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混凝土接缝强度

[求助]混凝土接缝强度

混凝土施工中常常需要分层/分段/分节进行。

在前一部分混凝土终凝后,进行下一部分混凝土浇注。

1、前后浇注界面位置的混凝土抗拉、抗剪强度是否会受到影响?

2、浇注时间是否对界面强度有影响?

如在前一部分浇注后1天、7天、28天浇注下一部分,界面强度是否有差异?

3、浇注前后混凝土标号不一致,对界面强度有何影响?

[[i]本帖最后由Fle_Flo于2007-12-308:

27编辑[/i]]

snake发表于2007-12-313:

03

参考意见

这是个典型混凝土施工问题,我的回答不一定对哟:

lol

混凝土施工中常常需要分层/分段/分节进行。

在前一部分混凝土终凝后,进行下一部分混凝土浇注。

1、前后浇注界面位置的混凝土抗拉、抗剪强度是否会受到影响?

  首先,一般分次浇注的混凝土在进行下一次浇注前,上一次浇注的混凝土应当达到一定强度(如70%设计标号)才行。

其次,对分次浇注界面必须进行凿毛处理,露出干净骨料。

这样处理后一般设计的抗拉、抗剪强度是不受影响的。

2、浇注时间是否对界面强度有影响?

如在前一部分浇注后1天、7天、28天浇注下一部分,界面强度是否有差异?

  我的看法是尽量减少2次混凝土浇注的时间差,减少混凝土收缩造成的内部应力,但必须等上一次浇注的混凝土应当达到一定强度才行。

3、浇注前后混凝土标号不一致,对界面强度有何影响?

  浇注前混凝土已达到一定的强度,但后浇注部分混凝土还没有凝固,故对界面强度没有大的影响。

影响存在于2次浇注混凝土的收缩时间差,造成的混凝土收缩行成的内部应力。

一般小体积混凝土结构可以忽略不计。

但对于坝体等大体积混凝土则应当考虑,进行专门分析。

[[i]本帖最后由snake于2007-12-313:

06编辑[/i]]

yfwu2发表于2007-12-320:

05

混凝土施工中常常需要分层/分段/分节进行。

在前一部分混凝土终凝后,进行下一部分混凝土浇注。

1、前后浇注界面位置的混凝土抗拉、抗剪强度是否会受到影响?

如果是分层/分段/分节浇注混凝土的话,必须在浇注之前对已浇注混凝土的表面进行凿毛处理,这个是常规,对于混凝土的抗拉、抗剪强度影响不是很大。

2、浇注时间是否对界面强度有影响?

如在前一部分浇注后1天、7天、28天浇注下一部分,界面强度是否有差异?

一般情况下,浇注后1天再次进行浇注的话,强度影响不大,但是时间长了的话,影响就大了。

因为两次浇注的混凝土强度上升的速度不一直,混凝土内部产生的收缩应力不均匀,势必在界面的位置上面有体现,即拉裂。

基本上尽量避免二次浇注的混凝土间隔时间,保证一次性浇注完毕,避免不必要的麻烦。

(这个地方指的是同一标号的混凝土)

3、浇注前后混凝土标号不一致,对界面强度有何影响?

一般情况下,浇注前后的混凝土标号不一样,对于界面强度没有什么影响,但是这种情况只是针对前后两次浇注的混凝土之间有钢筋进行连接,否则的话,单纯的两种标号的混凝土在界面的地方还是会产生一定的影响,特别是混凝土标号相差较大的情况下,比如C20&C40的情况。

yczy发表于2007-12-520:

46

混凝土施工中常常需要分层/分段/分节进行。

特别是大尺寸的混凝土结构中,或是连续结构.

在前一部分混凝土终凝后,进行下一部分混凝土浇注。

1、前后浇注界面位置的混凝土抗拉、抗剪强度是否会受到影响?

此处应进行打毛座浆处理,并且预设钢筋连接,一般强度影响较小。

2、浇注时间是否对界面强度有影响?

如在前一部分浇注后1天、7天、28天浇注下一部分,界面

强度是否有差异?

