纳米碳酸钙改性沥青研究

纳米碳酸钙硬下沥青基炭材料的制备研究论文纳米碳酸钙硬模板下沥青基炭材料的制备研究论文煤沥青（CTP）是焦化企业加工过程的副产物。

已有研究说明，生产 1 t 的焦炭大约可产生 2. 5% ~ 3%（质量分数）的煤沥青。

据统计，我国仅xx 年焦炭产量就达 476 Mt,因此，煤沥青资源相当丰富。

目前，CTP 主要用于制备冶炼铝电极材料、活性炭、建筑业以及合成各种新型炭材料如中间相沥青[1]、碳微球[2]及针状焦[3]等方面。

如何提升其潜在价值，无论对焦化产业链条的延伸，还是对煤化工的开展均具有重要意义。

可再生能源如太阳能、风能等的开发与利用成为近年世界各国重要的能源研究内容之一，如何解决其利用过程的不稳定性对推动这些可再生能源的利用具有重要作用。

电化学电容器是一种重要的储能装置。

因此，其研究受到世界各国科技工作者的高度关注[4-5].电极材料的电化学性质对其性能具有决定影响，尤其是碳基电极材料具有耐酸碱、热稳定性好和循环寿命高等优点，因此，不同构造的炭材料，如活性炭[6]、炭气凝胶[7]、碳纤维[8]、碳纳米管[9]和石墨烯[10]等电化学性质在文献中均有报道。

同生物质[11-12]相比拟，煤沥青具有不受季节干扰、价格廉价、炭化产率高[13]等优点，如能作为储能材料使用，可望极大降低生产本钱。

相对其它材料而言，以煤沥青为炭材料前驱体用于电化学电容器的研究相对较少。

文献[14]和[15]分别报道了以纳米氧化镁和纳米氧化铁为模板制备的沥青基炭材料，其比电容值分别为 100 和194 F/g; 前者电容较低，后者所用纳米氧化铁价格昂贵，不利于大规模使用；此外，Zeng 等采用煤沥青和松香[16]共热解，得到的沥青基碳材料最大比电容值为 203 F/g.本文采用纳米碳酸钙为硬模板，是由于纳米碳酸钙不仅价格非常廉价，而且高温下热解放出二氧化碳有利于孔道构造的形成，这对提高电容具有重要的促进作用。

通过利用其本身的占位和热分解双重作用制备的沥青基炭材料，有望提高储能材料的比电容和降低本钱。

延时老化试验研究纳米碳酸钙对沥青抗老化性能的影响
邸泽
【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
【年(卷),期】2018(42)6
【摘要】为提高纳米碳酸钙与沥青的相容性,采用硬脂酸对纳米碳酸钙进行湿法有机改性.分别对基质沥青和纳米碳酸钙改性沥青进行5,10,20和30 h延时薄膜老化试验.采用蠕变恢复试验研究老化前后沥青的蠕变劲度模量和蠕变恢复率,并采用红外光谱仪和动态剪切流变仪对其化学结构和复合粘度进行研究.试验结果表明,NCa 和SNCa能延缓90号基质沥青老化过程羰基含量、亚砜基含量以及粘度的增加,且SNCa较NCa具有更好的改性效果;TFOT延时老化,对NCa改性沥青和SNCa 改性沥青的不可恢复蠕变柔量和蠕变恢复百分比的影响显著小于基质沥青.NCa和SNCa能够有效缓解老化过程沥青的硬化,提高沥青的抗老化性能,且SNCa对沥青抗老化性能的提高效果显著优于NCa.
【总页数】5页(P1063-1067)
【作者】邸泽
【作者单位】许昌学院土木工程学院许昌 461600
【正文语种】中文
【中图分类】TU414
【相关文献】
1.纳米蒙脱土改性沥青的抗老化性能及老化机理 [J], 崔亚楠;刘涛
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3.纳米炭黑掺量对沥青抗老化性能影响研究 [J], 杨国良;陈乙轩;陈振誉;谢和春;刘峰;蓝涛;;;;;;
4.基于DSR的碳纳米管/SBS复合改性沥青抗老化性能分析 [J], 解双瑞; 徐文远; 苏禹
5.纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青抗老化性能评价及机理分析 [J], 刘朝晖; 廖美捷; 柳力; 刘靖宇; 李盛
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纳米改性沥青及路用性能研究摘要：纳米材料由于其特殊的物理性质，在材料学中的应用越来越广泛，纳米改性沥青的研究成为路面材料研究的热点。

