定性測(cè)試:①餅法②雷化法。主要是促使f-CaO熟化第二十五頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日6).強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)強(qiáng)度是材料在外力荷載作用下,材料抵抗破壞的能力。(水泥硬化以后石的軸心抗壓強(qiáng)度)硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)有6個(gè):42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。第二十六頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日7).水化熱①產(chǎn)生的原因:水化放熱反應(yīng)。②礦物組分放熱速度不同:C3A>C3S>C4AF>C2S。③影響水化熱的因素:總的放熱量一樣,但可以控制放熱速度。④大體積禁用硅酸鹽水泥,普硅也應(yīng)控制使用。⑤水化熱利用——自養(yǎng)護(hù)溫度:消除水化熱不利影響措施:低熱水泥、冷卻導(dǎo)流澆注溫度、養(yǎng)護(hù)等。第二十七頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用凝結(jié)硬化快、強(qiáng)度高——特別適合早期強(qiáng)度要求高的工程、高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土工程??箖鲂院谩m用于嚴(yán)寒地區(qū)、經(jīng)受反復(fù)凍融作用的混凝土工程。堿度高、抗碳化能力強(qiáng)——適用于重要的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土工程以及二氧化碳濃度高的環(huán)境。干縮小——可用于干燥環(huán)境的混凝土工程。耐磨性好——可用于路面與地面工程。水化熱高——用于寒冷地區(qū)的結(jié)構(gòu)施工的自我養(yǎng)護(hù)耐腐蝕性差——不利用于海洋工程耐熱性差——硅酸鹽水泥不宜單獨(dú)用于耐熱混凝土工程。第二十八頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日二.摻混合材的硅酸鹽水泥混合材:在水泥生產(chǎn)時(shí),為改善水泥的性能,如強(qiáng)度和耐久性等而加入到水泥中,和水泥熟料、石膏一起粉磨的礦物材料?;旌喜挠址譃榛钚曰旌喜暮头腔钚曰旌喜摹?/p>

第二十九頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(一)、混合材料的類別1.活性混合材:在激發(fā)條件下(石灰或石膏的作用),加水拌合后,生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物,既能在水中,又能在空氣中發(fā)展并保持強(qiáng)度的礦物材料。這一類材料包括有:粉煤灰、?;郀t礦渣、火山灰質(zhì)材料等。2.非活性混合材:由于這類材料活性很低,即使在有激發(fā)條件下(堿或石膏)也不與水發(fā)生水化反應(yīng),也不具有水硬性膠凝性質(zhì)的礦物材料第三十頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(二)、摻混合材的水泥1.硅酸鹽水泥:Ⅰ型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.Ⅰ。Ⅱ型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.Ⅱ。2.普通硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱普通水泥,代號(hào)P.O。3.礦渣硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱礦渣水泥,代號(hào)P.S。4.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱火山灰水泥,代號(hào)P.P。5.粉煤灰硅酸鹽水泥:簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥,代號(hào)P.F。6.復(fù)合硅酸鹽水泥:代號(hào)P.C:第三十一頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日三.其它品種水泥其它品種水泥是以硅酸鹽水泥以及鋁酸鹽、硫鋁酸鹽水泥等為基礎(chǔ),通過(guò)摻入其它材料或在特殊工藝下,賦予水泥特殊的性能。第三十二頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(一)、快硬水泥1.快硬硅酸鹽水泥2.快硬硫鋁酸鹽水泥3.氟鋁酸鹽快硬水泥

第三十三頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日(二)、裝飾水泥1.白色水泥2.彩色水泥第三十四頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥定義:“凡由硅酸鹽水泥熟料和20%—70%?;郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為礦渣硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱礦渣水泥),代號(hào)P.S。”(據(jù)GB1344-1999《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥》)第三十五頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日特性及應(yīng)用①凝結(jié)硬化速度慢:早期強(qiáng)度低,后期強(qiáng)度高

②對(duì)溫度濕熱敏感性強(qiáng):適于蒸養(yǎng)

(steamcuringorhigh-pressuresteamcuring)③耐腐蝕性好:可用于海港工程和水工大壩的建設(shè)。

④水化熱小:可用于大體積混凝土,大型基礎(chǔ)和混凝土大壩等。

⑤耐熱性好⑥抗碳化(carbonization)能力差:一般不用于熱處理車間的修建。

⑦礦渣水泥的保水性差、抗?jié)B性差、泌水通道較多、干縮較大,使用中要嚴(yán)格控制用水量,加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。⑧抗凍性差:不宜用于冬季施工

第三十六頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥定義:“凡由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合材料(摻量為水泥熟料質(zhì)量的20%-50%)和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱火山灰水泥),代號(hào)P.P?!?據(jù)GB1344-1999《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥》)第三十七頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日特性及應(yīng)用火山灰水泥干縮大,在干燥高溫下,水化硅酸鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和氧化硅,產(chǎn)生“起粉”現(xiàn)象。不宜用于干燥環(huán)境。抗凍性和耐磨性比礦渣水泥還要差???jié)B性高。摻入粘土質(zhì)的火山灰水泥不抗硫酸鹽侵蝕。第三十八頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥定義:“凡由硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰(摻量按質(zhì)量百分比計(jì)為20%-40%)和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為粉煤灰硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥),代號(hào)P.F?!?據(jù)GB1344-1999《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥》)第三十九頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日特性及應(yīng)用干縮小,抗裂。凝結(jié)硬化慢,早期強(qiáng)度低。色深。抗碳化性能差。

第四十頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日復(fù)合硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥定義:“凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料(混合材的總摻量按質(zhì)量的百分比為15%~50%

)、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為復(fù)合硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱復(fù)合水泥),代號(hào)P.C?!?據(jù)GB12958-1999《復(fù)合硅酸鹽水泥》)第四十一頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日特性及應(yīng)用耐腐蝕性好水化熱小,抗?jié)B性好,早強(qiáng)。

第四十二頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日硅酸鹽水泥生料的配制

原料石灰質(zhì)原料(如石灰石、貝殼等,提供CaO)粘土質(zhì)原料(如粘土、頁(yè)巖等,主要提供SiO2、Al2O3、Fe2O3)校正原料(如鐵礦粉、砂巖,前者是補(bǔ)充原料中不足的氧化鐵,后者是補(bǔ)充原料中不足的SiO2)

礦化劑

工藝干法濕法

第四十三頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日硅酸鹽水泥的煅燒

窯型:立窯回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程

水分蒸發(fā)生料預(yù)熱生料分解熟料煅燒熟料冷卻第四十四頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日快硬硅酸鹽水泥以適當(dāng)?shù)纳蠠敛糠秩廴?,所得的以硅酸鈣為主要成分的熟料,加入適量的石膏,磨細(xì)制成的具有早期強(qiáng)度增長(zhǎng)率快的水硬性膠凝材料,稱為快硬硅酸鹽水泥,簡(jiǎn)稱快硬水泥??煊菜嗟纳a(chǎn)同硅酸鹽水泥基本一致,只是在生產(chǎn)時(shí)提高了硅酸三鈣(50%-60%)、鋁酸三鈣(8%-15%)的含量,兩者的總量不少于65%。同時(shí)增加了石膏的摻量(8%),提高了粉磨細(xì)度(比表面積達(dá)450m2/kg)。

第四十五頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日應(yīng)用主要用于搶修、堵漏、及軍事工程第四十六頁(yè),共五十一頁(yè),編輯于2023年,星期日快硬硫鋁酸鹽水泥以適當(dāng)?shù)纳蠠敛糠秩廴冢玫揭詿o(wú)水硫酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料,加入適量的

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