CN116678706A - 一种混凝土构件、混凝土构件内部缺陷检测方法 - Google Patents

一种混凝土构件、混凝土构件内部缺陷检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及建材检测技术领域,尤其涉及一种混凝土构件、混凝土构件内部缺陷检测方法。提供的混凝土构件包括混凝土构件基体,在混凝土构件基体内镶嵌有若干支撑件,支撑件包括相变筋,相变筋用于在混凝土构件基体内形成观察腔。混凝土构件内部缺陷检测方法包括如下步骤:在本申请混凝土构件上选择检测点;将检测点处的相变筋至少部分除去,在混凝土构件基体内的检测点处形成观察腔;将检测装置置于观察腔内进行检测。相比现有技术的钻芯法和超声法,本申请可以直观检测混凝土构件内部密实度、缺陷等等,且可以实现无损且准确的检测。

Description

一种混凝土构件、混凝土构件内部缺陷检测方法
技术领域
本申请涉及建材检测技术领域,尤其涉及一种混凝土构件、混凝土构件内部缺陷检测方法。
背景技术
混凝土构件的内部密实、缺陷等研究具有非常重要的安全、经济意义,现有技术中,检测混凝土构件内部密实度、缺陷等主要有钻芯法、超声波法。钻芯法可以直观观察混凝土构件内部密实度、缺陷等,然而钻芯时的切割、振动与挤压会影响样品的密实度与缺陷等待检测内容,并且钻芯法会对结构混凝土造成局部损伤,是一种不可逆的半破损检测手段。超声波法不会对混凝土构件造成损伤,但只能获得处理而成的图像,无法实现缺陷可视化,而且对大体积的混凝土构件做检测时,高密度的钢筋布置会吸收扰乱超声波,导致超声波检测方法判断困难,最后,超声波法无法直观观察到构件内部密实情况。
发明内容
本申请的目的在于提供一种混凝土构件、混凝土构件内部缺陷检测方法,旨在解决现有技术无法无损且直观检测混凝土内部密实度、缺陷的问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
第一方面,本申请提供一种混凝土构件,包括混凝土构件基体,在混凝土构件基体内镶嵌有若干支撑件,支撑件包括相变筋,相变筋用于在混凝土构件基体内形成观察腔。
本申请混凝土构件的该些观察腔可以用于混凝土构件内部检测,并且可以根据需要选择若干相变筋中的全部或者一部分发生相变,以对应除去全部或部分的相变筋,从而检测观察腔对应位置混凝土构件内部,可以直观检测混凝土构件内部密实度、缺陷等等,且可以实现无损且准确的检测。而且其中的相变筋可以循环利用,回收使用。
第二方面,本申请提供一种混凝土构件内部缺陷检测方法,包括如下步骤:
在本申请混凝土构件上选择检测点;
将检测点处的相变筋至少部分除去,在混凝土构件基体内的检测点处形成观察腔;
将检测装置置于观察腔内进行检测。
本申请提供的混凝土构件内部缺陷检测方法通过上述三个步骤,可以保留混凝土构件内部原有状态,无损直观准确检测混凝土构件内部密实、缺陷等等。相比现有技术的钻芯法,可以不用损坏混凝土构件基体,直观且准确检测混凝土构件内部的密实度以及是否存在缺陷,缺陷的位置、大小、形状等信息,过程中不会发生切割、振动与挤压,不会影响密实度与缺陷原本的情形,实现无损且准确的检测。相比传统超声波法,可以直接通过检测装置更直观且真实地观察混凝土构件内部的密实度情况和缺陷情况,而不会受到高密度钢筋的干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的混凝土构件结构示意图;
图2是本申请一实施例提供的混凝土构件结构示意图;
图3是本申请一实施例提供的混凝土构件中相变筋结构示意图;
其中,附图标记如下:
1-混凝土构件基体;2-相变筋;3-观察腔;4-加热单元。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“ a,b,或c中的至少一项(个)”,或,“a,b,和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a, b, c, a-b(即a和b), a-c, b-c, 或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地,本申请实施例说明书中的质量可以是µg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本申请实施例范围的情况下,第一XX也可以被称为第二XX,类似地,第二XX也可以被称为第一XX。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种混凝土构件。一些实施例中,如图1所示,本申请实施例混凝土构件包括混凝土构件基体1,在混凝土构件基体1内镶嵌有若干支撑件,支撑件包括相变筋2,相变筋2用于在混凝土构件基体1内形成观察腔3。
其中,支撑件指的是可以在混凝土构件中起到支撑、限位等作用的物件,包括本申请实施例中的相变筋2,支撑件可以全部是相变筋2,也可以部分是相变筋2,另一部分包括常见的钢筋等等。相变筋2就是在一定条件下(例如温度变化)会发生相变(例如固相转变为液相,固相转变为气相)的材料制得的筋状物,发生相变的同时混凝土构件基体1内部的密实程度、缺陷等可以保持原状,确保检测准确性。若干支撑件表示支撑件的数量可以是一个或两个以上,当然,相变筋2的数量也可以是一个或两个以上。镶嵌表示至少部分支撑件是分布在混凝土构件基体内,当然,至少部分相变筋2也是分布在混凝土构件基体1内。观察腔3是指相变筋2被除去后在混凝土构件基体1内部留下的腔体。
本申请实施例混凝土构件通过在混凝土构件基体1内镶嵌若干支撑件,支撑件包括相变筋2,并且可以根据需要选择若干相变筋2中的全部或者一部分发生相变,从而该些相变筋2可以被除去而在混凝土构件基体1内形成观察腔3,从而该些观察腔3可以用于混凝土构件内部检测,从而检测观察腔3对应位置混凝土构件内部,即可以对检测位置选择性采样。例如可以用检测装置在观察腔3内直观检测混凝土构件内部密实度、缺陷等等,具体可以是通过微型摄像头对观察腔3进行观察拍照录像,可以是通过超声波检测装置放置在观察腔3中,检测混凝土构件基体1内部密实度等等。
基于本申请实施例混凝土构件的结构,其进行内部检测时,相比现有技术的钻芯法,可以不用损伤混凝土构件基体1,直观且准确检测混凝土构件内部的密实度以及是否存在缺陷,缺陷的位置、大小、形状等信息,过程中不会发生切割、振动与挤压,不会影响密实度与缺陷原本的情形,实现无损且准确的检测。相比传统超声波法,可以直接通过检测装置更直观且真实地观察混凝土构件内部的密实度情况和缺陷情况,而不会受到高密度钢筋的干扰。检测完成后还可以将相变筋2的材料注入观察腔3中,待其反向相变(与除去相变筋2相反的物态变化)后,使除去的相变筋2恢复原状,可以循环利用,回收使用。
一些实施例中,相变筋2的相变温度高于混凝土构件基体1的硬化温度,且低于混凝土构件基体1的耐热温度。根据具体选用的混凝土材料性质,硬化温度指混凝土构件基体1所含混凝土材料的硬化温度,可以是25℃;耐热温度指混凝土构件基体1所含混凝土材料的耐热温度,可以是300℃,混凝土材料在温度不超过300℃时,强度几乎不受影响,且可以与构件中的钢筋紧密结合共同工作,当温度过高时,例如达到600~900℃,表面可能出现裂缝,强度下降,且会影响与钢筋之间的结合强度,因此耐热温度可以是300℃。将相变筋2的相变温度设置在混凝土构件基体1的硬化温度与耐热温度之间,从而相变筋2既可以牢固稳定地存在于混凝土构件基体1中,又可以在混凝土构件基体1硬化过程中保持性质稳定,还可以在一定温度下发生相变,从混凝土构件基体1中排出,从而形成观察腔3,用于检测装置进行检测。一些实施例中,相变筋2的相变温度≥90℃,该些相变温度的相变筋2既满足日常情况下相变筋2牢固稳定存在,又可以在相变温度以上的温度发生相变,形成观察腔3用于检测。示范例中,相变筋2的相变温度可以包括但不限于90℃、100℃、120℃、150℃、200℃、250℃、300℃。当相变筋2为金属件时,相变温度可以是金属的熔点。示范例中,当相变筋2是由固态转化为液态时,可以进行回收,回收的方式可以是在混凝土构件上提供容器,容器内还可以提供保温装置,以回收并保存相变筋2相变后的材料,进而循环利用。示范例中,可以先准备好若干支撑件,支撑件包括相变筋2,再将混凝土浇筑在支撑件周围,脱模后待混凝土逐渐硬化得到混凝土构件。