本文通过介绍纳米改性沥青及其研究现状，并结合实验数据，分析得出纳米改性沥青的路用性能，最后对纳米改性沥青的应用前景进行展望。

关键词：纳米材料，纳米改性沥青，路用性能；正文：1.纳米材料简介纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。

纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。

纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。

这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。

2.纳米改性沥青介绍及其研究现状纳米材料改性沥青的研究是道路交通材料研究中的热点和前沿课题，纳米粒子与沥青的相容性以及在沥青中的分散和稳定性是决定纳米材料改善沥青各项性能的关键。

具有改性性能的纳米颗粒在沥青的改性方面表现出优良的混融、增强和增韧性能，对改善沥青混合料路用性能具有良好的效果。

纳米改性沥青路用性能纳米粒子的比表面积很大，表面能高，处于非热力学稳定态，很容易团聚在一起，形成带有若干弱连接界面的尺寸较大团聚体，这种团聚的二次粒子难以发挥其纳米效应，使材料达不到理想的性能。

而且由于表面有大量硅羟基，使得纳米Ⅰ具有强亲水性，在有机基体中的分散性和浸润性很差。

《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，新型材料在工程领域中的应用日益广泛。

纳米碳酸钙作为一种重要的纳米材料，具有优异的物理和化学性能，因此在建筑材料领域中得到了广泛的应用。

然而，如何进一步优化其性能，以提高其在超高强水泥基材料中的应用效果，成为了当前研究的热点问题。

本文通过纳米碳酸钙的改性研究，探讨其与超高强水泥基材料的复合性能，以期为新型高性能建筑材料的研发提供理论依据。

二、纳米碳酸钙的改性研究1. 改性方法纳米碳酸钙的改性主要采用表面改性技术，通过在纳米碳酸钙表面引入功能性基团或偶联剂，提高其与基体材料的相容性。

常用的改性方法包括物理改性和化学改性。

物理改性主要通过机械力、热力等方法改变纳米碳酸钙的表面性质；化学改性则是通过化学反应在纳米碳酸钙表面引入活性基团，从而改善其与基体材料的相互作用。

2. 改性效果经过改性的纳米碳酸钙在表面性质、分散性、与基体材料的相容性等方面均得到了显著改善。

改性后的纳米碳酸钙在超高强水泥基材料中具有更好的分散性和稳定性，能够有效地提高材料的力学性能和耐久性能。

三、超高强水泥基材料的制备与性能研究1. 材料制备本文采用改性纳米碳酸钙与超高强水泥、掺合料等材料进行复合，制备出高性能的超高强水泥基材料。

在制备过程中，通过控制掺量、粒径、分散性等因素，优化材料的性能。

2. 性能测试对制备出的超高强水泥基材料进行力学性能、耐久性能、微观结构等方面的测试。

力学性能包括抗压强度、抗折强度等；耐久性能包括抗渗性能、抗冻性能等；微观结构则通过扫描电镜、X射线衍射等技术进行观察和分析。

四、试验结果与分析1. 力学性能试验结果表明，加入改性纳米碳酸钙的超高强水泥基材料具有更高的力学性能。

在相同掺量下，改性纳米碳酸钙的加入能够显著提高材料的抗压强度和抗折强度。

随着掺量的增加，材料的力学性能呈现出先增后减的趋势，存在一个最佳掺量。

2. 耐久性能改性纳米碳酸钙的加入能够显著提高超高强水泥基材料的耐久性能。

纳米碳酸钙改性沥青的DSC分析
马峰;张超;傅珍
【期刊名称】《郑州大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2006(027)004
