CN106182214A - 一种高强度秸秆板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度秸秆板，包括秸秆基板，所述秸秆基板六个侧面皆通过胶黏剂依次粘结阻音层、防水层、防火层；所述秸秆基板由麦秸秆制成；所述胶黏剂为热塑性胶黏剂；所述阻音层由PU基体树脂和中空聚合物微球制备的泡沫材料板制成；所述防水层为高性能纤维板；所述防火层玻镁板；所述一种高强度秸秆板其生产方法的主要工序为：步骤一、秸秆基板的制备：1、备料输送；2、冲压成型；3、热压覆纸；4、冷却、切分、封端；步骤二、秸秆板的制备。本发明具有强度较高、阻音效果好、防火性能好、防水性能好、防虫抗菌等多种优点，可以有效替代目前市场上多种建筑板材，可广泛应用于外墙、内墙、隔墙、屋面、门、活动房屋和快装房屋的制作。
Description
技术领域
本发明涉及秸秆板生产领域，特别是涉及一种高强度秸秆板及其制备方法。
背景技术
我国是粮食生产大国，主要的农作物秸秆有20多种，年产量较大，水稻、小麦的种植也产生了秸秆的处理问题，大量的秸秆被用作牲畜的饲料，但牲畜饲料只是能消耗少部分的稻草，于是剩余的稻草秸秆便被就地燃烧解决，燃烧秸秆不但浪费了资源，还产生了环境的污染。
随着国民经济的飞快发展，人口增长以及人民生活水平的日益提高，经济基础建设规模扩大，建筑向多元化、科技化的方向迅猛发展，对木材和人造板的需求也飞快增长，而由于森林资源短缺，人们环境保护意识增强，从而限制了砍伐树木，禁止或限制焚烧农作物废弃物，而每年的木材供应缺口较大，寻求新型材料代替天然木材生产板材引起了人们的重视，而天然秸秆因其物美价廉、变废为宝、可再生性的优势成为人们关注的重点；利用农作物秸秆发展秸秆人造板，既可以有效减少了农村每年焚烧秸秆所带来的影响耕田酸碱平衡、空气污染等环境破坏，并且高强度秸秆板可替代木板使用，可以减少森林砍伐和木材进口，保护水土流失，十分符合现代环保理念。
很多的复合材料企业也以麦秸秆或是稻草作为原料生产秸秆板或是草板，目前市场上秸秆板或是草板的制备方法主要由两种：
一种秸秆板或草板的制作，是先把稻草进行碎屑成刨花，然后利用碱水浸处理，干燥后再用树脂粘剂混合压制作成板料；这些方法处理流程过于复杂，耗费的工业原料和时间过多，投资的成本过大，这使处理稻草的能力有限，企业从中收益不大，处理稻草的主动性不高，不能完全解决大量稻草秸秆的问题；
另一种秸秆板或草板的制作，是采用秸秆板挤压成型机对秸秆或是稻草进行挤压成型，成型后覆纸裁断封端处理，如专利申请号为CN201510356754.5的中国专利，提供了一种人造秸秆板材的挤压成型方法，包括以下步骤：1)备料；2)筛分；3)喂料；4)挤压成型：合格草料经供草漏斗的底端出口不断进入挤压仓，被往复运动的挤压头不断挤压成初步板坯，并进入挤压热床进行二次定型，通过一定量膨胀及热床上下型板的挤压作用最终成型为选定厚度的板坯，其中挤压热床温度为180-200℃，挤压热床中压力为45-60kg/㎡，挤压时间为90-120s；5)覆纸；6)冷却运输；7)定尺切分；8)封端。该发明制得的人造秸秆板材，虽然声称“只采用稻草或者麦秆，不含任何添加剂，生产成本低，生产效率高，生产处的人造秸秆板材具有不含甲醛，具有质轻、保温、隔热、隔音、阻燃、抗震、环保等优点”。