DE2654747A1

DE2654747A1 - Verfahren zur herstellung leichter daemmstoffe

Info

Publication number: DE2654747A1
Application number: DE19762654747
Authority: DE
Inventors: Jae Hoon Park
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1977-06-08
Also published as: NO147378B; FR2335467A1; DE2654747C2; IT1068435B; FR2333760A1; SE427107B; AR226020A1; NO764108L; NO147378C; GR72450B; CA1093908A; ES453922A1; SE7611763L

Description

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-3.

Verfahren zur Herstellung leichter Dämmstoffe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung leichter Dämmstoffe, insbesondere als Baumaterial, wobei auf einen aus geschäumten Kunststoff bestehenden Kern eine Paste aufgebracht und anschließend als Mantelschale verfestigt wird.

Seit dem Erscheinen der geschäumten Kunststoffe hat es zahlreiche Bemühungen gegeben, diese als leichte und wärmeisolierende Dämmstoffe zu verwenden. So ist es in der Bauindustrie allgemein bekannt, geschäumten Kunststoff zu verwenden, der jedoch, um mit dem Zementmörtel eine hinreichend innige Verbindung einzugehen, an den entsprechenden Kontaktflächen mit einem Klebstoff bestrichen werden muß. Aufgrund mangelnder wirtschaftlicher Rentabilität, was in erster Linie durch die hohen Preise der Klebstoffe (synthetische Harze, natürliche Kleber usw) bedingt wird, hat diese Methode keinen Eingang in die Praxis finden können. Einen weiteren erheblichen Anteil hierzu tragen die Schwierigkeiten bei der Produktion bei. So erweist es sich als recht schwierig, die glatte Oberfläche des geschäumten Kunststoffteils und vor allem die kleinen daran haftenden Partikel in dem gewünschtem Maße mit Klebstoff zu bedecken. Deshalb weist die aus Klebstoff bestehende und auf die Oberfläche aufgebrachte Schicht eine nur sehr geringe Festigkeit auf und kann, insbesondere durch Zusammenschlagen der Teilchen untereinander während der Nachbehandlung und des Transportes, sehr leicht beschädigt und damit von der Oberfläche

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losgelöst werden. Weitere Schwierigkeiten bei der Produktion ergeben sich aus der sehr langen, für die Nachbehandlung erforderlichen Zeit sowie aus der Tatsache, daß während des Antrocknens des Klebstoffes starke Änderungen in den Abmessungen der entsprechenden Schicht auftreten, was ebenfalls die Haltbarkeit stark herabsetzt.

Die vorliegende Erfindung hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, auf den aus geschäumtem Kunststoff bestehenden und ein dementsprechend hohes Wärmeisolationsvermögen aufweisenden Kern eine als Klebstoff wirkende Paste aufzubringen, die daß darauf anzubringende Material mit hoher Festigkeit am Kern festklebt und darüberhinaus in der Herstellung möglichst preisgünstig sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Paste aus mit Wasser vermischten Tonen bzw. Tonmineralien mit einer Beimengung von Zement und/oder Sand und/oder Calciumhydroxyd und/ oder Natronwasserglas besteht. Eine der wesentlichen Fortschritte vorliegender Erfindung ist die Feststellung, daß man durch Vermischen von Tonen bzw. Tonmineralien mit einer entsprechenden Menge Wasser eine Paste erhält, die nach Aufbringen auf die Oberfläche des geschäumten Kunststoffes sehr gut anhaftet, und als Klebematerial verwendet werden kann. Zu den Tonen bzw. Tonmineralien rechnet man beispielsweise die Kaolinite, die Montmorillonite, sowie die Illite. Häufig jedoch werden die Tonminerale nach ihrem Verwendungszweck klassifiziert, weshalb man dann von Feuerton, Bindeton, Ziegelton, Kaolin usw.spricht.

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Zur Erhöhung der Festigkeit kann ein geringfügiger Zusatz von Zement, Sand, Calciumhydroxyd und Natronwasserglas zum Ton hinzugefügt werden. Durch die Hinzugabe von Zement erreicht man eine Festigung des Tones bzw. Tonminerals, vor allem dann, wenn Wasser durch den Dämmstoff absorbiert wird. Calciumhydroxyd bewirkt ebenfalls eine Festigung, in dem es die übermäßige Absorption von Wasser verhindert. Sand und Natronwasserglas dagegen verringern ein Schrumpfen während der Nachbehandlung.

