CN103896549B - 菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材及其制备方法，其由含菱镁胶凝材料的组分按下述方法制成：配制颜色浆料、面层浆料、和结构浆料；将配制的颜色浆料涂覆在模具内表面，形成颜色层；向模具内颜色层表面涂覆所配制的面层浆料；将模具内浇筑所配制的结构浆料，振动成型。所得石材有更低的密度和导热系数，其保温隔热性和隔音防火性优越，同时具有良好的力学和耐侯性能，在各种恶劣气候环境下均有极强的耐久性和颜色稳定性，不会粉化、脱落，且不易变色。
Description
技术领域
本发明涉及一种人造文化石材，尤其涉及一种菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材及其生产方法。
背景技术
目前，建筑行业中人造文化石材因其仿天然石材古朴美观的装饰效果得到一定的推广和应用。行业中所生产人造文化石材的结构层结构料大部分都是使用陶粒混凝土，但经考察发现陶粒混凝土存在和易性较差、不易成型、密度较高、强度较低、粘贴在墙上自重大、易脱落等缺陷。
氯氧镁水泥又称Sorel水泥或菱镁胶凝材料，是Sorel于1867年发明的。早在20世纪30年代国外就有氯氧镁水泥建筑制品的报道，我国氯氧镁水泥制品起步于20世纪50年代。与普通水泥不同，此水泥是一种MgO·MgCl2·H2O体系组成的镁质胶凝材料，其主要成分为碱式氯化镁，可以用通式Mgx(OH)·Cl·nH2O表示。氯氧镁水泥具有一系列显著的优点：（1）凝结硬化快且具有很好的机械强度，50~80MPa的抗压强度是很常见的,通过加入改性剂最高抗压强度可达200MPa以上；（2）弱碱性和低腐蚀性，氯氧镁水泥浆体滤液的pH值在8.5~9.5之间，比硅酸盐水泥的碱度低很，一般只对金属有腐蚀作用；（3）粘结性好，与一些有机或无机骨料如锯木屑、木粉、矿石粉末和砂石等有很强的粘结力；（4）耐磨性好，优于硫铝酸盐水泥、矾土水泥和硅酸盐水泥，有文献表明它是普通硅酸盐水泥耐磨性的3倍；（5）阻燃性优良，MgO、MgCl2都是不可燃的，且制品水化物中大量结晶水都能阻止点燃；（6）抗盐卤能力强，通过添加改性剂可以使氯氧镁水泥抵抗各种浓度的卤水。因此，它可用作轻质墙体材料和装饰板材，防水堵漏材料，防火涂层材料，或直接制成防火材料，房屋建筑或工业厂房的地面材料以及木屑板和胶合板的胶粘剂等。
用菱镁胶凝材料替代现有人造石材生产常用的普通硅酸盐水泥，可以大大改善人造石材结构料的和易性，且能降低人造石材产品的密度，同时能较大幅度地提高产品的强度，改善产品的耐久性。因此，将菱镁胶凝材料引入到人造石材制品，替代现有普通硅酸盐水泥，在文化石行业具有极大的应用前景。但现在普遍存在配方差异大，产品质量稳定性差等诸多弊端，所以很有必要对菱镁胶凝材料人造石材的配方合理性、产品质量稳定性方面进行更多的研究，以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，本发明提供的组分配比科学、工艺合理，降低了产品的自重，提高了产品的强度、隔音耐火和抗腐蚀性能。
本发明提供了一种菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，所述菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材的结构基体组分重量比如下：
轻烧镁粉20~30重量份；
卤水20~30重量份；
粉煤灰0~10重量份；
抗返卤剂0.01~0.5重量份；
泡沫剂0.01~0.2重量份；
稳泡剂0.01~0.2重量份；
微硅粉0~5重量份；
黄砂0~15重量份；
陶粒10~40重量份；
玻化微珠10~20重量份；
膨胀珍珠岩0~10重量份；
塑化剂0.01~0.1重量份；
纤维素醚0.01~0.5重量份；
淀粉醚0.01~0.5重量份。
应当理解的是，本发明上述配方组分中还可以加入流变剂、表面活性剂、早强剂、其他增稠剂、胶黏剂等中的任意一种或几种的混合物。
本发明提供的菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，还包括包覆在结构基体外表面的功能层，所述功能层至少包括面浆层，所述面浆层各组分重量比如下：
轻烧镁粉15~35重量份；
卤水15~35重量份；
抗返卤剂0.01~0.5重量份；
半水石膏0~10重量份；
微硅粉5~10重量份；
石英砂25~55重量份；
塑化剂0.5~2重量份；
纤维素醚0.01~0.5重量份；
淀粉醚0.01~0.5重量份；
乳胶粉2~15重量份。
优选地，所述面浆层还包括5~25重量份颜料。