但是，其存在着一个最为重要的问题，也是对于秸秆板，对于建筑板材最为不可忽视的问题，那就是其强度问题，由于其采用横向冲压而成，冲压过程中不添加任何胶黏剂，这就会导致其纵向强度过低，其强度、特别是纵向强度较差，生产质量不够稳定，不能生产40mm厚度以下和60mm厚度以上的稻草板；而如果秸秆板的硬度无法达到国家建材使用标准或是刚刚达到国家建材使用标准，就会对使用该建材的建筑物造成巨大隐患，对居住在该建材建成建筑物的人们来说，生命安全无法受到保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度秸秆板及其制备方法，具有强度较高、阻音效果好、防火性能好、防水性能好、防虫抗菌等多种优点，可以有效替代目前市场上多种建筑板材，可广泛应用于外墙、内墙、隔墙、屋面、吊顶、地板隔层、门、活动房屋和快装房屋等制作上；且其可以有效解决现有秸秆板中存在的强度差、添加混合胶黏剂环保性差、加工成本较高等问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种高强度秸秆板，包括秸秆基板，所述秸秆基板六个侧面皆通过胶黏剂依次粘结阻音层、防水层、防火层；所述秸秆基板由麦秸秆制成；所述胶黏剂为热塑性胶黏剂；所述阻音层由PU基体树脂和中空聚合物微球制备的泡沫材料板制成；所述防水层为高性能纤维板；所述防火层玻镁板。
所述一种高强度秸秆板的生产方法，其生产方法的主要工序为：
步骤一、秸秆基板的制备：
1、备料输送：取松散的、干净的农作物秸秆，置于输送筛分装置上，经输送筛分装置输送至落料器内部；输送筛分装置输送过程中，农作物秸秆首先经水平输送机输送至倾斜输送机，再输送至步进筛分机，步进筛分机输送过程中原料草又被进一步松散均匀化，并除去谷粒、碎草等杂物；
2、冲压成型：落料器内部的农作物秸秆不断从冲压成型机上端下落至其冲头组件前，冲压成型机通过冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压；冲压成型过程中，冲压成型机上端通过梳理叉对农作物秸秆进行横向梳理，冲头组件前端设置冲压室，冲压时，冲头组件往复运动，将农作物秸秆一束一束地冲压至冲压室，不断冲压，形成草板柸；
3、热压覆纸：草板柸向前推进，从冲压成型机推进至热压定型装置内，首先进入至热压定型装置内前热压装置，经前热压装置上热板与下热板对其进行热压，热压后通过刷胶覆纸装置对其刷胶覆纸，然后向前推进至后热压装置内，经后热压装置再次热压；
4、冷却、切分、封端：热压覆纸后的草板柸通过冷却带冷却，冷却后进入至秸秆板裁断装置中，进行裁断切割处理；裁断切割后输送至封端机进行封端，制得秸秆基板；
步骤二、秸秆板的制备：
取封端后的秸秆基板，在秸秆基板的六面上依次进行刷胶、粘结阻音层处理，粘结阻音层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在阻音层外壁上刷胶，并粘结防水层；粘结防水层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在防水层外壁上刷胶，并粘结防火层，粘结防火层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，冷却后即得成品。
所述步骤一，秸秆基板的制备中，备料输送所取松散的、干净的农作物秸秆的含水率为6-11%。
所述步骤一，秸秆基板的制备中，冲压成型过程中，冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压后，会在形成的草板柸冲压面上形成多个管状冲压孔；在草板柸冲压成型后，在草板柸的多个管状冲压孔内部分别装置多根钢筋管。
所述步骤一，秸秆基板的制备中，热压覆纸过程中，前热压装置的热压温度为200-210℃，热压时间为80-90s，后热压装置的热压温度为155-175℃，热压时间为40-50s。
所述农作物秸秆为防虫抗菌农作物秸秆，经筛洗除杂、防虫抗菌液喷淋、烘干脱水三道工序制成；所述防虫抗菌液由关黄柏50份、黄树皮30份、大青叶30份、蒲公英30份、山豆根20份混合煎煮而成，煎煮时加入总质量8-10倍的水，煎煮时间为30-45min；煎煮后的溶液晾凉后加入80倍质量的纯净水，混合均匀后即可喷淋使用。
所述阻音层的厚度为2mm、防水层的厚度为1.5mm、防火层的厚度为3mm。