浇筑时间肯定是有影响的,连接段最好是基本同步进行。

如果后浇,一般建筑上后浇带做法均采用高强度的混凝土来浇筑,且添加膨胀剂。

以保证之间的连接强度。

3、浇注前后混凝土标号不一致,对界面强度有何影响?

一般而言,后者的标号应高一点,对强度影响较小一点。

但无论如何,该段均为薄弱环节及应力集中部位.要采取配置连接钢筋,后浇部分强度应高于前者.且连接段要进行打毛处理,切切.

Fle_Flo发表于2007-12-600:

35

姑且记:

  第一次(或第一节/第一段)浇注的混凝土记为“混凝土1”,

  第二次(或第二节/第二段)浇注的混凝土记为“混凝土2”。

=================================================

先小结一下上面几位专家和朋友的观点。

几位专家和朋友的观点基本一致,都认为:

1、对接面强度影响的机理:

“影响存在于2次浇注混凝土的收缩时间差,造成的混凝土收缩行成的内部应力。

”(sanke专家语)

  [b]但是,一般情况下(如非大体积浇注时)这个影响不大。

[/b]

2、对接面的处理措施:

在混凝土1达到一定强度后,对接面凿毛、清净,浇注混凝土2。

(不知以上小结对不对,请指正。

==========================================

还有不明白之处,继续请教各位:

1、根据机理,减小混凝土1、2之间浇注的时间差应是最有效的减小这个影响的方法。

但是再处理措施里面几乎完全没有体现,甚至相反,要在混凝土1达到一定强度后(snake专家说70%,现场很多也是这么控制的)浇注混凝土2。

  请问:

等待混凝土1达到70%强度的目的是什么?

2、接面凿毛能起到什么作用?

3、如果对接面强度影响的因素存在,那么:

(1)混凝土2中的浆体与混凝土1中的浆体连接效果

(2)混凝土2中的浆体与混凝土1中的骨料连接效果

这两个哪个受影响更大些?

snake发表于2007-12-611:

17

继续请教

还有不明白之处,继续请教各位:

1、根据机理,减小混凝土1、2之间浇注的时间差应是最有效的减小这个影响的方法。

但是再处理措施里面几乎完全没有体现,甚至相反,要在混凝土1达到一定强度后(snake专家说70%,现场很多也是这么控制的)浇注混凝土2。

  请问:

等待混凝土1达到70%强度的目的是什么?

[b]      混凝土1、2之间浇注作用机理应当是这样的,即混凝土1已结硬并具备一定强度,凝土2固化过程中要产生收缩变形,这时凝土1通过接触面的粘结作用对凝土2的固化收缩变形产生约束效应,从而造成接触面处的混凝土1受压,相反的就造成接触面处的混凝土2受拉。

因此形成混凝土内部应力。

这种应力的大小决定了混凝土浇注质量。

所以减少时间差就是减少变形差。

但是时间和强度又相互制约,是相互对立的矛盾体。

      那么等待混凝土1达到70%强度的目的是什么?

      有这么几个原因:

1。

混凝土1是结构的一部分,同时也是承受混凝土2的自重作用的结构,在浇注混凝土2时由混凝土1形成的“结构”是混凝土2的支撑体,混凝土2产生的结构内力和变形由混凝土1来承受,所以要求混凝土1具有一定的强度。

2。

混凝土1具备一定强度后才可凿毛,否则混凝土凿毛质量出问题。

3。

混凝土1必须具备一定强度才能承受混凝土震捣棒的作用力。

[/b]

snake发表于2007-12-611:

25

continue

2、接面凿毛能起到什么作用?

      凿毛的作用是清理表面的浮浆,未密实的骨料,清理“软弱夹层”保证与混凝土2的粘结效果。

3、如果对接面强度影响的因素存在,那么:

(1)混凝土2中的浆体与混凝土1中的浆体连接效果

(2)混凝土2中的浆体与混凝土1中的骨料连接效果

这两个哪个受影响更大些?

继续请教

    应当是

(2)混凝土2中的浆体与混凝土1中的骨料连接效果影响大且更重要。

Fle_Flo发表于2007-12-612:

17

要考虑接面强度的机理,需从两个方面考虑:

(1)强度如何产生

(2)强度为何削弱。

sanke专家6#在前面把“强度为何削弱”的问题做了明确的解释:

混凝土2在混凝土1的约束下,固化过程中的收缩应力削弱了二者的连接效果。

那么,混凝土2与混凝土1的连接强度又是如何产生的呢?