优选地，所述功能层还包括颜色层、面浆层、抗开裂层、隔离层等中的至少一种。
优选地，所述功能层厚度为0.1~5mm。
优选地，所述功能层厚度为1~3mm。
同样地，本发明提及的所述面浆层的各组分中还可以加入流变剂、表面活性剂、早强剂、其他增稠剂、胶黏剂等中的任意一种或几种的混合物。
本发明还提供一种生产制备所述菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材的方法，步骤包括：
步骤1，配制颜色浆料、面浆层浆料、和结构基体浆料；
步骤2，将配制的颜色浆料涂覆在模具内表面，形成颜色层；
步骤3，向模具内颜色层表面涂覆所配制的面浆层浆料；
步骤4，将模具内浇筑所配制的结构基体浆料，振动成型；
其中，结构基体浆料组分重量比如下：
轻烧镁粉20~30重量份；
卤水20~30重量份；
粉煤灰0~10重量份；
抗返卤剂0.01~0.5重量份；
泡沫剂0.01~0.2重量份；
稳泡剂0.01~0.2重量份；
微硅粉0~5重量份；
黄砂0~15重量份；
陶粒10~40重量份；
玻化微珠10~20重量份；
膨胀珍珠岩0~10重量份；
塑化剂0.01~0.1重量份；
纤维素醚0.01~0.5重量份；
淀粉醚0.01~0.5重量份。
优选地，为了使产品稳定性更好，本发明所述菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材的生产方法，还可以包括：
步骤5，将步骤4中振动成型的产品在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下养护。
优选地，步骤5的养护时间至少为8h，优选为16h。
优选地，本发明所述生产人造石材的方法还可以进一步包括：
步骤6，将步骤5得到的产品进行脱模，脱模后在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下进行二次养护。
其中，步骤1中配制结构基体浆料的操作为：配制泡沫剂水溶液，并将其倒入到发泡机内进行发泡成微小泡沫；将轻烧镁粉加入卤水中，再加入抗返卤剂，搅拌均匀，得到浆料；将微硅粉、陶粒、黄沙、玻化微珠、膨胀珍珠岩加入浆料中进行混合搅拌；将配制好的泡沫加入浆料中，再加入其余组分，搅拌均匀，制得结构基体浆料。
同样地，本发明上述生产方法提及的各组分中还可以加入流变剂、表面活性剂、早强剂、其他增稠剂、胶黏剂等中的任意一种或几种的混合物。
本发明提供的菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，组分还可以包括颜料。所述颜料可以是涂覆在所述人造石材的外表面，也可以与其它组分共混后一起生产制备所述人造石材。所述颜料可以选用本技术领域常用的各种颜料，如市场上销售的炭黑、氧化铁、氧化钴、钛白粉、颜料红122（主要成分为2,9二甲基喹吖啶酮）、有机嫩黄、酞菁蓝、孔雀绿、柠檬黄、硫酸铜、丙烯颜料等。
优选地，本发明上述内容中，所述卤水的波镁度为25~28。
本发明上述内容中，所述抗返卤剂是由高分子聚合物、其他高效活性组份、稳定剂等组分按一定比例配制，主要为无机类改性剂和有机类改性剂中的一种或多种。其中无机类改性剂可以为磷酸及其盐类、铁盐等，有机类改性剂可以为水溶性树脂、不饱和聚酯树脂等。
优选地，所述抗返卤剂选自磷酸及其盐类、铁盐、水溶性树脂或不饱和聚酯树脂等中的至少一种。
优选地，本发明上述内容中，所述轻烧镁粉中氧化镁活性成分占65%以上。
本发明上述内容中，所述陶粒可以为页岩陶粒、粘土陶粒和粉煤灰陶粒等中的至少一种。
本发明上述内容中，玻化微珠目数为10~120目，膨胀珍珠岩目数为10~120目。
本发明上述内容中，所述泡沫剂为改性松香酸皂、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、动植物蛋白类发泡剂等中的至少一种。
本发明上述内容中，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂、非离子表面活性剂、大分子物质等中的一种或多种混合，其中，所述大分子物质可以为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素等。
本发明上述内容中，所述乳胶粉优选为可再分散乳胶粉，其中，可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯均聚物或共聚物再分散乳胶粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳胶粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物或共聚物可再分散乳胶粉、硅丙再分散乳胶粉等，或含有等同有效成分比例的上述物质的乳液，可以是上述物质中的一种或几种的混合。
