JPH06220451A - 土壌の中性固化剤および固化方法 - Google Patents
土壌の中性固化剤および固化方法Info
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- JPH06220451A JPH06220451A JP2863993A JP2863993A JPH06220451A JP H06220451 A JPH06220451 A JP H06220451A JP 2863993 A JP2863993 A JP 2863993A JP 2863993 A JP2863993 A JP 2863993A JP H06220451 A JPH06220451 A JP H06220451A
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- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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- C04B2111/00112—Mixtures characterised by specific pH values
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軟弱土壌をアルカリ公害のない状態に固化す
ることができる土壌の中性固化剤と、この中性固化剤を
用いた土壌の固化方法を提供する。 【構成】 ポルトランドセメントと、その水硬性鉱物成
分を破壊するに足る量の硫酸アルミニウムとを有効成分
とする土壌の中性固化剤。前記中性固化剤に石膏を含有
させた中性固化剤。軟弱土壌に対し、固化処理後の土壌
ｐＨが 6.5〜8.5の範囲になるように上記の中性固化剤
を混合、注入または散布する土壌の固化方法。
ることができる土壌の中性固化剤と、この中性固化剤を
用いた土壌の固化方法を提供する。 【構成】 ポルトランドセメントと、その水硬性鉱物成
分を破壊するに足る量の硫酸アルミニウムとを有効成分
とする土壌の中性固化剤。前記中性固化剤に石膏を含有
させた中性固化剤。軟弱土壌に対し、固化処理後の土壌
ｐＨが 6.5〜8.5の範囲になるように上記の中性固化剤
を混合、注入または散布する土壌の固化方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟弱土壌の中性固化剤
およびこれを用いる土壌の中性固化方法に関する。
およびこれを用いる土壌の中性固化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、軟弱な土壌を固化改良するには、
通常、原位置（自然地盤）のままで固化剤を注入または
散布するか、固化剤と土壌とを撹拌混合することにより
おこなわれるが、土壌固化剤としてはセメント系と石灰
系の成分が代表的なものとして用いられている。
通常、原位置（自然地盤）のままで固化剤を注入または
散布するか、固化剤と土壌とを撹拌混合することにより
おこなわれるが、土壌固化剤としてはセメント系と石灰
系の成分が代表的なものとして用いられている。
【０００３】このうちセメント系の土壌固化剤は、基本
的には土壌中に含まれている多量の水と反応してエトリ
ンガイト（3CaO・Al2O3 ・3CaSO4・32H2O)を生成する水
硬反応と土中水の固定化により土壌を安定化させるもの
である。なお、セメント急結助剤として硫酸アルミニウ
ムを配合することが知られている（特開昭52−110724号
公報、特開昭53−21808 号公報、特開昭58−84157 号公
報、特開昭63−107850号公報、特開平１−298050号公
報）。このほか、半水石膏を配合したものなども知られ
ている（特開昭53−21808 号公報）。
的には土壌中に含まれている多量の水と反応してエトリ
ンガイト（3CaO・Al2O3 ・3CaSO4・32H2O)を生成する水
硬反応と土中水の固定化により土壌を安定化させるもの
である。なお、セメント急結助剤として硫酸アルミニウ
ムを配合することが知られている（特開昭52−110724号
公報、特開昭53−21808 号公報、特開昭58−84157 号公
報、特開昭63−107850号公報、特開平１−298050号公
報）。このほか、半水石膏を配合したものなども知られ
ている（特開昭53−21808 号公報）。
【０００４】一方、石灰系の土壌固化剤は、主成分の生
石灰が土中水分と反応して水を吸収し、土壌の塑性を改
善させると共に粘土鉱物とのポゾラン反応により安定鉱
物を生成してそのカードハウス効果により土壌の固化安
定を図るものである。
石灰が土中水分と反応して水を吸収し、土壌の塑性を改
善させると共に粘土鉱物とのポゾラン反応により安定鉱
物を生成してそのカードハウス効果により土壌の固化安
定を図るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】昨今、環境問題がクロ