混凝土的连接,不比钢筋的焊接。

钢筋的焊接是基于钢材融化与固化的双向可逆过程,而水泥的水化基本是不可逆的。

由于混凝土2是在混凝土1水化基本完成后才开始自己这部分水化的。

请教:

在接面的位置,混凝土2水化中怎样建立了与混凝土1之间的有效连接?

snake发表于2007-12-612:

54

水化作用机理(摘录)

当水泥与适量的水调和时,开始形成的是一种可塑性的浆体,具有可加工性。

随着时间的推移,浆体逐渐失去了可塑性,变成不能流动的紧密的状态,此后浆体的强度逐渐增加,直到最后能变成具有相当强度的石状固体。

如果原先还掺有集合料如砂、石子等,水泥就会把它们胶结在一起,变成坚固的整体,即我们常说的混凝土。

这整个过程我们把它叫做水泥的凝结和硬化。

从物理、化学观点来看,凝结和硬化是连续进行的、不可截然分开的一个过程,凝结是硬化的基础,硬化是凝结的继续。

但是在施工中为了保证施工质量,要求在水泥浆体失去其可塑性以前必须结束施工,因此人们根据需要以及水泥浆体的这个特性,人为地将这整个过程划分为凝结和硬化两个过程。

凝结是指水泥浆体从可塑性变成非可塑性,并有很低的强度的过程;硬化是指浆体强度逐渐提高能抵抗外来作用力的过程。

此外,对凝结过程还人为地进一步划分为初凝和终凝,用加水后开始计算的时间来表示。

例如,国家标准规定:

普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于12h。

使用时施工浇灌过程的时间,必须早于45min;到终凝后,才能脱去模板开始下一个周期生产。

水泥的凝结和硬化,是一个复杂的物理—化学过程,其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。

水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物,由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构,导致产生强度。

普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(β-2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)四种矿物组成的,它们的相对含量大致为:

硅酸三钙37~60%,硅酸二钙15~37%,铝酸三钙7~15%,铁铝酸四钙10~18%。

这四种矿物遇水后均能起水化反应,但由于它们本身矿物结构上的差异以及相应水化产物性质的不同,各矿物的水化速率和强度,也有很大的差异。

按水化速率可排列成:

铝酸三钙>铁铝酸四钙>硅酸三钙>硅酸二钙。

按最终强度可排列成:

硅酸二钙>硅酸三钙>铁铝酸四钙>铝酸三钙。

而水泥的凝结时间,早期强度主要取决于铝酸三钙和硅酸三钙。

现分别简述它们的水化反应。

首先,介绍铝酸三钙。

它的水化反应可用下式表达。

上述铝酸三钙的水化反应如果进行得很快,会导致水泥的凝结过快而无法使用,因此,一般在粉磨水泥时都掺有适量的二水石膏作为缓凝剂,掺石膏后铝酸三钙的水化反应如下式所示。

由于这个反应就不会引起快凝。

当水泥中的石膏完全作用完后,还有多余3CaO·Al2O3时将发生下列反应。

如果还有过量3CaO·Al2O3时,就会生成4CaO·Al2O3·13H2O。

在正常缓凝的硅酸盐水泥中,石膏掺入量能保证在浆体结硬以前,不会发生后两个反应。

其次,谈一下硅酸三钙。

它的水化反应可表示如下:

由于CaO0.8~1.5SiO2·H2O0.25与天然的托勃莫来石很相似,因而称它为托勃莫来石,通常用CSH(B)来表示。

铁铝酸四钙水化反应和铝酸三钙相似,而硅酸二钙水化反应和硅酸三钙相似。

[b]那么,这些水化产物怎样会导致水泥浆结硬并产生强度呢?

水泥凝结硬化的机理究竟是什么?