一些实施例中,相变筋2可以包括塑料件和/或金属件;塑料件所采用的塑料材料与金属件所采用的金属材料在日常使用中既有一定强度和稳定性,也不会与混凝土构件基体1发生化学反应,可以在一定条件下发生相变,而且液化后可以从混凝土构件基体1内流出,不会对混凝土构件基体1内部造成损伤,确保检测准确性,更利于检测装置进行准确直观的检测。此外,塑料件或金属件可以循环利用,回收使用。相变筋2的材料可以全部采用塑料、全部采用金属,或者相变筋2中若干采用塑料、若干采用金属。其中,金属可以包括合金,例如Bi基合金(Bi-Sn、Bi-Zn、Bi-Sn-Zn、Bi-Sn-In、Bi-Sn-Sb等)、In基合金(In-Sn、In-Bi、In-Sn-Bi、In-Sn-Zn等)、Sn基合金(Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-In、Sn-Sb、Sn-Ag、Sn-Bi-In、Sn-Bi-Zn、Sn-Bi-Sb、Sn-Bi-Ag等)中的至少一种,该些合金赋予相变筋2进一步具有上述性能,且一般为低熔点合金,可以在一定加热条件下发生相变,便于检测装置进行检测。
相变筋2发生相变的方式中,可以是一定温度下发生相变,可以是加热的方式使相变筋2达到该温度,如图2(图2仅示意了其中一根相变筋2)、图3所示,一些实施例中,可以在相变筋2内设置有加热单元4,加热单元4用于对相变筋2加热以除去相变筋2。加热单元4可以是预设在相变筋2内部,例如可以是在相变筋2内预留有加热单元4的通道,再将加热单元4置于其中,例如可以是在加热单元4周围浇筑相变筋2的材料(塑料或合金)待固化后得到预设有加热单元4的相变筋2。另外,加热单元4还可以预设在相变筋2的表面,例如可以是缠绕在相变筋2表面,可以是沿着相变筋2轴向在相变筋2表面设置。以上的加热单元4可以是电热丝,电热丝可以伸出混凝土构件的导线与电源相连,可以选择性加热,选择性除去相变筋2,通过检测装置选择性对观察腔3内进行检测。
一些实施例中,相变筋2的直径可以为16~50mm;该些直径的相变筋2强度高牢固稳定,且可以提供足够空间大小的观察腔3用于检测。示范例中,当对大型混凝土构件的缩尺模型进行检测时,相变筋2的设计直径可以为16~32mm;对于锚固和连接等重要的关键部位,设计直径可以为32~50mm。可以理解的是,观察腔3的直径也可以对应的为16~50mm。
一些实施例中,相变筋2的数量占支撑件总数量的5%~10%;数量指的是相变筋2的根数或支撑件的根数,该些比例的相变筋2可以提供足够数量的观察腔3,提高检测样本数,提高检测准确度,还可以使相变筋2总体强度高牢固稳定。此外,不同混凝土构件的配筋率是不同的,还可以根据构件的尺寸和形状进行调整,大型构件可以选用较高数量占比的相变筋2,以确保形成足够的观察腔3;而对于小型构件,适度数量占比的相变筋2可能已足够。当然还可以根据检测目的和要求来确定,可以根据需要检测的缺陷类型以及对于缺陷检测的精度和可靠性要求,相变筋2的数量占比也可能有所不同。示范例中,数量占比可以包括但不限于5%、7%、9%、10%。
一些实施例中,相变筋2在混凝土构件基体内可以呈阵列分布;这样可以使相变筋2空间位置分布更均匀,从而可以检测内部多处,有利于检测结果分析,还可以使相变筋2总体强度高牢固稳定。一些实施例中,相变筋2可以制成类似钢筋笼的形状得到相变筋2笼,可以进一步获得上述效果。
本申请实施例第二方面提供一种混凝土构件内部缺陷检测方法。结合图1至图3,本申请实施例混凝土构件内部缺陷检测方法包括如下步骤:
S10:在上文本申请实施例混凝土构件上选择检测点;
S20:将检测点处的相变筋2至少部分除去,在混凝土构件基体1内的检测点处形成观察腔3;
S30:将检测装置置于观察腔3内进行检测。
本申请实施例混凝土构件内部缺陷检测方法通过上述三个步骤,可以保留混凝土构件内部原有状态,无损直观准确检测混凝土构件内部密实、缺陷等等。相比现有技术的钻芯法,可以不用损坏混凝土构件基体1,直观且准确检测混凝土构件内部的密实度以及是否存在缺陷,缺陷的位置、大小、形状等信息,过程中不会发生切割、振动与挤压,不会影响密实度与缺陷原本的情形,实现无损且准确的检测。相比传统超声波法,可以直接通过检测装置更直观且真实地观察混凝土构件内部的密实度情况和缺陷情况,而不会受到高密度钢筋的干扰。