ーズアップされて以来、土木工事における無公害化の要
求は一段と厳しくなっているが、その１つに処理土壌の
無公害化、特にアルカリ公害のない土壌処理が強く要請
されている。しかしながら、上記のような従来技術によ
る土壌固化の方法では、いずれにせよ固化処理した土壌
のｐＨが１２前後と強いアルカリ性を示す。また、上記
した急結性セメントは土壌の固化剤として適用するもの
ではなく、急結助剤として配合する硫酸アルミニウムは
少量であってセメントアルカリを中和する程の能力もな
い。
ーズアップされて以来、土木工事における無公害化の要
求は一段と厳しくなっているが、その１つに処理土壌の
無公害化、特にアルカリ公害のない土壌処理が強く要請
されている。しかしながら、上記のような従来技術によ
る土壌固化の方法では、いずれにせよ固化処理した土壌
のｐＨが１２前後と強いアルカリ性を示す。また、上記
した急結性セメントは土壌の固化剤として適用するもの
ではなく、急結助剤として配合する硫酸アルミニウムは
少量であってセメントアルカリを中和する程の能力もな
い。
【０００６】本発明は、上記の事実に鑑みて鋭意研究を
重ねた結果、硫酸アルミニウムで中性化したセメントを
用いると中性ｐＨ領域において軟弱土壌を効果的に固化
する事実を解明して開発に至ったものである。
重ねた結果、硫酸アルミニウムで中性化したセメントを
用いると中性ｐＨ領域において軟弱土壌を効果的に固化
する事実を解明して開発に至ったものである。
【０００７】したがって、本発明の目的は、軟弱土壌を
アルカリ公害のない状態に固化することができる土壌の
中性固化剤と、該中性固化剤を用いた土壌の固化方法を
提供することにある。
アルカリ公害のない状態に固化することができる土壌の
中性固化剤と、該中性固化剤を用いた土壌の固化方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による土壌の中性固化剤は、ポルトランドセ
メントと、その水硬性鉱物成分を破壊するに足る量の硫
酸アルミニウムを有効成分とすることを構成上の特徴と
するものである。
めの本発明による土壌の中性固化剤は、ポルトランドセ
メントと、その水硬性鉱物成分を破壊するに足る量の硫
酸アルミニウムを有効成分とすることを構成上の特徴と
するものである。
【０００９】本発明に用いられるポルトランドセメント
としては、一般のポルトランドセメントのほか、このセ
メントに高炉スラグ、フライアッシュ、微粉シリカ、カ
オリン、ベントナイト等の粘土鉱物粉末を配合した混合
ポルトランドセメントを用いることができる。これらの
うち、本発明の目的には特に高炉スラグを配合した高炉
セメントが好ましく使用される。一方、硫酸アルミニウ
ムは含水結晶粉末、無水粉末または溶液のいずれでもよ
いが、無水粉末を用いることが好適である。
としては、一般のポルトランドセメントのほか、このセ
メントに高炉スラグ、フライアッシュ、微粉シリカ、カ
オリン、ベントナイト等の粘土鉱物粉末を配合した混合
ポルトランドセメントを用いることができる。これらの
うち、本発明の目的には特に高炉スラグを配合した高炉
セメントが好ましく使用される。一方、硫酸アルミニウ
ムは含水結晶粉末、無水粉末または溶液のいずれでもよ
いが、無水粉末を用いることが好適である。
【００１０】本発明に係る土壌の中性固化剤は、上記の
ポルトランドセメントと硫酸アルミニウムを有効成分と
する混合系として構成されるが、硫酸アルミニウムは少
なくともセメントの水硬性鉱物成分を破壊するに足る量
で配合することが重要な要件となる。この量は、処理す
べき軟弱土壌の水分量やアルカリ度などによって変動す
るが、多くの場合ポルトランドセメントに対し硫酸アル
ミニウム（無水物換算）が１１０〜１５０重量％、好ま
しくは１１５〜１３０重量％の範囲にある。硫酸アルミ
ニウムの配合量が、１１０重量％未満ではセメント水硬
性鉱物成分が破壊されずに遊離アルカリ成分が残留し、
１５０重量％を越えると固化土壌が酸性になると共に強
度も低下し、経済性も悪くなる。
ポルトランドセメントと硫酸アルミニウムを有効成分と
する混合系として構成されるが、硫酸アルミニウムは少
なくともセメントの水硬性鉱物成分を破壊するに足る量
で配合することが重要な要件となる。この量は、処理す
べき軟弱土壌の水分量やアルカリ度などによって変動す
るが、多くの場合ポルトランドセメントに対し硫酸アル
ミニウム（無水物換算）が１１０〜１５０重量％、好ま
しくは１１５〜１３０重量％の範囲にある。硫酸アルミ
ニウムの配合量が、１１０重量％未満ではセメント水硬
性鉱物成分が破壊されずに遊離アルカリ成分が残留し、
１５０重量％を越えると固化土壌が酸性になると共に強
度も低下し、経済性も悪くなる。
【００１１】上記の２種薬剤を有効成分とする土壌の中
性固化剤には、処理土壌の性状に応じて所望により石膏
を含有させることができ、この配合系は特に含水量の多