Die Paste der erfindungsgemäßen Art wird auf die Oberfläche des geschäumten Kunststoffes mit Hilfe bekannter und dafür geeigneter Maschinen aufgebracht. Darauf wird dann eine zweite Schicht, die im allgemeinen aus Zementmörtel besteht, auf diese bestehende Schicht durch eine gleiche oder eine ähnliche Vorrichtung aufgebracht, woraus man durch Aushärten das Endprodukt erhält.

Die Dämmstoffe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, weisen eine Vielzahl von erheblichen Vorzügen auf. So bedingt die Verwendung eines Kernes aus geschäumtem Kunststoff eine erhebliche Gewichtsverringerung des Materials und damit eine entsprechende Verringerung der Herstellungs- und Transportkosten sowie ein ausgezeichnetes Wärmeisolationsvermögen, was im Winter zur Einsparung von Heizmaterial und im Sommer oder in tropischen Gegenden zur Einsparung von elektrischer Energie für Klimaanlagen verhilft.

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Die Dämmstoffe der erfindungsgemäßen Art unterbinden nicht nur den Wärmefluß zwischen Innen und Außen sondern weisen darüberhinaus einen hohen Isolationsgrad gegen Feuchtigkeit und gegen Schall auf, was zusätzliche schalldämmende Mittel im allgemeinen überflüssig macht. Ferner weisen die Dämmstoffe der erfindungsgemäßen Art eine sehr geringe Absorption an Feuchtigkeit auf, so daß bei schweren Regenfällen insbesondere in tropischen Ländern, eine Änderung der Gebäudefestigkeit und der Gewichtsverteilung weitgehend unterbleibt.

Bei einem Vorgehen in der erfindungsgemäßen Weise, treten nicht nur die Nachteile nicht auf die bei der Benutzung anderer Klebemateria3Jen wie z.B. der synthetischen und natürlichen Klebstoffe vorkommen, sondern man erreicht darüberhinaus eine grundsätzliche Verbesserung der Haftfähigkeit und der Härte dieser Schicht. Weiter ist von Vorteil,daß Herstellung und Vertrieb zu sehr niedrigen Preisen möglich ist und zwar deshalb, da Tone bzw. Tonmineralien, die ja den Hauptbestandteil der Paste ausmachen, leicht beschaffbar und überall auf der Welt im Überfluß vorhanden sind.

Wie die Erfindung vorsieht, soll der Anteil der Beimengungen zur Paste 0 bis 20 Gewichtsprozent Zement, 0 bis 6 Gewichtsprozent Sand, 0 bis 10 Gewichtsprozent Calciumhydroxyd und 0 bis 4 Gewichtsprozent Natronwasserglas betragen. Desweiteren kann erfindungsgemäß als Zement insbesondere Partlandzement verwendet werden. Wie Versuche gezeigt haben, erreicht man bei Pasten dieser Zusammensetzungen optimale Haftfähigkeit sowie

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ein Eliminieren der bisher auftretenden Nachteile.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann als Ton bzw. Tonmineral Feuerton Verwendung finden, welcher nach erfolgtem Aufbringen auf den geschäumten Kunststoff gebrannt werden kann. Ebenso können feingemahlene anorganische Materialien, wie z.B. Kaolin, weiße Erde, Kieselgur, Calciumhydroxyd, Steinpulver, Asche etc. der Paste zugesetzt werden. Eine Zugabe der feingemahlenen anorganischen Materialien der vorgenannten Art zum Ton, erhöht das Haftvermögen und auch die Viskosität der auf diese Weise hergestellten Pasten beträchtlich.

Weiter sieht die Erfindung vor, auf der durch Aufbringen der Paste auf den geschäumten Kunststoff hergestellten Schicht außenseitig eine zusätzliche Schicht aus Zementmörtel aufzutragen. Eine der wesentlichsten Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß auf der aus Paste bestehenden Schicht Zementmörtel aufgebracht werden kann, der ausgezeichnete Hafteigenschaften aufweist. Diese Tatsache gewinnt vor allen Dingen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Dämmstoffe als Baumaterial entscheidende Bedeutung. Ein direktes Aufbringen des Zementmörtels auf den geschäumten Kunststoff ohne Verwendung der aus Paste hergestellten Zwischenschicht, ist zwar möglich, jedoch erweist sich schon das Aufbringen als recht schwierig. Der Zementmörtel jedoch, der auf der Oberfläche haften bleibt und aushärtet wird schon durch geringfügige Berührungen, die während der Nachbehandlung und während des Transportes unvermeidlich sind, von der Oberfläche des Kunststoffes

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losgelöst.

