CN108947563A - 泡沫混凝土制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泡沫混凝土制品及其制备方法，以水泥、矿渣微粉、粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、有机纤维、元明粉、硅酮酰胺、增强剂、发泡剂和水为原料制得的泡沫混凝土制品，具有高强、轻质、隔热、保温等特性，可用于墙体自保温，一体化装配式建筑芯材，隔断墙等。产品原料废物利用，生产过程无任何废气、废水、废料。对人体无害，且保温性能优越。另外，制备方法简单易行，易生产，大大简化了施工工艺，节省了生产成本，有利于产品的批量生产。用本发明工艺做出的泡沫混凝土，具有强度高，稳定性好，导热系数低、价格低廉的优点。符合国家产业政策，是真正的低碳环保产品。
Description
技术领域
本发明涉及泡沫混凝土领域，尤其是一种泡沫混凝土制品及其制备方法。
背景技术
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将发泡剂与水泥浆均匀混合。然后经过发泡机的注浆系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。近年来，泡沫混凝土在我国的工程建设领域得到了广泛应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种泡沫混凝土制品及其制备方法，抗压强度高，收缩系数低。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
优选地，所述水泥包括硅酸盐水泥和硫铝酸快硬水泥。
优选地，所述硅酸盐水泥为硅酸盐水泥42.5和/或硅酸盐水泥52.5。
优选地，所述有机纤维为聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维或聚酰胺纤维。
优选地，所述增强剂为碳酸锂或碳酸钙。
优选地，所述发泡剂为双氧水、氢氧化钙或碳化钙。
本发明还提供了上述一种泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、有机纤维、元明粉、硅酮酰胺、增强剂和水加入搅拌罐中，搅拌60～120s后，向搅拌罐中加入发泡剂，继续搅拌5～7s后，得混合物；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，模箱自动运行中发泡后，得泡沫混凝土胚体；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下中进行养护；
d)将步骤c)得到的养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，即得泡沫混凝土制品。
优选地，步骤a)中所述搅拌温度为30～50℃；步骤b)中所述发泡温度为40～50℃，时间为10～20min；步骤c)中所述常温养护的时间为10～24h；步骤d)中所述加湿养护的湿度为40～70％，温度为20～80℃，时间为1～3d。
本发明公开了一种泡沫混凝土制品及其制备方法，以水泥、矿渣微粉、粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、有机纤维、元明粉、硅酮酰胺、增强剂、发泡剂和水为原料制得的泡沫混凝土制品，具有高强、轻质、隔热、保温等特性，可用于墙体自保温，一体化装配式建筑芯材，隔断墙等。产品原料废物利用，生产过程无任何废气、废水、废料。对人体无害，且保温性能优越。另外，制备方法简单易行，易生产，大大简化了施工工艺，节省了生产成本，有利于产品的批量生产。用本发明工艺做出的泡沫混凝土，具有强度高，稳定性好，导热系数低、价格低廉的优点。符合国家产业政策，是真正的低碳环保产品。
具体实施方式
本发明提供的一种泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
上述技术方案，以水泥、矿渣微粉、粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、有机纤维、元明粉、硅酮酰胺、增强剂、发泡剂和水为原料制得的泡沫混凝土制品，具有强度高、导热系数低并具有憎水性能的特点，可用于墙体自保温，一体化装配式建筑芯材，隔断墙等。另外，本发明提供的泡沫混凝土制品安全，无刺激性气体排放，对人体无害，且保温性能优越。
需要说明的是，泡沫混凝土制品，即泡沫混凝土自保温砌块。
在本发明的实施例中，水泥包括硅酸盐水泥和硫铝酸快硬水泥；在其他实施例中，硅酸盐水泥为硅酸盐水泥42.5和/或硅酸盐水泥52.5。
需要说明的是，上述水泥能够降低泡沫混凝土的收缩系数。
需要说明的是，硅酸盐水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸快硬水泥时，硅酸盐水泥和硫铝酸快硬水泥的质量比为(50～150)：(3～7)；硅酸盐水泥为硅酸盐水泥42.5和硅酸盐水泥52.5时，硅酸盐水泥42.5和硅酸盐水泥52.5的质量比为(50～150)：(3～7)。
在本发明中，水泥的重量份数为100～1000份；在本发明的实施例中，水泥的重量份数为200～700份；在其他实施例中，水泥的重量份数为300～600份。
矿渣微粉用于提高泡沫混凝土制品的后期强度。在本发明的实施例中，矿渣微粉的粒径为300～500目。
在本发明中，矿渣微粉的重量份数为10～100份；在本发明的实施例中，矿渣微粉的重量份数为30～70份；在其他实施例中，矿渣微粉的重量份数为40～60份。
粉煤灰为水化活性材料。在本发明的实施例中，符合《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》中I级或II级粉煤灰。
在本发明中，粉煤灰的重量份数为10～100份；在本发明的实施例中，粉煤灰的重量份数为20～70份；在其他实施例中，粉煤灰的重量份数为35～55份。
硬脂酸钙用于提高泡沫混凝土的抗压强度。在本发明中，硬脂酸钙的重量份数为1～5份；在本发明的实施例中，硬脂酸钙的重量份数为2～4份；在其他实施例中，硬脂酸钙的重量份数为2.5～3.5份。
铁黑作为泡沫混凝土制品的颜料。在本发明中，铁黑的重量份数为1～5份；在本发明的实施例中，铁黑的重量份数为2～4份；在其他实施例中，铁黑的重量份数为2.5～3.5份。