步骤S10:检测点即待检测内部密实度、缺陷等特征的检测位置,该步骤选择检测点的位置可以是相变筋2所在位置,可以是相变筋2所在位置中的全部或一部分。
步骤S20:该步骤是至少部分除去(部分或全部的意思)相变筋2的步骤。一些实施例中,可以在相变筋2(例如塑料筋、合金筋)内和/或表面设置有加热单元4,启动加热单元4对处于检测点内的相变筋2进行加热,直至检测点内的相变筋2至少部分除去,形成观察腔3,便于后续步骤进行检测观察。当然,加热单元4在完成加热相变筋2的步骤后可以视情况从混凝土构件中移出,便于后续检测观测。一些实施例中,除去相变筋2的方法还可以包括水浴或油浴,通过高温水或高温油使相变筋2(例如塑料筋、合金筋)发生相变,水浴或油浴的方式尤其适合将相变筋2一次性全部除去的情况,便于对所有观察腔3进行检测。
一些实施例中,可以在混凝土构件基体1的不同龄期除去相变筋2。可以在混凝土构件基体1的龄期为3天、7天、14天、28天、60天、90天中的至少一龄期除去相变筋2。这样可以准确直观地检测混凝土构件基体1在不同龄期的内部密实、缺陷等状态,可以进行更为综合全面的判断。
步骤S30:是最后进行检测的步骤,一些实施例中,检测装置可以包括摄像头、超声波检测装置、雷达检测装置中的至少一种。例如可以是通过微型摄像头对观察腔3进行观察拍照录像;可以是通过超声波检测装置放置在观察腔3中,检测混凝土构件基体1内部密实度等等,具体可以是将超声波信号发射器和接收器分别放置在两个观察腔3内,利用超声波检测混凝土构件基体1内部密实度等;可以是通过雷达检测装置放置在观察腔3中,检测混凝土构件基体1内部密实度等等,具体可以是将电磁波信号发射器和接收器分别放置在两个观察腔3内,利用电磁波检测混凝土构件基体1内部密实度等,电磁波的类型可以是微波。该些检测装置与检测方法可以独立检测,也可以其中几种结合进行检测。最后,在混凝土构件内部检测完成后,还可以将相变筋2的材料注入观察腔3,提供相应的相变条件,待其反向相变(与除去相变筋2相反的物态变化),可以使除去的相变筋2恢复原状。
下面结合具体实施例进行说明。
混凝土构件及混凝土构件内部缺陷检测方法实施例
实施例1
本实施例提供一种混凝土构件及混凝土构件内部缺陷检测方法。该混凝土构件包括混凝土构件基体和镶嵌在混凝土构件基体内的相变筋;其中,相变筋为低熔点(熔点98℃)的In-Sn合金铸造而成,将若干相变筋组合成合金笼。
混凝土构件制备方法:将若干相变筋组合成合金笼,混凝土浇筑在合金笼上,脱模7天后得到混凝土构件,如图1所示。
混凝土构件内部缺陷检测方法包括如下步骤:
S1:在混凝土构件上选取若干相变筋所在处作为检测点;
S2:通过油浴加热融化检测点处的合金使其流出,形成观察腔;
S3:将微型摄像头插入观察腔直接观察检测;
S4:在混凝土构件基体后续龄期选择若干相变筋所在处作为检测点,重复上述步骤S1~S3进行检测。
此外,步骤S3~S4每次观察检测完成后,可以将微型摄像头取出,将In-Sn合金重新注入观察腔,冷却后使相变筋复原。
实施例2
本实施例提供一种混凝土构件及混凝土构件内部缺陷检测方法。该混凝土构件包括混凝土构件基体和镶嵌在混凝土构件基体内的若干相变筋;其中,相变筋为低熔点(熔点138℃)的Bi-Sn合金铸造而成,相变筋内设置有电热丝(加热单元),电热丝两端连接有导线,导线延伸出相变筋。将若干相变筋组合成合金笼。
混凝土构件制备方法:将连接有导线的若干电热丝(加热单元)采用低熔点(熔点138℃)的Bi-Sn合金浇筑在电热丝周围,铸造成包裹有电热丝的若干相变筋,将相变筋组合成合金笼,将混凝土浇筑在合金笼上,脱模7天后得到混凝土构件,混凝土构件中包括混凝土构件基体和相变筋,相变筋中包括加热单元,如图1、图2(图2仅示意了其中一根相变筋)、图3所示。
混凝土构件内部缺陷检测方法包括如下步骤:
S1:在混凝土构件上选取若干相变筋所在处作为检测点;
S2:对检测点处的相变筋所含电热丝通电加热使合金流出,形成观察腔;
S3:将微型摄像头插入观察腔直接观察检测;