【摘要】研究了纳米碳酸钙改性沥青的路用性能,应用差示扫描量热分析法(DSC)对纳米碳酸钙改性沥青进行了试验分析,从吸热量和比热容两个方面研究纳米碳酸改性沥青高温稳定性和温度敏感性,探讨温度稳定性改善机理.研究表明,纳米碳酸钙能够提高基质沥青高温稳定性;比热容物理意义明确,测量方便,可以评价沥青的高温稳定性质.
【总页数】4页(P49-52)
【作者】马峰;张超;傅珍
【作者单位】长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西,西安,710064;长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西,西安,710064;长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西,西安,710064
【正文语种】中文
【中图分类】U414
【相关文献】
1.纳米碳酸钙改性沥青的路用性能及机理研究 [J], 马峰;张超;傅珍
2.纳米碳酸钙和橡胶粉复合改性沥青性能研究 [J], 张荣辉;曾志煌;李毅
3.纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青的性能 [J], 刘大梁;姚洪波;包双雁
4.纳米氧化锌、碳酸钙材料改性沥青混合料路用性能的试验研究 [J], 刘彪; 黄志轩; 周垚; 匡鹏程; 杨蕴韬; 谢军
5.纳米碳酸钙改性沥青混合料路用性能评价研究 [J], 李诗琦;李睿;易强
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《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》篇一一、引言随着现代建筑科技的不断进步，新型高性能建筑材料的需求日益增加。

纳米碳酸钙作为一种新型纳米材料，具有独特的物理化学性质，因此在水泥基材料中得到了广泛的应用。

本文将就纳米碳酸钙的改性及其在超高强水泥基材料中的应用进行实验研究，以期为新型高性能水泥基材料的研发提供理论依据和实践指导。

二、纳米碳酸钙的改性2.1 改性原理纳米碳酸钙的改性主要是通过表面改性技术，改变其表面性质，提高其在水泥基材料中的分散性、亲和性和反应活性。

常用的改性方法包括表面包覆、表面接枝和表面处理等。

2.2 改性方法本文采用表面包覆法对纳米碳酸钙进行改性。

具体操作过程为：将纳米碳酸钙与改性剂混合，通过一定的反应条件，使改性剂包覆在纳米碳酸钙表面，从而改变其表面性质。

三、超高强水泥基材料的制备与性能测试3.1 材料制备将改性后的纳米碳酸钙加入到水泥、骨料、水等原材料中，按照一定比例混合，制备出超高强水泥基材料。

3.2 性能测试对制备出的超高强水泥基材料进行性能测试，包括抗压强度、抗折强度、耐磨性、抗渗性等指标。

通过对比不同纳米碳酸钙含量和不同改性方法的试样，分析纳米碳酸钙对超高强水泥基材料性能的影响。

四、实验结果与分析4.1 实验结果通过实验，我们发现改性后的纳米碳酸钙能够显著提高超高强水泥基材料的性能。

随着纳米碳酸钙含量的增加，试样的抗压强度和抗折强度均有所提高。

同时，改性后的纳米碳酸钙还能够提高试样的耐磨性和抗渗性。

4.2 结果分析分析认为，改性后的纳米碳酸钙能够改善其在水泥基材料中的分散性和亲和性，从而提高试样的力学性能。

此外，纳米碳酸钙的加入还能够细化水泥石结构，提高试样的密实度，从而提高其耐磨性和抗渗性。

五、结论本文通过实验研究了纳米碳酸钙的改性及其在超高强水泥基材料中的应用。

实验结果表明，改性后的纳米碳酸钙能够显著提高超高强水泥基材料的性能。

因此，将纳米碳酸钙应用于超高强水泥基材料的制备中具有重要的实际应用价值。

《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》篇一一、引言随着现代科技的快速发展，建筑材料行业面临着前所未有的挑战与机遇。