按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错,聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化。

按胶体理论认为水化后生成大量的胶体物质,这些胶体物质由于外部干燥失水,或由于内部未水化颗粒的继续水化,于是产生“内吸作用”而失水,从而使胶体硬化。

随着科学技术的发展,特别是X—射线和电子显微技术的应用,将这两种理论统一起来,过去认为水化硅酸钙CSH(B)是胶体无定形的,实际上它是纤维状晶体,只不过这些晶体非常细小,处在胶体大小范围内,比面积很大罢了。

所以现在比较统一的认识是:

水泥水化初期生成了许多胶体大小范围的晶体如CSH(B)和一些大的晶体如Ca(OH)2包裹在水泥颗粒表面,它们这些细小的固相质点靠极弱的物理引力使彼此在接触点处粘结起来,而连成一空间网状结构,叫做凝聚结构。

由于这种结构是靠较弱的引力在接触点进行无秩序的连结在一起而形成的,所以结构的强度很低而有明显的可塑性。

以后随着水化的继续进行,水泥颗粒表面不大稳定的包裹层开始破坏而水化反应加速,从饱和的溶液中就析出新的、更稳定的水化物晶体,这些晶体不断长大,依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密的结构,叫做结晶结构。

这种结构比凝聚结构的强度大得多。

水泥浆体就是这样获得强度而硬化的。

随后,水化继续进行,从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中,水泥浆体的强度也不断得到增长。

[/b]

影响水泥凝结速率和硬化强度的因素很多,除了熟料矿物本身结构,它们相对含量及水泥磨粉细度等这些内因外,还与外界条件如温度、加水量以及掺有不同量的不同种类的外加剂等外因密切相关。

snake发表于2007-12-613:

10

继续

那么,混凝土2与混凝土1的连接强度又是如何产生的呢?

混凝土的连接,不比钢筋的焊接。

钢筋的焊接是基于钢材融化与固化的双向可逆过程,而水泥的水化基本是不可逆的。

由于混凝土2是在混凝土1水化基本完成后才开始自己这部分水化的。

请教:

在接面的位置,混凝土2水化中怎样建立了与混凝土1之间的有效连接?

  [b]这里有两个概念需要说明一下,一个是混凝土本身的强度,应该说它是与界面影响无关的,决定于本身配比和环境影响。

另外一个是混凝土1与混凝土2形成的同一标号的混凝土组合体的强度,这个组合体的强度是受浇注过程影响的,上面说过由于界面内应力影响,组合体-也就是混凝土1与混凝土2组合的结构,由于其内部存有应力,在外荷载作用下其真正所承受的应力应该为外荷载作用的应力与本身内应力相互叠加后的组合应力。

所以其界面强度会有所降低。

[/b]

怎样建立了与混凝土1之间的有效连接?

  水泥的固化过程中(如上所述)形成“凝聚结构”与骨料连接在一起,那么水泥既然与骨料能连接在一起,当然就也能够与结硬的水泥连接在一起了。

ljmtidilgw发表于2007-12-614:

09

snake专家分析地如此精辟,Fle_Flo帅哥善于思索和钻研技术,都值得称赞!

Fle_Flo发表于2007-12-615:

08

下面是一篇网文中的摘录:

题目:

高强混凝土原材料质量分析与选择

来自:

[url]

[quote]  普通混凝土强度性能主要决定于水泥强度与水灰比。

由于水泥强度、骨料强度相对于普通混凝土强度较高,一般不会发生水泥石和骨料破坏,主要在水泥石和骨料的界面发生破坏。

通过现代观察技术已发现,普通混凝土在凝结硬化过程中,由于骨料的约束,水泥胶结料的体积改变是不均匀的,水泥石将产生很大的拉应力,当拉应力较大时,在水泥石与骨料界面上就会形成微裂缝,这些微裂缝在混凝土未受到荷载之前就已存在。

当混凝土受到荷载后,这些微裂缝处就会产生应力集中,裂缝就开始延伸与发展,并且互相连通,导致混凝土结构破坏。

这是普通混凝土的破坏机理。

当水泥强度提高,水泥石与骨料粘结力则提高;水灰比下降,则水泥石收缩减小,微裂缝数量随之减少,从而提高混凝土强度。

[/quote]