S4:在混凝土构件基体后续龄期选择若干相变筋所在处作为检测点,重复上述步骤S1~S3进行检测。
此外,步骤S3~S4每次观察检测完成后,可以将微型摄像头取出,将电热丝置于观察腔内,将Bi-Sn合金重新注入观察腔,冷却后使相变筋复原。
实施例3
本实施例提供一种混凝土构件及混凝土构件内部缺陷检测方法。该混凝土构件包括混凝土构件基体和镶嵌在混凝土构件基体内的若干相变筋;其中,相变筋为低熔点(熔点138℃)的Bi-Sn合金铸造而成,相变筋内设置有电热丝(加热单元),电热丝两端连接有导线,导线延伸出相变筋。将若干相变筋组合成合金笼。
混凝土构件制备方法:将连接有导线的若干电热丝(加热单元)采用低熔点(熔点138℃)的Bi-Sn合金浇筑在电热丝周围,铸造成包裹有电热丝的若干相变筋,将相变筋组合成合金笼,将混凝土浇筑在合金笼上,脱模7天后得到混凝土构件,混凝土构件中包括混凝土构件基体和相变筋,相变筋中包括加热单元,如图1、图2(图2仅示意了其中一根相变筋)、图3所示。
混凝土构件内部缺陷检测方法包括如下步骤:
S1:在混凝土构件上选取若干相变筋所在处作为检测点;
S2:对检测点处的相变筋所含电热丝通电加热使合金流出,形成观察腔;
S3:将超声波信号发射器和接收器分别放置在两个观察腔内,通过超声波检测混凝土构件基体内部密实度,每完成一处检测后,可以重新选取两个观察腔将超声波信号发射器和接收器分别置于其中进行检测;
S4:在混凝土构件基体后续龄期选择若干相变筋所在处作为检测点,重复上述步骤S1~S3进行检测。
此外,步骤S3~S4每次观察检测完成后,可以将超声波信号发射器和接收器取出,将电热丝置于观察腔内,将Bi-Sn合金重新注入观察腔,冷却后使相变筋复原。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土构件,其特征在于:包括混凝土构件基体,在所述混凝土构件基体内镶嵌有若干支撑件,所述支撑件包括相变筋,所述相变筋用于在所述混凝土构件基体内形成观察腔。
2.根据权利要求1所述的混凝土构件,其特征在于:所述相变筋具有如下(1)~(5)中至少一种特征:
(1)所述相变筋的相变温度高于所述混凝土构件基体的硬化温度,且低于所述混凝土构件基体的耐热温度;
(2)所述相变筋包括塑料件和/或金属件;
(3)所述相变筋的直径为16~50mm;
(4)所述相变筋的数量占所述支撑件总数量的5%~10%;
(5)所述相变筋在所述混凝土构件基体内呈阵列分布。
3.根据权利要求2所述的混凝土构件,其特征在于:所述金属件的金属材料包括Bi基合金、In基合金、Sn基合金中的至少一种。
4.根据权利要求1~3任一项所述的混凝土构件,其特征在于:所述相变筋的相变温度≥90℃。
5.根据权利要求1~3任一项所述的混凝土构件,其特征在于:在所述相变筋内和/或表面设置有加热单元,所述加热单元用于对所述相变筋加热以除去所述相变筋。
6.一种混凝土构件内部缺陷检测方法,其特征在于:包括如下步骤:
在权利要求1~5任一项所述混凝土构件上选择检测点;
将所述检测点处的所述相变筋至少部分除去,在所述混凝土构件基体内的所述检测点处形成所述观察腔;
将检测装置置于所述观察腔内进行检测。
7.根据权利要求6所述的混凝土构件内部缺陷检测方法,其特征在于:在所述相变筋内和/或表面设置有加热单元,启动所述加热单元对处于所述检测点内的所述相变筋进行加热,直至所述检测点内的所述相变筋至少部分除去,形成所述观察腔;和/或
所述检测装置包括摄像头、超声波检测装置、雷达检测装置中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的混凝土构件内部缺陷检测方法,其特征在于:除去所述相变筋的方法包括水浴或油浴。
9.根据权利要求6~8任一项所述的混凝土构件内部缺陷检测方法,其特征在于:在所述混凝土构件基体的不同龄期除去所述相变筋。
10.根据权利要求9所述的混凝土构件内部缺陷检测方法,其特征在于:在所述混凝土构件基体的龄期为3天、7天、14天、28天、60天、90天中的至少一龄期除去所述相变筋。
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