所述农作物秸秆为稻草秸秆或麦秸秆。
本发明的有益效果：本发明的一种高强度秸秆板及其制备方法，具有强度较高、阻音效果好、防火性能好、防水性能好、防虫抗菌等多种优点，可以有效替代目前市场上多种建筑板材，可广泛应用于外墙、内墙、隔墙、屋面、吊顶、地板隔层、门、活动房屋和快装房屋等制作上；且其可以有效解决现有秸秆板中存在的强度差、添加混合胶黏剂环保性差、加工成本较高等问题。
本发明还具有以下多种优点：
1、本发明的高强度秸秆板，采用农作物秸秆为原料，原料充足，可就地取材，成本低，有效减少了农村每年焚烧秸秆所带来的影响耕田酸碱平衡、空气污染等环境破坏，并且高强度秸秆板可替代木板使用，可以减少森林砍伐和木材进口，保护水土流失，十分符合现代环保理念。
2、本发明的高强度秸秆板，其所采用的农作物秸秆为防虫抗菌农作物秸秆，经筛洗除杂、防虫抗菌液喷淋、烘干脱水三道工序制成，使其具有由防虫、抗菌的优点，其防虫抗菌液喷淋采用中草药关黄柏50份、黄树皮30份、大青叶30份、蒲公英30份、山豆根20份制成，纯天然无毒害，使得本农作物秸秆制成的秸秆板不仅保护环境，还可以改善人们的居住环境。
3、本发明的高强度秸秆板，具有耐磨、美观、环保、防潮、阻燃、经济实用等诸多优点，在多个方面皆比木质人造板的优点更为突出，并且不含甲醛，质量较高，能满足不同的市场需求，使其适用范围更广。
具体实施方式
实施例1
一种高强度秸秆板，包括秸秆基板，所述秸秆基板六个侧面皆通过胶黏剂依次粘结阻音层、防水层、防火层；所述秸秆基板由农作物秸秆制成；所述胶黏剂为热塑性胶黏剂；所述阻音层由PU基体树脂和中空聚合物微球制备的泡沫材料板制成；所述防水层为高性能纤维板；所述防火层玻镁板。
所述一种高强度秸秆板的生产方法，其生产方法的主要工序为：
步骤一、秸秆基板的制备：
1、备料输送：取松散的、干净的农作物秸秆，置于输送筛分装置上，经输送筛分装置输送至落料器内部；输送筛分装置输送过程中，农作物秸秆首先经水平输送机输送至倾斜输送机，再输送至步进筛分机，步进筛分机输送过程中原料草又被进一步松散均匀化，并除去谷粒、碎草等杂物；
2、冲压成型：落料器内部的农作物秸秆不断从冲压成型机上端下落至其冲头组件前，冲压成型机通过冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压；冲压成型过程中，冲压成型机上端通过梳理叉对农作物秸秆进行横向梳理，冲头组件前端设置冲压室，冲压时，冲头组件往复运动，将农作物秸秆一束一束地冲压至冲压室，不断冲压，形成草板柸；
3、热压覆纸：草板柸向前推进，从冲压成型机推进至热压定型装置内，首先进入至热压定型装置内前热压装置，经前热压装置上热板与下热板对其进行热压，热压后通过刷胶覆纸装置对其刷胶覆纸，然后向前推进至后热压装置内，经后热压装置再次热压；
4、冷却、切分、封端：热压覆纸后的草板柸通过冷却带冷却，冷却后进入至秸秆板裁断装置中，进行裁断切割处理；裁断切割后输送至封端机进行封端，制得秸秆基板；
步骤二、秸秆板的制备：
取封端后的秸秆基板，在秸秆基板的六面上依次进行刷胶、粘结阻音层处理，粘结阻音层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在阻音层外壁上刷胶，并粘结防水层；粘结防水层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在防水层外壁上刷胶，并粘结防火层，粘结防火层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，冷却后即得成品。
所述步骤一，秸秆基板的制备中，备料输送所取松散的、干净的农作物秸秆的含水率为6-11%。