如果说混凝土1与混凝土2之间的连接类似于混凝土(水泥石)与骨料之间的连接。

由上面引用这段可以看出水泥石并不能与骨料有完好的粘结。

那么混凝土1与混凝土2的水泥石之间的粘结想必也不会完好。

微裂缝的存在对抗压影响不大,但对抗拉的影响应该不算小。

我想这时凿毛的作用有:

增大粘结面积-提高抗拉性能,增大接触面的粗糙度-提高抗剪性能。

snake发表于2007-12-615:

51

高见

[b]增大粘结面积-提高抗拉性能,增大接触面的粗糙度-提高抗剪性能[b][/b][/b]

Fle_Flo发表于2007-12-615:

54

费了好大劲,刚找到的资料,[葡]A.C.贝吞考尔特等《碾压混凝土水平接缝的抗拉强度》

试验研究结果:

接缝处理分别是:

Ⅰ.无接缝;

Ⅱ.清除表面砂浆(凿毛),使粗骨料暴露;

Ⅲ.凿毛并使用垫层砂浆;

Ⅳ.使用垫层砂浆(不凿毛);

Ⅴ.无任何接缝处理。

[[i]本帖最后由Fle_Flo于2007-12-619:

38编辑[/i]]

Fle_Flo发表于2007-12-615:

58

可见,接面强度有能低约60%的。

简单凿毛处理的接面抗拉强度能低50%。

处理方法总体上:

凿毛比不凿毛好,富浆比不富浆好。

[[i]本帖最后由Fle_Flo于2007-12-616:

02编辑[/i]]

great0cean发表于2007-12-618:

11

疑问请教!

:

call:

疑问1:

snake专家在6楼所说:

那么等待混凝土1达到70%强度的目的是什么?

  其中原因1,混凝土1是结构的一部分,同时也是承受混凝土2的自重作用的结构,在浇注混凝土2时由混凝土1形成的“结构”是混凝土2的支撑体,混凝土2产生的结构内力和变形由混凝土1来承受,所以要求混凝土1具有一定的强度。

  请问这时混凝土2产生的结构内力和变形有哪些?

是不是温度收缩应力及变形,因为混凝土2强度远远不够达到称为“结构”的要求,所以也不可能承担外荷。

疑问2:

Fle_Flo专家在12楼提出的“凿毛的作用有:

增大粘结面积-提高抗拉性能,增大接触面的粗糙度-提高抗剪性能。

”我赞同前者增大粘结面积-提高抗拉性能,但对于后者增大接触面的粗糙度-提高抗剪性能,我保留意见。

个人愚见如下:

首先阐述接浆的要点,打毛——清洗干净——高标号砂浆接浆,无非就是让它有个尽可能大的可靠强度的接触面,就像补轮胎一样,先把轮胎锉毛,然后打浇水一样。

你所说的增大接触面的粗糙度可能仅仅是个副产物,作用被夸大了。

不知你是怎么理解的,很想学习。

Fle_Flo发表于2007-12-619:

02

greatOcean讲的有道理,学习了!

[quote]你所说的增大接触面的粗糙度可能仅仅是个副产物,作用被夸大了。

不知你是怎么理解的,很想学习。

[/quote]

设计个试验实例验证一下才好。

接面凿毛——>毛面涂薄层黄油——>测接面抗剪强度

——>与常规凿毛接面对比

:

o

snake发表于2007-12-619:

28

回复16#的帖子

请问这时混凝土2产生的结构内力和变形有哪些?

是不是温度收缩应力及变形,因为混凝土2强度远远不够达到称为“结构”的要求,所以也不可能承担外荷。

请精英把问题讲清楚,这是两个不同时发生问题,不要搞乱了。

我没有说过用混凝土2作为结构去承载呀?

:

o

great0cean发表于2007-12-622:

24

回snake

可能是我理解错了你的这句话:

“混凝土2产生的结构内力和变形由混凝土1来承受”。

但不知道这句话你表达的意思是什么。

我只是疑惑:

lol

great0cean发表于2007-12-622:

38

回Fle_Flo

你这个试验可能不成立:

首先石块可以和砂浆水化反应咬合,而黄油连接力几乎为0,如果这样做,不仅抗剪能力没有了,抗拉能力也没有了(勿忘记我说的是可靠的接触面,否则就是砂浆强度再大,在理论光滑面上也没有一点抗剪能力)。

这也从另外一个方面说明了拉和剪在混凝土中是混为一体的,剪的基础就是拉,没有拉力何来剪力!