Anstelle des Zementmörtels kann auch erfindungsgemäß als außenseitige Schicht Feuerton aufgebracht werden, der anschließend gebrannt wird. Insbesondere dann, wenn neben dem geringen Gewicht eine hohe Festigkeit des Dämmstoffes gewünscht wird, empfiehlt sich das Aufbringen einer außenseitigen Schicht aus Feuerton. Soll dagegen der Dämmstoff in erster Linie ein hohes Wärmeisolationsvermögen aufweisen, dann sollte diese außenseitige Schicht aus Zementmörtel bestehen.

Weiter sieht die Erfindung vor, die mit Paste ummantelten Dämmstoffe mit Zementmörtel zu vermischen. Diese Mischung kann in eine Form gegossen werden, wodurch man nach erfolgter Aushärtung, bestimmte Bauelemente, wie z.B. Ziegelsteine, herstellen kann. Bei dieser Vorgehensweise werden mit der erfindungsgemäßen Paste ummantelten Kunststoffkerne ebenfalls außenseitig mit einer Zementmörtelschicht versehen, jedoch mit dem Unterschied, daß die außenseitige Zementmörtelschicht allen Kunststoffteilen gemeinsam ist, die Kunststoffteile also in einem Block aus Zementmörtel eingebettet werden.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines kugelförmigen Dämmstoffes, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen · Verfahren hergestellten Kugel aus Dämmstoff;

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- i

Fig. 2 ein vergrößerter Sektor dieser Querschnittsfläche.

Das in Figur 1 dargestellte Dämmstoffteilchen besteht aus einem inneren Kern 1, der aus geschäumtem Kunststoff besteht, und der von einer Schicht 2 umschlossen wird. Diese Schicht 2 wird in Form einer Paste auf den geschäumten Kunststoff 1 aufgebracht und ist bei erfindungsgemäßer Zusammensetzung durch eine außerordentlich hohe Haftfähigkeit gekennzeichnet. Auf diese Schicht>2 ist eine weitere Schicht 3 aufgebracht, die im allgemeinen aus Zementmörtel oder auch aus z.B. Feuerten besteht. Ein direktes Aufbringen der Schicht 3 auf der aus geschäumtem Kunststoff bestehenden Kuge.1 1 ist mit der erforderlichen Haftfähigkeit nicht möglich. Die beiden gestrichelt eingezeichneten konzentrischen Linien, die ein Volumen 4 einschließen, deuten an, daß im Bereich des Überganges von Schicht 2 zu Schicht 3 eine Durchmischung der beiden jeweils verwendeten Materialien stattfindet.

Diese Durchmischung läßt sich noch deutlicher anhand des in Figur 2 gezeichneten Ausschnittes erkennen. Dieser als Sektor ausgebildete Ausschnitt zeigt an seinem unteren Ende den geschäumten Kunststoffkern 1 auf den eine Schicht 2 mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung aufgebracht ist, an die nach außen zu eine Durchmischungszone 4 anschließt, die durch Durchmischen der außenseitigen Schicht 3 mit der nach innen zu daran anschließenden Schicht 2 entsteht.

Die erfindungsgemäßen Verfahren wurden in zahlreichen Experimenten

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erprobt, von denen die wichtigsten im folgenden kurz angedeutet werden sollen.

1. Zementmörtel, der durch Vermischen von 30g Zement und 18g Wasser hergestellt wurde oder Tonmörtel, welcher durch Vermischen von 30g eines Tones und 18g Wasser hergestellt wurde, werden auf die Oberfläche einer geschäumten Kunststoff kugel aufgebracht. Dann wird daran anschließend eine weitere Zementmörtelschicht auf die mit Zementmörtel oder mit Tonmörtel bedeckte Oberfläche des Kunststoffmaterials aufgebracht.

Nach dem Aushärtungsprozeß zeigt der Zement Haftfähigkeit, die jedoch so gering ist, daß ein Anhaften an der Oberfläche des Kunststoffes nicht gewährleistet ist. Dagegen zeigt dar- Tonmaterial eine ausreichende Haftfähigkeit, so daß er schon während der ersten Aushärtphase an der Oberfläche des Kunststoffmaterials haften bleibt und zwar auch dann, wenn man darauf einen zweiten Mantel aus Zementmörtel auf diese aus Ton bestehende Schicht aufbringt.