所述步骤一，秸秆基板的制备中，冲压成型过程中，冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压后，会在形成的草板柸冲压面上形成多个管状冲压孔；在草板柸冲压成型后，在草板柸的多个管状冲压孔内部分别装置多根钢筋管。
所述步骤一，秸秆基板的制备中，热压覆纸过程中，前热压装置的热压温度为200-210℃，热压时间为80-90s，后热压装置的热压温度为155-175℃，热压时间为40-50s。
所述农作物秸秆为防虫抗菌农作物秸秆，经筛洗除杂、防虫抗菌液喷淋、烘干脱水三道工序制成；所述防虫抗菌液由关黄柏50份、黄树皮30份、大青叶30份、蒲公英30份、山豆根20份混合煎煮而成，煎煮时加入总质量8-10倍的水，煎煮时间为30-45min；煎煮后的溶液晾凉后加入80倍质量的纯净水，混合均匀后即可喷淋使用。
所述阻音层的厚度为2mm、防水层的厚度为1.5mm、防火层的厚度为3mm。
所述农作物秸秆为稻草秸秆或麦秸秆。
实施例2
所述一种高强度秸秆板的生产方法，其生产方法的主要工序为：
步骤一、秸秆基板的制备：
1、备料输送：取松散的、干净的、含水率为8%的农作物秸秆，置于输送筛分装置上，经输送筛分装置输送至落料器内部；输送筛分装置输送过程中，农作物秸秆首先经水平输送机输送至倾斜输送机，再输送至步进筛分机，步进筛分机输送过程中原料草又被进一步松散均匀化，并除去谷粒、碎草等杂物；
2、冲压成型：落料器内部的农作物秸秆不断从冲压成型机上端下落至其冲头组件前，冲压成型机通过冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压；冲压成型过程中，冲压成型机上端通过梳理叉对农作物秸秆进行横向梳理，冲头组件前端设置冲压室，冲压时，冲头组件往复运动，将农作物秸秆一束一束地冲压至冲压室，不断冲压，形成草板柸；
冲压成型过程中，冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压后，会在形成的草板柸冲压面上形成多个管状冲压孔；在草板柸冲压成型后，在草板柸的多个管状冲压孔内部注入强力胶，并静置3-5小时，使得强力胶充分融入草板柸内部，增强秸秆间的粘合力；
3、热压覆纸：草板柸向前推进，从冲压成型机推进至热压定型装置内，首先进入至热压定型装置内前热压装置，经前热压装置上热板与下热板对其进行热压，热压后通过刷胶覆纸装置对其刷胶覆纸，然后向前推进至后热压装置内，经后热压装置再次热压；
热压覆纸过程中，前热压装置的热压温度为210℃，热压时间为85s，后热压装置的热压温度为160℃，热压时间为50s。
4、冷却、切分、封端：热压覆纸后的草板柸通过冷却带冷却，冷却后进入至秸秆板裁断装置中，进行裁断切割处理；裁断切割后输送至封端机进行封端，制得秸秆基板；
步骤二、秸秆板的制备：
取封端后的秸秆基板，在秸秆基板的六面上依次进行刷胶、粘结阻音层处理，粘结阻音层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在阻音层外壁上刷胶，并粘结防水层；粘结防水层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在防水层外壁上刷胶，并粘结防火层，粘结防火层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，冷却后即得成品。
实施例3
所述一种高强度秸秆板的生产方法，其生产方法的主要工序为：
步骤一、秸秆基板的制备：
1、备料输送：取松散的、干净的、含水率为10%的农作物秸秆，置于输送筛分装置上，经输送筛分装置输送至落料器内部；输送筛分装置输送过程中，农作物秸秆首先经水平输送机输送至倾斜输送机，再输送至步进筛分机，步进筛分机输送过程中原料草又被进一步松散均匀化，并除去谷粒、碎草等杂物；