剪力破坏也是在剪切面上的拉力不足(如不配筋混凝土板的抗剪能力为v=0.7*ft*b*ho,其中ft为混凝土的抗拉强度设计值),所以我说增大接触面的粗糙度可能仅仅是个副产物,或则说是次级产物。

snake发表于2007-12-709:

28

回复19#的帖子

“混凝土2产生的结构内力和变形由混凝土1来承受”。

混凝土1作为混凝土2的支撑体,浇注混凝土2时混凝土1产生的内力和变形。

great0cean发表于2007-12-710:

21

回snake专家

我知道你的意思,我误解了你的表达。

:

我看成结构内力是有混凝土2产生的了,而你真正的意思是混凝土2的自重和振捣产生的荷载导致了混凝土1因受荷而产生了结构内力。

chopper发表于2007-12-711:

23

:

)路过了...看了...长知识了

haiou79发表于2007-12-713:

20

我也很需要

606发表于2007-12-812:

11

各位阐述的都很深刻,但是我想说的是,施工中这样纯理论的东西不多见,似乎也不太可能在施工中完全考虑的清楚,我本身是一个理想主义者,但经过几年在施工一线的磨练,我想最好的解决办法还是不要出现二次浇筑砼,或者说尽量减少二次浇筑.如果非要进行二次浇筑,那么也要采取各位老大的意见那样:

凿毛,钢筋连接等方法.尽管我是这样做的,但是我还是觉得完全一次浇筑的结构效果要好的多.古人还说:

破镜重圆.但是裂痕还是存在的嘛!

不知道我有没有得罪各位老大啊!

请原谅,因为我只是从施工的角度看这些问题,主要由于理论知识有限,呵呵!

不过还是很感激各位给我讲了这么多!

Fle_Flo发表于2007-12-812:

48

楼上说得很对。

尽量避免二次浇注是基本原则。

但是现实中确实难以做到完全避免,所以说“尽量”,这也是您用的词。

  但是,一旦出现避免不了的情况,不是简单的说“拆掉重来”就能完事的。

出现问题了,作为一个工程人员,对其危害要有充分的认识,对危害的程度要有较为准确的评估。

唯有在此基础上才能有针对性地提出经济、可行的解决办法。

这就是理论的指导意义,而且本贴讨论的也并不完全是一个理论问题,更多的还是个工程问题。

[[i]本帖最后由Fle_Flo于2007-12-812:

50编辑[/i]]

yundenatou发表于2007-12-911:

21

真是好东西感谢楼主

真是好东西感谢楼主

606发表于2007-12-915:

55

误会了

Fle_Flo老大,看来你是误会我的意思了,我并不是说大家说的没有意义。

其他的不用多解释了。

axiaozhixing发表于2007-12-3016:

56

学习了!

:

D

xiangzizhou发表于2008-1-3022:

42

看了各位热烈的讨论,深受启发,补充几点:

1)关于浇筑界面与强度

对于混凝土而言,界面往往是强度的薄弱环节。

当然需要看界面的大小与作用力的性质和方向,如果界面与应力垂直,当受到压应力时,一般不会削弱强度;而如果受到拉应力,那么根据断裂力学的原理,界面的大小(或者说裂缝的大小)将决定材料的最终抗拉强度。

需要说明的是,我们所谓的"抗压强度",并非是整个材料完全在压应力作用下的强度,应为材料单纯受压是不会坏的(理论上,任何材料都"压"不坏),混凝土试件之所以在上下压板之间最后破坏,是因为在加载过程中,试件不同部位的受力状态不一样,试件中部由于横向变形而形成水平拉应力,这是抗压试件破坏的根本原因;同时混凝土作为一种复合材料,浆体和骨料是两种不同的材料,在受力过程中将发生变形不协调的问题,即使二者在整体上都是受压,但是因为这种变形的不协调,骨料和浆体之间将出现拉

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