优选地，本发明上述内容中，所述塑化剂为聚羧酸类高性能超塑化剂。其中，所述聚羧酸类高性能超塑化剂合成单体可以是含聚氧乙烯基、聚氧丙烯基等聚氧烷烯基单体；甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸（或马来酸酐）、（甲基）丙烯基磺酸、（甲基）烯丙基磺酸、苯乙烯基磺酸2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸，或上述酸的盐或酯或其它衍生物，如（甲基）烯丙醇、（甲基）丙烯酰胺等。此外还可以是磺化三聚氰胺甲醛缩合物、磺化萘甲醛缩合物、改性木质磺酸盐等。
本发明上述内容中，所述流变剂可以是聚氨酯类流变剂、或聚丙烯酸类流变剂等。
本发明上述内容中，所述增稠剂可以是纤维素类、聚丙烯酸酯类、膨润土、缔合型聚氨酯类等，如甲基纤维素、羧烷基纤维素、羟烷基纤维素、（甲基）丙烯酸或其酯或盐的均聚物或共聚物等等。
本发明所生产的菱镁胶凝材料人造文化石材具有更低的密度和导热系数，其保温隔热性和隔音防火性优越，同时具有良好的力学和耐侯性能，在各种恶劣气候环境下均有极强的耐久性和颜色稳定性，不会粉化、脱落，且不易变色。
具体实施方式
本发明提供了一种菱镁胶凝材料人造文化石材及生产所述人造石材的配方和方法。所述菱镁胶凝材料人造文化石材包括结构层和功能层，其中，所述功能层包括面浆层，面浆层组分包括：
轻烧镁粉15~35重量份；
卤水15~35重量份；
抗返卤剂0.01~0.5重量份；
半水石膏0~10重量份；
微硅粉5~10重量份；
石英砂25~55重量份；
塑化剂0.5~2重量份；
纤维素醚0.01~0.5重量份；
淀粉醚0.01~0.5重量份；
乳胶粉2~15重量份；
所述结构层结构组分包括：
轻烧镁粉20~30重量份；
卤水20~30重量份；
粉煤灰0~10重量份；
抗返卤剂0.01~0.5重量份；
泡沫剂0.01~0.2重量份；
稳泡剂0.01~0.2重量份；
微硅粉0~5重量份；
黄砂0~15重量份；
陶粒10~40重量份；
玻化微珠10~20重量份；
膨胀珍珠岩0~10重量份；
塑化剂0.01~0.1重量份；
纤维素醚0.01~0.5重量份；
淀粉醚0.01~0.5重量份；
其中，所述面浆层组分还可以包括5~25重量份颜料。
括本发明上述配方组分中，还可以加入含有流变剂、表面活性剂、其他增稠剂、胶黏剂中的一种或几种的混合。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
步骤1，更具市场和客户需求的尺寸选择合适的模具，配制面色浆料、面浆层浆料和结构基体浆料，其中，面浆层浆料组分包括：
轻烧镁粉28重量份；
卤水24重量份；
抗返卤剂0.02重量份；
微硅粉6重量份；
石英砂30重量份；
颜料8重量份；
聚羧酸塑化剂0.6重量份；
纤维素醚0.02重量份；
淀粉醚0.01重量份；
丙烯酸可再分散乳胶粉3重量份；
结构基体浆料组分包括：
轻烧镁粉24重量份；
卤水21重量份；
粉煤灰5重量份；
抗返卤剂0.10重量份；
泡沫剂0.01重量份；
稳泡剂0.01重量份；
黄砂5重量份；
陶粒22重量份；
玻化微珠15重量份；
膨胀珍珠岩8重量份；
聚羧酸塑化剂0.02重量份；
纤维素醚0.02重量份；
淀粉醚0.02重量份；
步骤2，将预先配制好的面色浆料按比例和位置充分喷涂于产品模具内表面进行着色，形成颜色层。
步骤3，向模具内颜色层表面涂覆所配制的面浆层浆料，面浆层浆料的喷涂厚度根据产品厚度及起伏的不同控制在1~3mm。
步骤4，面浆层浆料喷涂完成后向模具内浇筑结构基体浆料，经震动成型，使得模具内颜色层与面浆层浆料相互渗透、融合，干燥后制得菱镁胶凝材料人造文化石材。
步骤5，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下养护后脱模，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下进行二次养护，然后烘干。
实施例2
步骤1，更具市场和客户需求的尺寸选择合适的模具，配制面色浆料、面浆层浆料和结构基体浆料，其中，面浆层浆料组分包括：
轻烧镁粉27重量份；
卤水23重量份；
抗返卤剂0.02重量份；
半水石膏4重量份；
微硅粉5重量份；
石英砂35重量份；
颜料6重量份；
聚羧酸塑化剂0.7重量份；
纤维素醚0.02重量份；
淀粉醚0.02重量份；
丙烯酸可再分散乳胶粉2重量份；
结构基体浆料组分包括：
轻烧镁粉22重量份；
卤水18重量份；
粉煤灰8重量份；