纳米碳酸钙作为一种新型的功能性填料，其优异的物理化学性质使其在建筑领域的应用越来越广泛。

本文将针对纳米碳酸钙的改性技术及其在超高强水泥基材料中的应用进行试验研究，旨在提升材料的综合性能。

二、纳米碳酸钙的改性1. 改性原理纳米碳酸钙的改性主要从表面改性入手，通过物理或化学的方法改变其表面性质，提高其与基体的相容性。

常用的改性方法包括表面包覆、表面接枝等。

这些方法可以有效地改善纳米碳酸钙的分散性、亲水性以及与基体的相互作用力。

2. 改性过程(1) 选择合适的改性剂，如偶联剂、表面活性剂等；(2) 将改性剂与纳米碳酸钙混合，进行表面处理；(3) 通过研磨、搅拌等手段使改性剂与纳米碳酸钙充分反应；(4) 对改性后的纳米碳酸钙进行干燥、筛选等后续处理。

三、超高强水泥基材料的制备与性能试验1. 原材料选择选用优质的水泥、骨料、添加剂等原材料，其中纳米碳酸钙作为功能性填料加入到基体中。

2. 配合比设计根据试验需求，设计不同的配合比，探究纳米碳酸钙的掺量对材料性能的影响。

同时，设置对照组，以评估改性前后纳米碳酸钙对材料性能的改善程度。

3. 制备工艺按照配合比将原材料混合均匀，然后进行搅拌、浇注、养护等工艺流程。

在制备过程中，要注意控制温度、湿度等条件，以保证材料的性能稳定。

4. 性能测试对制备得到的超高强水泥基材料进行性能测试，包括抗压强度、抗折强度、耐磨性、耐候性等指标。

通过对比不同配合比下的材料性能，分析纳米碳酸钙的掺量对材料性能的影响规律。

四、试验结果与分析1. 改性效果评价通过对比改性前后的纳米碳酸钙在基体中的分散性、亲水性以及与基体的相互作用力等指标，评价改性效果。

结果表明，经过改性的纳米碳酸钙在基体中的分散性得到显著改善，亲水性增强，与基体的相互作用力提高。

2. 材料性能分析通过对不同配合比下的超高强水泥基材料进行性能测试，发现纳米碳酸钙的掺量对材料性能具有显著影响。

混凝土路面中添加纳米碳酸钙对性能的影响研究一、前言混凝土路面作为公路路面的主要材料，其性能和寿命直接影响着公路的安全和使用寿命。

传统混凝土路面存在着抗裂性能差、耐久性不强等问题。

因此，对混凝土路面的改性研究一直是材料科学领域的研究热点。

纳米碳酸钙作为一种新型的路面改性材料，近年来受到了广泛的关注。

二、纳米碳酸钙的性质纳米碳酸钙是一种具有优异性能的纳米材料，其具有以下特点：1.颗粒细小：纳米碳酸钙的粒径一般在10~100纳米之间，颗粒细小，表面积大，因而具有更高的活性和反应性。

2.高比表面积：纳米碳酸钙的比表面积远高于传统的碳酸钙，因而其与混凝土中的水和水泥反应更为充分。

3.优异的填充性能：纳米碳酸钙的颗粒尺寸小，可以填充混凝土中的微观孔隙，使混凝土的致密性得到提高。

三、纳米碳酸钙在混凝土路面中的应用1.提高混凝土路面的抗裂性能：纳米碳酸钙可以填充混凝土中的裂缝和微观孔隙，提高混凝土的致密性和强度，从而提高混凝土路面的抗裂性能。