2、冲压成型：落料器内部的农作物秸秆不断从冲压成型机上端下落至其冲头组件前，冲压成型机通过冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压；冲压成型过程中，冲压成型机上端通过梳理叉对农作物秸秆进行横向梳理，冲头组件前端设置冲压室，冲压时，冲头组件往复运动，将农作物秸秆一束一束地冲压至冲压室，不断冲压，形成草板柸；
3、热压覆纸：草板柸向前推进，从冲压成型机推进至热压定型装置内，首先进入至热压定型装置内前热压装置，经前热压装置上热板与下热板对其进行热压，热压后通过刷胶覆纸装置对其刷胶覆纸，然后向前推进至后热压装置内，经后热压装置再次热压；
热压覆纸过程中，前热压装置的热压温度为200℃，热压时间为90s，后热压装置的热压温度为170℃，热压时间为45s。
4、冷却、切分、封端：热压覆纸后的草板柸通过冷却带冷却，冷却后进入至秸秆板裁断装置中，进行裁断切割处理；裁断切割后输送至封端机进行封端，制得秸秆基板；
步骤二、秸秆板的制备：
取封端后的秸秆基板，在秸秆基板的六面上依次进行刷胶、粘结阻音层处理，粘结阻音层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在阻音层外壁上刷胶，并粘结防水层；粘结防水层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在防水层外壁上刷胶，并粘结防火层，粘结防火层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，冷却后即得成品。
实施例4
所述一种高强度秸秆板的生产方法制备出的秸秆基板还可单独使用，该秸秆基板具有质轻、隔音、自熄、强度较高、保温性能好等优点；产品规格适用，厚度有38、50、58mm三种，宽度1200mm，长度900～4500mm；用途广泛，可用做外墙、内墙、隔墙、屋面、吊顶、地板隔层、门、活动房屋和快装房屋等。
具体指标：
导热系数：0.101瓦/米·℃（50mm厚的秸秆板相当于300～400mm砖墙），重量：20～25kg/㎡（比重0.35T/m³），冲击强度：1.2×2.4×0.05m板材，四边支承，可承受由2m高落下的75kg砂袋的守中击力。
负荷能力1.2×2.4×0.05m板材，四边支承，可承受3000kg均布负荷(约1000kg/m)，耐火率3000℃烧0.5小时，不燃隔音单板30dB双板50dB (中间加矿棉)，吸湿湿度在18%以下相当于木材的吸湿率；湿度在55%时，6个月后秸秆板的吸湿率11%； 湿度在75%时，6个月后秸秆板的吸湿率为14%，湿度在95%时，6个月后秸秆板的吸湿率为19%(仍可使用3～4个月)。
该秸秆基板的优点：
1．良好的强度
秸秆板的强度来自秸秆纤维和护面纸的共同作用，由于原料秸秆在板内大体上处于横向排列(实际上为人字形排列)，因而秸秆板的横向强度大于纵向强度。以2400 mm×1200mm×58 mm秸秆板为试样，在4边支撑的条件下，试样中心加1250 N载荷，挠度小于5 mm：其破坏载荷可达5000 N以上。
2、保温隔热、隔音性能好
秸秆板的导热系数仅为0.108 W/(m．K)，远低于粘土砖、混凝土，可作为一种保温隔热材料使用；秸秆板的隔音能力为30dB。
3、良好的防火性能
秸秆板中的原料草被挤压密实，加上导热系数甚低，有自熄性。用1000℃火焰燃烧秸秆板，其耐火极限为1 h。有关方面曾现场实地试验：用氧乙炔喷枪对秸秆板直接定位燃烧20min，熄火后检查，发现被烧处只烧去约5 mm的坑，表面结了一层碳，刮去碳层露出秸秆，总深度不超过10 mm。公安部消防研究所曾测定，单一的秸秆板墙体，其耐火极限为1h，两面复合石膏板后耐火极限可达2h。
4、绿色建材
秸秆板以天然秸秆为原料，表面粘贴护面纸，在生产和使用过程中对环境不产生污染，即使当它完成使用目的被拆除后，仍可回归大自然，是标准的绿色建材。