需要说明的是，铁黑的粒径为100～200目。
有机纤维用于提高泡沫混凝土制品的抗拉强度。在本发明的实施例中，有机纤维为聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维或聚酰胺纤维。
需要说明的是，有机纤维的长度为10～20mm。
在本发明中，有机纤维的重量份数为0.1～2份；在本发明的实施例中，有机纤维的重量份数为0.5～1.5份；在其他实施例中，有机纤维的重量份数为0.8～1.2份。
元明粉用于增加泡沫混凝土制品抗压强度和加快凝结速度。需要说明的是，元明粉的粒径为10～50目。
在本发明中，元明粉的重量份数为1～10份；在本发明的实施例中，元明粉的重量份数为2～8份；在其他实施例中，元明粉的重量份数为4～6份。
硅酮酰胺起到调节泡沫混凝土制品的泡孔大小和浆体稠稀度的作用。在本发明中，硅酮酰胺的重量份数为1～5份；在本发明的实施例中，硅酮酰胺的重量份数为2～4份；在其他实施例中，硅酮酰胺的重量份数为2.5～3.5份。
增强剂能够使得泡沫混凝土制品的凝结速度和泡孔大小均一。在本发明的实施例中，增强剂为碳酸锂或碳酸钙。
在本发明中，增强剂的重量份数为0.5～1份；在本发明的实施例中，增强剂的重量份数为0.6～0.9份；在其他实施例中，增强剂的重量份数为0.7～0.8份。
在本发明的实施例中，发泡剂为双氧水；需要说明的是，双氧水的质量浓度为27.5～30％。
在本发明中，发泡剂的重量份数为3～10份；在本发明的实施例中，发泡剂的重量份数为5～8份；在其他实施例中，发泡剂的重量份数为6～7份。
在本发明中，水的重量份数为50～500份；在本发明的实施例中，水的重量份数为100～400份；在其他实施例中，水的重量份数为200～300份。
需要说明的是，水的温度为30～50℃。
本发明还提供了上述一种泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、有机纤维、元明粉、硅酮酰胺、增强剂和水加入搅拌罐中，搅拌60～120s后，向搅拌罐中加入发泡剂，继续搅拌5～7s后，得混合物；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下中进行养护；
d)将步骤c)得到的养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，即得泡沫混凝土制品。
其中，水泥、矿渣微粉、粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、有机纤维、元明粉、硅酮酰胺、增强剂、发泡剂和水均同上所述，在此不再赘述。
在本发明的实施例中，步骤a)中搅拌温度为30～50℃；步骤b)中发泡温度为40～50℃，时间为10～20min；步骤c)中常温养护的时间为10～24h；步骤d)中加湿养护的湿度为40～70％，温度为20～80℃，时间为1～3d。
上述中，制备方法简单易行，易生产，大大简化了施工工艺，节省了生产成本，有利于产品的批量生产。用本发明工艺做出的泡沫混凝土，具有强度高，稳定性好，导热系数低、价格低廉的优点。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种泡沫混凝土制品及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
200份水泥、40份20目的矿渣微粉、35份I级粉煤灰、2.5份硬脂酸钙、2份150目的铁黑、0.8份长度为10mm的聚丙烯纤维、4份30目的元明粉、3.5份硅酮酰胺、0.6份碳酸锂、5份氢氧化钙和100份水，水的温度为30℃；
水泥包括硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为50：3；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、I、Ⅱ级粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、聚丙烯纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸锂和水加入搅拌罐中，搅拌60s后，搅拌中向搅拌罐中加入过氧化氢，继续搅拌5s后，得混合物；两次搅拌温度为30℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为45℃，时间为10min；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为10h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为40％，温度为20℃，时间为2d，即得泡沫混凝土制品。
实施例2
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
300份水泥、30份60目的矿渣微粉、20份II级粉煤灰、1份硬脂酸锌、4份150目的铁黑、0.5份长度为20mm的聚酰胺纤维、2份25目的元明粉、2.5份硅酮酰胺、0.5份碳酸锂、8份质量浓度为30％的双氧水和150份水，水的温度为30℃；
水泥包括硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为80：6；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、II级粉煤灰、硬脂酸锌、铁黑、聚酰胺纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸锂和水加入搅拌罐中，搅拌100s后，向搅拌罐中加入双氧水，继续搅拌7s后，得混合物；两次搅拌温度为30℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为50℃，时间为15s；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为20h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为40％，温度为30℃，时间为2d，即得泡沫混凝土制品。
实施例3