2.提高混凝土路面的耐久性：纳米碳酸钙的添加可以提高混凝土路面的耐久性，延长其使用寿命。

3.提高混凝土路面的耐水性：纳米碳酸钙能够提高混凝土路面的耐水性能，减少水的渗透，从而减缓混凝土路面的老化速度。

四、实验设计1.实验材料水泥、砂子、碎石、水、纳米碳酸钙。

2.实验方法采用混凝土摆锤试验仪对不同添加量的纳米碳酸钙混凝土进行抗裂性能的测试，采用混凝土压缩试验机对不同添加量的纳米碳酸钙混凝土进行强度测试，采用动态水浸试验对不同添加量的纳米碳酸钙混凝土进行耐水性测试。

3.实验方案将纳米碳酸钙分别按照5%、10%、15%的质量比例加入混凝土中，进行混凝土制备，并对混凝土进行抗裂性能、强度和耐水性的测试。

五、实验结果分析1.抗裂性能测试结果添加不同比例的纳米碳酸钙后，混凝土的抗裂性能得到了明显的提高，其中添加15%的纳米碳酸钙的混凝土的抗裂性能最好，其抗裂指数为0.5。

2.强度测试结果添加不同比例的纳米碳酸钙后，混凝土的强度也得到了提高，其中添加15%的纳米碳酸钙的混凝土的抗压强度最高，达到了50MPa。

纳米材料改性沥青研究进展摘要:本文综述了纳米材料改性对沥青和沥青混合料力学性能和耐老化性的影响。

对高性能和长效沥青路面的需求极大地推动了传统道路沥青粘合剂的改性。

为了满足这种需求，使用纳米材料对沥青结合料进行改性似乎很有前景，因为少量改性可以显著提高沥青混合料的力学性能。

已经有几项研究评估了纳米材料改性的效果，主要集中在沥青结合料性能和流变性上，积极的发现鼓励了改性沥青混合料的研究。

介绍了纳米材料改性沥青的研究进展。

关键词：纳米材料；纳米改性沥青；性能；道路工程一、纳米改性沥青概述沥青粘合剂，即沥青，是一种广泛用于全球道路建设的材料。

通常，沥青是从精炼原油中获得的，其最终性质取决于原油来源和精炼过程。

沥青可以描述为一种热塑性粘弹性材料，在中低温（低于25℃）下表现为固体，在更高的温度下（通常高于60℃），表现为液体或半固态[1,2]。

该特性允许其用于道路施工。

首先，将沥青加热至与骨料适当混合，最后，在压实过程并冷却至环境温度后，沥青将作为骨料的粘合剂。

然而，沥青温度敏感性给在役沥青路面带来了一些问题。

永久变形和开裂力学分别与高和低使用温度高度相关。

在使用过程中，沥青路面必须承受各种环境条件和交通荷载。

在许多情况下，传统的渗透级沥青在使用寿命内不再能够确保所需的性能，可能需要进行早期养护工作或重建。

此外，沥青是一种对老化敏感的材料，其性能随着时间的推移而恶化。

老化沥青变得更硬、更脆，从而影响沥青混合料的性能[1]。

老化效应在暴露于紫外线辐射、水分、氧气和较大温度变化等环境条件下的表层中尤其严重[3]。

因此，沥青混合料的使用寿命取决于其抗老化性能[4]。

二、纳米材料改性沥青的制备要制得性能优良的纳米改性沥青，关键在于解决纳米改性剂与沥青的兼容性问题，即分散性问题。

多数情况下，纳米粒子的添加降低了沥青的存储稳定性，导致纳米材料与沥青的兼容性较差，纳米材料加入到基质沥青中，有的甚至发生团聚、沉降现象，进而影响纳米材料对沥青的改性效果及纳米改性沥青的品质。

活性纳米碳酸钙改性沥青性能研究摘要：选取四种不同粒度的活性纳米碳酸钙，加入到70号基质沥青中。

通过高速剪切仪加工，改性后的沥青与基质沥青进行三大指标以及针入度指数对比分析，证明纳米材料的加入有效的改善了沥青的温度敏感性和软化点，延度性能和基质沥青差别不明显，其中粒径为80nm的活性碳酸钙与沥青相容性最好，其改性沥青是最佳的共混体系。