Claims (8)
1.一种高强度秸秆板，包括秸秆基板，其特征在于：所述秸秆基板六个侧面皆通过胶黏剂依次粘结阻音层、防水层、防火层；所述秸秆基板由农作物秸秆制成；所述胶黏剂为热塑性胶黏剂；所述阻音层由PU基体树脂和中空聚合物微球制备的泡沫材料板制成；所述防水层为高性能纤维板；所述防火层玻镁板。
2.根据权利要求1所述一种高强度秸秆板的生产方法，其特征在于：其生产方法的主要工序为：
步骤一、秸秆基板的制备：
1、备料输送：取松散的、干净的农作物秸秆，置于输送筛分装置上，经输送筛分装置输送至落料器内部；输送筛分装置输送过程中，农作物秸秆首先经水平输送机输送至倾斜输送机，再输送至步进筛分机，步进筛分机输送过程中原料草又被进一步松散均匀化，并除去谷粒、碎草等杂物；
2、冲压成型：落料器内部的农作物秸秆不断从冲压成型机上端下落至其冲头组件前，冲压成型机通过冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压；冲压成型过程中，冲压成型机上端通过梳理叉对农作物秸秆进行横向梳理，冲头组件前端设置冲压室，冲压时，冲头组件往复运动，将农作物秸秆一束一束地冲压至冲压室，不断冲压，形成草板柸；
3、热压覆纸：草板柸向前推进，从冲压成型机推进至热压定型装置内，首先进入至热压定型装置内前热压装置，经前热压装置上热板与下热板对其进行热压，热压后通过刷胶覆纸装置对其刷胶覆纸，然后向前推进至后热压装置内，经后热压装置再次热压；
4、冷却、切分、封端：热压覆纸后的草板柸通过冷却带冷却，冷却后进入至秸秆板裁断装置中，进行裁断切割处理；裁断切割后输送至封端机进行封端，制得秸秆基板；
步骤二、秸秆板的制备：
取封端后的秸秆基板，在秸秆基板的六面上依次进行刷胶、粘结阻音层处理，粘结阻音层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在阻音层外壁上刷胶，并粘结防水层；粘结防水层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，热压后在防水层外壁上刷胶，并粘结防火层，粘结防火层后，置于热压定型装置中，经前热压装置热压，冷却后即得成品。
3.根据权利要求2所述一种高强度秸秆板的生产方法，其特征在于：所述步骤一，秸秆基板的制备中，备料输送所取松散的、干净的农作物秸秆的含水率为6-11%。
4.根据权利要求2所述一种高强度秸秆板的生产方法，其特征在于：所述步骤一，秸秆基板的制备中，冲压成型过程中，冲头组件对落下的农作物秸秆向前进行冲压后，会在形成的草板柸冲压面上形成多个管状冲压孔；在草板柸冲压成型后，在草板柸的多个管状冲压孔内部分别装置多根钢筋管。
5.根据权利要求2所述一种高强度秸秆板的生产方法，其特征在于：所述步骤一，秸秆基板的制备中，热压覆纸过程中，前热压装置的热压温度为200-210℃，热压时间为80-90s，后热压装置的热压温度为155-175℃，热压时间为40-50s。
6.根据权利要求1所述的一种高强度秸秆板，其特征在于：所述农作物秸秆为防虫抗菌农作物秸秆，经筛洗除杂、防虫抗菌液喷淋、烘干脱水三道工序制成；所述防虫抗菌液由关黄柏50份、黄树皮30份、大青叶30份、蒲公英30份、山豆根20份混合煎煮而成，煎煮时加入总质量8-10倍的水，煎煮时间为30-45min；煎煮后的溶液晾凉后加入80倍质量的纯净水，混合均匀后即可喷淋使用。
7.根据权利要求1所述的一种高强度秸秆板，其特征在于：所述阻音层的厚度为2mm、防水层的厚度为1.5mm、防火层的厚度为3mm。
8.根据权利要求1所述的一种高强度秸秆板，其特征在于：所述农作物秸秆为稻草秸秆或麦秸秆。
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