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
700份水泥、70份100目的矿渣微粉、70份I级粉煤灰、5份硬脂酸钙、1份170目的铁黑、0.1份长度为12mm的聚丙烯纤维、8份20目的元明粉、2份硅酮酰胺、0.8份碳酸钙、3份氢氧化钙和400份水，水的温度为50℃；
水泥包括硅酸盐水泥52.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为100：7；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、I级粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、聚丙烯纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸钙和水加入搅拌罐中，搅拌120s后，向搅拌罐中加入氢氧化钙，继续搅拌6s后，得混合物；两次搅拌温度为50℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为50℃，时间为18min；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为15h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为50％，温度为40℃，时间为3d，即得泡沫混凝土制品。
实施例4
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
100份水泥、10份80目的矿渣微粉、10份II级粉煤灰、3.5份硬脂酸锌、2.5份140目的铁黑、2份长度为18mm的聚酰胺纤维、1份40目的元明粉、4份硅酮酰胺、0.9份碳酸锂、10份质量浓度为30％的双氧水和50份水，水的温度为40℃；
水泥包括硅酸盐水泥42.5、硅酸盐水泥52.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为60：60：5；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、II级粉煤灰、硬脂酸锌、铁黑、聚酰胺纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸锂和水加入搅拌罐中，搅拌80s后，向搅拌罐中加入双氧水，继续搅拌7s后，得混合物；两次搅拌温度为40℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为40℃，时间为12min；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为24h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为60％，温度为60℃，时间为3d，即得泡沫混凝土制品。
实施例5
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
600份水泥、100份60目的矿渣微粉、55份I级粉煤灰、4份硬脂酸锌、3.5份150目的铁黑、1.5份长度为16mm的聚酰胺纤维、10份50目的元明粉、5份硅酮酰胺、1份碳酸钙、6份氢氧化钙和300份水，水的温度为40℃；
水泥包括硅酸盐水泥42.5、硅酸盐水泥52.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为70：70：5；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、I级粉煤灰、硬脂酸锌、铁黑、聚酰胺纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸钙和水加入搅拌罐中，搅拌100s后，向搅拌罐中加入氢氧化钙，继续搅拌7s后，得混合物；两次搅拌温度为40℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为45℃，时间为20h；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为15h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为60％，温度为65℃，时间为4d，即得泡沫混凝土制品。
实施例6
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
1000份水泥、60份50目的矿渣微粉、100份II级粉煤灰、2份硬脂酸镁、5份180目的铁黑、1.2份长度为14mm的聚酰亚胺纤维、6份10目的元明粉、1份硅酮酰胺、0.7份碳酸锂、7份碳化钙和500份水，水的温度为40℃；
水泥包括硅酸盐水泥42.5、硅酸盐水泥52.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为75：75：5；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、II级粉煤灰、硬脂酸镁、铁黑、聚酰亚胺纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸锂和水加入搅拌罐中，搅拌90s后，向搅拌罐中加入碳化钙，继续搅拌7s后，得混合物；两次搅拌温度为40℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为45℃，时间为15min；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为18h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为70％，温度为70℃，时间为3d，即得泡沫混凝土制品。
实施例7
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
400份水泥、45份80目的矿渣微粉、40份I级粉煤灰、3份硬脂酸钙、2.8份120目的铁黑、1份长度为15mm的聚丙烯纤维、5份30目的元明粉、3.3份硅酮酰胺、0.7份碳酸钙、6份质量浓度为30％的双氧水和200份水，水的温度为45℃；