关键词：纳米改性沥青高速剪切共混体系引言纳米材料因其小尺寸效应；量子尺寸效应；宏观量子隧道效应以及表面效应等特殊的性能，对原材料的性能有极大的改善提高，已然成为了世界各国最活跃的研究课题之一。

纳米材料在我国发展势头迅猛，形成了以北京上海为核心辐射全中国的基本格局。

近年来，纳米材料逐渐开始渗透到交通、水利、土建等工程材料领域。

2008年，RILEM国际材料与结构协会专门成立了纳米沥青技术协会，纳米材料已经为沥青改性打开了一道崭新的大门。

材料的选取与加工纳米材料按维数可以分为：纳米粒子为代表的零维纳米材料；碳纳米管为代表的一维纳米材料；纳米层状硅酸盐为代表的二维纳米材料；智能金属等纳米块体为代表的三维纳米材料四种。

在本次研究中，我们选取价格相对低廉的零维活性纳米碳酸钙材料进行改性。

表2.1 A～C改性材料参数表2.2D改性材料参数加工方法为取基质沥青质量5%的纳米碳酸钙A、B、C、D四种内掺搅拌，在170℃温度下以5000r/min高速剪切搅拌30min，为避免实验误差，基质沥青在相同的加工条件下制备。

表2.3基质沥青主要技术指标基质沥青的主要指标技术指标单位基质沥青规范要求针入度（25℃，100g，5s）0.1mm 71 60～80针入度指数PI / -0.66874 -1.5～+1.0软化点（环球法）℃50 ≥46延度10℃cm 48 ≥1515℃100 ≥100密度（15℃）g/cm3 1.036 -RTFO 质量损失% 0.08 ±0.8残留针入度比% 78.4 ≥61残留延度(10℃) cm 14 ≥6针对加工制备好的沥青按现行试验规范进行三大指标实验。

纳米CaCO3改性沥青与SBS改性沥青综合比较研究
蒋维祥;魏为成
【期刊名称】《石油沥青》
【年(卷),期】2012(026)004
【摘要】选择纳米CaCO3和SBS为改性剂,研究其对基质沥青的改性作用.针对改性剂的特性确定了相应的制备工艺.通过针入度、软化点、延度、布氏粘度和动态剪切流变试验及混合料试验评价了改性沥青的路用性能.结果表明纳米CaCO3改性沥青路用性能得到了显著改善.最后对三种典型掺量的改性沥青性价比进行了对比分析,认为纳米CaCO3改性沥青在低等级路面使用中具有较高的性价比.
【总页数】5页(P56-60)
【作者】蒋维祥;魏为成
【作者单位】招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆400067;招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆400067
【正文语种】中文
【相关文献】
1.纳米CaCO3/TiO2/SBR复合改性沥青性能与机理研究 [J], 陈正伟;赵士峰;张洪亮;王倩
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虎
5.纳米CaCO3-SBR复合改性沥青路用性能研究 [J], 李颖;张德宝;杜腾飞
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专利名称：一种掺杂纳米碳酸钙的改性沥青组合物及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：岑祚师
申请号：CN201611241465.1
申请日：20161229
公开号：CN108250770A
公开日：
20180706
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种掺杂纳米碳酸钙的改性沥青组合物及其制备方法。

该制备方法是：先取适量基质沥青原料，并将其加热进行熔融脱水，脱水后停止加热，把沥青倒入搅拌罐中，再添加一定比例的硫磺和SBS改性剂，再将体系温度升高后，在剪切机下进行剪切，剪切充分后再添加一定量的纳米碳酸钙粉末，继续剪切进行混合，然后将体系降温，放置一段时间后即得一种改性沥青组合物。

申请人：岑祚师
地址：542899 广西壮族自治区贺州市平桂管理区桃园南路66号
国籍：CN
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