2. Zur Unterstützung des vorhergehenden Versuches wurde die Viskosität der aus Zement und aus Ton bestehenden Paste (nach dem Fließtest von H.Wagner) sowie deren Löslichkeit in Wasser gemessen, mit den folgenden Ergebnissen:

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Vi sko s i ta t sme s sung

Fließtest nach H.Wagner auf einer gegen 45 geneigten Glasscheibe

Zusammensetzung der Probe

Fließlänge

Zementpaste

(Zement) + (Wasser) 30g + 15cc

(Zement) + (Wasser) 30g + · 18cc

17 Cm

33 Cm

Tonpaste

(Ton) 30g

+ (Wasser) + 15cc

+ (Wasser) + 18 cc

1 Cm

15 Cm

Löslichkeitsmessung in Wasser.

Zwei Arten von aufgeschäumtem Kunststoff bestehenden Kügelchen welche, entweder mit Zementmörtel oder mit einem aus Ton bestehenden Mantel umgeben sind, werden in Wasser gelegt und das Maß der Haftfähigkeit beobachtet. Zementmörtel auf Kunststoff löst sich in dem Augenblick ab, in dem er dem Wasser ausgesetzt wird.

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Tonmaterial auf Kunststoff bleibt zunächst haften, er löst sich aber nach einer Zeit von 10 bis 20 Minuten allmählich ab. Diese Versuche zeigen, daß aus Tonmaterial bestehende Pasten eine hohe Viskosität und wasserabweisende Eigenschaften aufweisen und darüberhinaus auf geschäumtem Kunststoff ausgezeichnet anhaften.

3. In einem Versuch wurde die auf dem Kunststoff anzubringende Paste dadurch hergestellt, daß man 80 Gewichtsprozent eines Tons bzw. Tonminerals, 10 Gewichtsprozent Zement, 4 Gewichtsprozent Sand, 4 Gewichtsprozent Calciumhydroxyd und 2 Gewichtsprozent Natronwasserglas vermischt und zu dieser Mischung die gegebene Menge an Wasser (ungefähr 60 Volumenprozent des Gesamtinhalts) hinzugibt. Die Zugabe von Zement und Calciumhydroxyd bewirken eine Verfestigung der Paste, Sand und Natronwasserglas dagegenverringern das Schrumpfen während der Nachbehandlung. Diese Paste wird auf das geschäumte Kunststoffmaterial mit Hilfe bekannter und dafür geeigneter Vorrichtungen aufgebracht.

4. Im vorliegenden Versuch wurde die Paste hergestellt durch Vermischen von 96 Gewichtsprozent Ton, 2 Gewichtsprozent Sand und 2 Gewichtsprozent Natronwasserglas sowie durch Zugabe einer geeigneten Menge Wassers (etwa 60 Volumenprozent des gesamten Inhalts). Dann wird die nach diesem Verfahren erhaltene Paste auf die Oberfläche von geschäumtem Kunststoffmaterial aufgebracht, worauf dann eine zweite aus Feuerton bestehende Schicht darübergelegt wird, aus der man durch Brennen das

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Endprodukt erhält.

5. In diesem Versuch wurde zum Ton bzw. Tonmineral feingemahlene anorganische Materialien zugesetzt wie z.B. Kaolin, weiße Erde, Kieselgur, Calciumhydroxyd, Steinpulver, Asche usw. Dann wird eine ausreichende Menge Wasser hinzugegeben (etwa 70 Volumenprozent des Gesamtinhaltes) und das ganze anschließend verrührt. Man kann aber auch zur vorgenannten Mischung noch etwa 20 Gewichtsprozent Zement und 4 Gewichtsprozent Natronwasserglas hinzugeben und anschließend erst das Ganze mit V/asser verrühren. Die auf diese Weise erhaltene Paste wird auf die Oberfläche des Kunststoffes mit Hilfe einer geeigneten und schon bekannten Vorrichtung aufgebracht.

6. In einem weiteren Versuch wurden 94 Gewichtsprozent eines Feuertones, 4 Gewichtsprozent Calciumhydroxyd und 2 Gewichtsprozent Natronwasserglas vermischt und zu dieser Mischung eine ausreichende Menge Wasser (etwa 50 Volumenprozent der gesamten Mischung) hinzugegeben und vermischt, was die Paste ergibt. Danach wird diese Paste auf die Oberfläche des Kunststoffes aufgebracht und anschließend der bedeckte Kunststoffgegenstand gebrannt, was den gewünschten Dämmstoff ergibt.

7. In den beiden letzten Versuchsreihen, über die berichtet werden soll, wurden Dämmstoffe der erfindungsgemäßen Art zur Herstellung von Ziegelsteinen benutzt und deren Bruchgrenze bei Druckbelastung gemessen.