水泥包括硅酸盐水泥52.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为60：3；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、I级粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、聚丙烯纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸钙和水加入搅拌罐中，搅拌100s后，向搅拌罐中加入发泡剂，继续搅拌6s后，得混合物；两次搅拌温度为45℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为40℃，时间为10min；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为20h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为60％，温度为75℃，时间为5d，即得泡沫混凝土制品。
实施例8
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
500份水泥、55份60目的矿渣微粉、45份II级粉煤灰、3.2份硬脂酸镁、3份150目的铁黑、0.9份长度为16mm的聚酰亚胺纤维、5.5份10目的元明粉、3份硅酮酰胺、0.75份碳酸锂、7份氢氧化钙和250份水，水的温度为45℃；
水泥包括硅酸盐水泥52.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为100：5；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、II级粉煤灰、硬脂酸镁、铁黑、聚酰亚胺纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸锂和水加入搅拌罐中，搅拌90s后，向搅拌罐中加入氢氧化钙，继续搅拌6s后，得混合物；两次搅拌温度为45℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为45℃，时间为20min；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为17h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为60％，温度为80℃，时间为4d，即得泡沫混凝土制品。
实施例9
泡沫混凝土制品，包括以下重量份数的原料：
500份水泥、50份70目的矿渣微粉、50份I级粉煤灰、2.8份硬脂酸钙、3.2份200目的铁黑、1.1份长度为12mm的聚丙烯纤维、4.5份30目的元明粉、2.7份硅酮酰胺、0.8份碳酸钙、6.5份质量浓度为30％的双氧水和250份水，水的温度为40℃；
水泥包括硅酸盐水泥42.5、硅酸盐水泥52.5和硫铝酸快硬水泥，硅酸盐水泥42.5和硫铝酸快硬水泥的质量比为60：60：6；
泡沫混凝土制品的制备方法，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、I级粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、聚丙烯纤维、元明粉、硅酮酰胺、碳酸钙和水加入搅拌罐中，搅拌90s后，向搅拌罐中加入双氧水，继续搅拌6s后，得混合物；两次搅拌温度为40℃；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，发泡后，得泡沫混凝土胚体；发泡温度为45℃，时间为15min；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下进行养护，养护时间为17h；
d)将步骤c)得到的热养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，加湿养护的湿度为70％，温度为80℃，时间为5d，即得泡沫混凝土制品。
测试实施例1～9制得的泡沫混凝土制品的导热系数、28d抗压强度、干密度和收缩系数。
上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种泡沫混凝土制品，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
所述水的温度为30～50℃。
2.如权利要求1所述的泡沫混凝土制品，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥和硫铝酸快硬水泥。
3.如权利要求1所述的泡沫混凝土制品，其特征在于，所述硅酸盐水泥为硅酸盐水泥42.5和/或硅酸盐水泥52.5。
4.如权利要求1所述的泡沫混凝土制品，其特征在于，所述有机纤维为聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维或聚酰胺纤维。
5.如权利要求1所述的泡沫混凝土制品，其特征在于，所述增强剂为碳酸锂或碳酸钙。
6.如权利要求1所述的泡沫混凝土制品，其特征在于，所述发泡剂为双氧水、氢氧化钙或碳化钙。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、硬脂酸钙、铁黑、有机纤维、元明粉、硅酮酰胺、增强剂和水加入搅拌罐中，搅拌60～120s后，向搅拌罐中加入发泡剂，继续搅拌5～7s后，得混合物；
b)将步骤a)得到的混合物注入模箱，在模箱自动运行中完成发泡过程，得泡沫混凝土胚体；
c)将步骤b)得到的泡沫混凝土胚体在常温下中进行养护；
d)将步骤c)得到的养护后的泡沫混凝土胚体进行加湿养护，即得泡沫混凝土制品。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述搅拌温度为30～50℃；步骤b)中所述发泡温度为30～50℃，时间为10～20min；步骤c)中所述常温养护的时间为10～24h；步骤d)中所述加湿养护的湿度为40～70％，温度为20～80℃，时间为1～3d。
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