抗返卤剂0.12重量份；
泡沫剂0.02重量份；
稳泡剂0.01重量份；
微硅粉1重量份；
陶粒25重量份；
玻化微珠15重量份；
膨胀珍珠岩10重量份；
聚羧酸塑化剂0.02重量份；
纤维素醚0.04重量份；
淀粉醚0.02重量份；
步骤2，将预先配制好的面色浆料按比例和位置充分喷涂于产品模具内表面进行着色，形成颜色层。
步骤3，向模具内颜色层表面涂覆所配制的面浆层浆料，面浆层浆料的喷涂厚度根据产品厚度及起伏的不同控制在0.1~5mm。
步骤4，面浆层浆料喷涂完成后向模具内浇筑结构基体浆料，经震动成型，使得模具内颜色层与面浆层浆料相互渗透、融合，干燥后制得菱镁胶凝材料人造文化石材。
步骤5，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下养护后脱模，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下进行二次养护，然后烘干。
实施例3
步骤1，更具市场和客户需求的尺寸选择合适的模具，配制面色浆料、面浆层浆料和结构基体浆料，其中，面浆层浆料组分包括：
轻烧镁粉30重量份；
卤水26重量份；
抗返卤剂0.04重量份；
微硅粉6重量份；
石英砂30重量份；
颜料5重量份；
聚羧酸塑化剂0.7重量份；
纤维素醚0.02重量份；
淀粉醚0.02重量份；
丙烯酸可再分散乳胶粉3重量份；
结构基体浆料组分包括：
轻烧镁粉26重量份；
卤水24重量份；
粉煤灰6重量份；
抗返卤剂0.02重量份；
泡沫剂0.02重量份；
稳泡剂0.02重量份；
微硅粉1重量份；
黄砂5重量份；
陶粒20重量份；
玻化微珠18重量份；
聚羧酸塑化剂0.02重量份；
纤维素醚0.04重量份；
淀粉醚0.02重量份；
步骤2，将预先配制好的面色浆料按比例和位置充分喷涂于产品模具内表面进行着色，形成颜色层。
步骤3，向模具内颜色层表面涂覆所配制的面浆层浆料，面浆层浆料的喷涂厚度根据产品厚度及起伏的不同控制在1~3mm。
步骤4，面浆层浆料喷涂完成后向模具内浇筑结构基体浆料，经震动成型，使得模具内颜色层与面浆层浆料相互渗透、融合，干燥后制得菱镁胶凝材料人造文化石材。
步骤5，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下养护后脱模，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下进行二次养护，然后烘干。
实施例4
步骤1，更具市场和客户需求的尺寸选择合适的模具，配制面色浆料、面浆层浆料和结构基体浆料，其中，面浆层浆料组分包括：
轻烧镁粉35重量份；
卤水30重量份；
抗返卤剂0.04重量份；
微硅粉6重量份；
石英砂30重量份；
颜料5重量份；
聚羧酸塑化剂0.7重量份；
纤维素醚0.02重量份；
淀粉醚0.02重量份；
丙烯酸可再分散乳胶粉3重量份；
结构基体浆料组分包括：
轻烧镁粉30重量份；
卤水30重量份；
粉煤灰6重量份；
抗返卤剂0.02重量份；
泡沫剂0.02重量份；
稳泡剂0.02重量份；
微硅粉1重量份；
黄砂5重量份；
陶粒20重量份；
玻化微珠18重量份；
聚羧酸塑化剂0.02重量份；
纤维素醚0.04重量份；
淀粉醚0.02重量份；
步骤2，将预先配制好的面色浆料按比例和位置充分喷涂于产品模具内表面进行着色，形成颜色层。
步骤3，向模具内颜色层表面涂覆所配制的面浆层浆料，面浆层浆料的喷涂厚度根据产品厚度及起伏的不同控制在1~3mm。
步骤4，面浆层浆料喷涂完成后向模具内浇筑结构基体浆料，经震动成型，使得模具内颜色层与面浆层浆料相互渗透、融合，干燥后制得菱镁胶凝材料人造文化石材。
步骤5，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下养护后脱模，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下进行二次养护，然后烘干。
实施例5
步骤1，更具市场和客户需求的尺寸选择合适的模具，配制面色浆料、面浆层浆料和结构基体浆料，其中，面浆层浆料组分包括：
轻烧镁粉30重量份；
卤水28重量份；
抗返卤剂0.04重量份；
微硅粉6重量份；
石英砂30重量份；
颜料5重量份；
聚羧酸塑化剂1重量份；
纤维素醚0.02重量份；
淀粉醚0.02重量份；
丙烯酸可再分散乳胶粉3重量份；
结构基体浆料组分包括：
轻烧镁粉30重量份；
卤水24重量份；
粉煤灰6重量份；
抗返卤剂0.02重量份；
泡沫剂0.02重量份；
稳泡剂0.02重量份；
微硅粉1重量份；
黄砂5重量份；
陶粒20重量份；
玻化微珠18重量份；
聚羧酸塑化剂0.02重量份；