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In der ersten Versuchsreihe wurde Zementmörtel, der hergestellt wurde durch Vermischen von Zement und Sand im Verhältnis von 1 : 4 und durch Zugabe von Wasser mit etwa 40 Gewichtsprozent Dämmstoffen der erfindungsgemäßen Art vermischt. Aus dieser Mischung werden Ziegel gegossen,die nach erfolgter Nachbehandlung ein durchschnittliches Gewicht von etwa 1,8 kg aufweisen und da das durchschnittliche Gewicht eines heutzutage üblichen Ziegelsteines etwa 2,4 kg beträgt, bedeutet dies eine Gewichtsverringerung von etwa 25% des Gesamtgewichtes.

8. In der zweiten Versuchsreihe wurde der Zementmörtel, der hergestellt wurde durch Vermischen von Zement und Sand im Verhältnis 1 ι 7 und durch Hinzugabe von Wasser mit etwa 50 Gewichtsprozent des Dämmstoffes der erfindungsgemäßen Art vermischt. Aus dieser Mischung werden ebenso wie in der vorhergehenden Versuchsreihe Ziegel gegossen, deren Durchschnittsgewicht etwa 1,6 kg je Ziegelstein beträgt, was im vorliegenden Fall eine Gewichtsverringerung von etwa 35% bedeutet.

In den beiden letzten Versuchen wurde die Bruchgrenze bei Druckbeanspruchung experimentell ermittelt. Diese Versuchsergebnisse können nun folgender Tabelle entnommen werden. Bei den vorliegenden Probekörpern handelte es sich stets um Ziegelsteine, welche aus Zement und Dämmstoffen der erfindungsgemäßen Art hergestellt wurden.

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Probenummer Abmessung der Probe Bruchgrenze bei

Druckbelastung

7.	Br-1	8.	Br-1	cm	cm	5.	cm	9	kp/cm
Br-2	Br-2	21 χ 9.	8 χ	X	5.8	99
Br-3	Br-3	21.1x 1	0.2	X	5.8	88
Br-4 '	Br-4	21.1 x	9.9	.9		124
Br-5	Br-5	21.x 10	x 5	X	5.9	123
21.1 χ	9.9			153
		X	5.9
20.7 x	9.7	X	6.1	34
20.8 χ	9.7	X	5.8	29
20.7 x	9.9	X	5.9	34
20.9 x	9.8	X	5.9	36
20.6 χ	9.8	59

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Leerseite

Claims

Dr.-Ing WALTE R S~AF K 26 5 A 7 47

PATE NTANWALT

D-4150 Krefeld 1 · Moerser Straße 140 · Telefon (02151) 28222 u. 20469

Datum

Bei Antwort bitte angeben

Mein Zeichen 8 St 76 438

Ihr Zeichen

Jae Hoon Park, 5-171, Hyochang-Dong, Yongsan-Ku, Seoul,Korea

Ansprüche

;" 1.\ Verfahren zur Herstellung leichter Dämmstoffe insbesondere ^—' als Baumaterial, wobei auf einen aus geschäumtem Kunststoff bestehenden Kern eine Paste aufgebracht und anschließend als Mantelschale verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste aus mit Wasser vermischten Tonen bzw. Tonmineralien mit einer Beimengung von Zement und/oder Sand und/oder Calciumhydroxyd und/oder Natronwasserglas besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Beimengungen 0 bis 20 Gewichtsprozent Zement, 0 bis 6 Gewichtsprozent Sand, 0 bis 10 Gewichtsprozent Calciumhydroxyd und 0 bis 4 Gewichtsprozent Natronwasserglas beträgt.

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Deutsche Bank AG Krefeld 103/1525 BLZ 32070080 · Stadt-Sparkasse Krefeld 305722 BLZ 32050000 · Postscheck Esaen 4055-431 BLZ 3Θ010043
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zement Portlandzement verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß Feuerton Verwendung findet, welcher nach erfolgtem Aufbringen gebrannt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß feingemahlene, anorganische Materialien, wie z.B. Kaolin, weiße Erde, Kieselgur, Calciumhydroxyd, Steinpulver, Asche etc. der Paste zugesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig eine zusätzliche Schicht aus Zementmörtel aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig eine zusätzliche Schicht aus Feuerton aufgebracht und anschließend gebrannt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Paste ummantelten Dämmstoffe mit Zementmörtel vermischt werden.

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