纤维素醚0.04重量份；
淀粉醚0.02重量份；
步骤2，将预先配制好的面色浆料按比例和位置充分喷涂于产品模具内表面进行着色，形成颜色层。
步骤3，向模具内颜色层表面涂覆所配制的面浆层浆料，面浆层浆料的喷涂厚度根据产品厚度及起伏的不同控制在1~3mm。
步骤4，面浆层浆料喷涂完成后向模具内浇筑结构基体浆料，经震动成型，使得模具内颜色层与面浆层浆料相互渗透、融合，干燥后制得菱镁胶凝材料人造文化石材。
步骤5，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下养护后脱模，在20~30℃、60~70%相对湿度的条件下进行二次养护，然后烘干。
本发明上述实施例制备的菱镁胶凝材料仿天然文化石，与现有天然石材和现有人造文化石材相比，具有更低的密度和导热系数，保温隔热性和隔音防火性能优越，同时具有良好的力学性能和耐腐蚀性，在各种恶劣气候环境下均能够具有极强的耐久性和颜色稳定性，不发生粉化和脱落，不易变色。
菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材、天然石材和现有人造石材物理性能比较
检测标准
1.试件的密度参照GB/T9966.2天然饰面石材试验方法，第3部分：体积密度、吸水率试验方法进行。
2.试件的保温性能导热系数测试标准参照GB/T10294-1988《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》进行。
3.试件的弯曲强度参照GB/T9966.2天然饰面石材试验方法，第2部分：干燥、水饱和弯曲强度试验方法
4.试件的抗冻性测试标准参照GB/T9966.2天然饰面石材试验方法，第1部分：干燥、水饱和、冻融循环后强度试验方法进行。
5.试件的耐酸性测试标准参照GB/T9966.2天然饰面石材试验方法，第6部分：耐酸性试验方法进行。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，其特征在于，所述菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材的结构基体组分重量比如下：
2.根据权利要求1所述的菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，其特征在于，还包括包覆在结构基体外表面的功能层，所述功能层至少包括面浆层，所述面浆层各组分重量比如下：
3.根据权利要求2所述的菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，其特征在于，所述功能层还包括颜色层、抗开裂层或隔离层中的至少一种。
4.根据权利要求2或3所述的菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，其特征在于，所述功能层的厚度为0.1～5mm。
5.根据权利要求1或2所述的菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材，其特征在于，所述轻烧镁粉中氧化镁活性成分占65％以上。
6.一种生产权利要求3所述的菱镁胶凝材料仿天然人造文化石材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，配制颜色浆料、面浆层浆料和结构基体浆料；
步骤2，将配制的颜色浆料涂覆在模具内表面，形成颜色层；
步骤3，向模具内颜色层表面涂覆所配制的面浆层浆料；
步骤4，向模具内浇筑所配制的结构基体浆料，振动成型；
其中，结构基体浆料组分重量比如下：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤还包括：
步骤5，将步骤4中振动成型的产品在20～30℃、60～70％相对湿度的条件下养护。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤还包括：
步骤6，将步骤5得到的产品进行脱模，脱模后在20～30℃、60～70％相对湿度的条件下进行二次养护。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1中配制结构基体浆料的操作为：配制泡沫剂水溶液，并将其倒入发泡机内进行发泡成微小泡沫；将轻烧镁粉加入卤水中，再加入抗返卤剂，搅拌均匀，得到浆料；将微硅粉、陶粒、黄沙、玻化微珠、膨胀珍珠岩加入浆料中进行混合搅拌；将配制好的泡沫加入浆料中，再加入其余组分，搅拌均匀，制得结构基体浆料。
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