い軟弱土壌を固化する場合に好適である。配合する石膏
の性状は含水塩、特に半水塩が好ましく用いられるが、
その履歴は問題とされない。
性固化剤には、処理土壌の性状に応じて所望により石膏
を含有させることができ、この配合系は特に含水量の多
い軟弱土壌を固化する場合に好適である。配合する石膏
の性状は含水塩、特に半水塩が好ましく用いられるが、
その履歴は問題とされない。
【００１２】本発明による土壌の中性固化方法は、軟弱
土壌に対し、固化処理後の土壌ｐＨが６．５〜８．５の
範囲となるように上記の中性固化剤を混合、注入または
散布することを構成的特徴とする。
土壌に対し、固化処理後の土壌ｐＨが６．５〜８．５の
範囲となるように上記の中性固化剤を混合、注入または
散布することを構成的特徴とする。
【００１３】中性固化剤は、粉末状態もしくはスラリー
状として軟弱土壌に混合されるが、注入または散布する
場合にはスラリー形態として用いられる。中性固化剤の
使用量は、固化対象となる軟弱土壌の性状や処理目的に
より一様ではないが、通常、土壌１ｍ3 当たり中性固化
剤１００重量部以上、好ましくは１５０〜３５０重量部
の範囲に設定される。
状として軟弱土壌に混合されるが、注入または散布する
場合にはスラリー形態として用いられる。中性固化剤の
使用量は、固化対象となる軟弱土壌の性状や処理目的に
より一様ではないが、通常、土壌１ｍ3 当たり中性固化
剤１００重量部以上、好ましくは１５０〜３５０重量部
の範囲に設定される。
【００１４】
【作用】本発明に係る土壌の中性固化剤は、軟弱土壌を
ポルトランドセメントの水硬成分で固化するものではな
く、ポルトランドセメントとその水硬性鉱物成分を破壊
する量の硫酸アルミニウムとの反応生成物または／およ
び必要に応じて添加する石膏の固化作用に基づいて中性
固化するものである。すなわち、軟弱土壌に本発明の中
性固化剤を混合すると土壌中でアルカリ性のポルトラン
ドセメントと酸性の硫酸アルミニウムとが反応する。か
かる反応はポルトランドセメントの水硬鉱物成分を分解
せしめてアルミニウムおよびシリカのゲルと石膏を生成
し、この複合生成物が強力な土中水分を捕捉すると共に
硬化作用を発現し、この機能を介して土壌の中性固化が
図られるものと推測される。
ポルトランドセメントの水硬成分で固化するものではな
く、ポルトランドセメントとその水硬性鉱物成分を破壊
する量の硫酸アルミニウムとの反応生成物または／およ
び必要に応じて添加する石膏の固化作用に基づいて中性
固化するものである。すなわち、軟弱土壌に本発明の中
性固化剤を混合すると土壌中でアルカリ性のポルトラン
ドセメントと酸性の硫酸アルミニウムとが反応する。か
かる反応はポルトランドセメントの水硬鉱物成分を分解
せしめてアルミニウムおよびシリカのゲルと石膏を生成
し、この複合生成物が強力な土中水分を捕捉すると共に
硬化作用を発現し、この機能を介して土壌の中性固化が
図られるものと推測される。
【００１５】また、本発明の固化方法によれば、上記の
ような従来の固化剤と異なった特有の作用によって柔軟
土壌が効果的に固化され、土壌ｐＨは６．５〜８．５の
範囲でアルカリ公害の虞れがない安定な固化土壌が形成
される。
ような従来の固化剤と異なった特有の作用によって柔軟
土壌が効果的に固化され、土壌ｐＨは６．５〜８．５の
範囲でアルカリ公害の虞れがない安定な固化土壌が形成
される。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１７】実施例１ ポルトランドセメント１５０ｇと硫酸アルミニウムの含
水結晶粉末（Al2O3 換算で17.1重量％含有）１８０ｇを
配合して中性固化剤を調製した。この中性固化剤２２０
ｇを含水比６８．７重量％の土壌１ｌに混合し、モール
ド（高さ１００mm、直径４０mm）に詰め、相対湿度１０
０％で養生して１日後に脱型した。得られた土壌固化物
の一軸圧縮強度を測定したところ、０．５２kgf/cm2 で
あった。また、土壌固化物を砕いて３０分間浸出して５
％スラリーとしたときの上澄液のｐＨを測定する方法に
より土壌のｐＨを評価した結果、土壌ｐＨは８．３０で
あった。したがって、迅速に優れた強度の固化が進行
し、土壌ｐＨも中性領域にあることが認められた。な
お、中性固化剤を使用しない土壌は脱型も不可能であっ
た。
水結晶粉末（Al2O3 換算で17.1重量％含有）１８０ｇを
配合して中性固化剤を調製した。この中性固化剤２２０
ｇを含水比６８．７重量％の土壌１ｌに混合し、モール
ド（高さ１００mm、直径４０mm）に詰め、相対湿度１０
０％で養生して１日後に脱型した。得られた土壌固化物
の一軸圧縮強度を測定したところ、０．５２kgf/cm2 で
あった。また、土壌固化物を砕いて３０分間浸出して５
％スラリーとしたときの上澄液のｐＨを測定する方法に
より土壌のｐＨを評価した結果、土壌ｐＨは８．３０で
あった。したがって、迅速に優れた強度の固化が進行
し、土壌ｐＨも中性領域にあることが認められた。な
お、中性固化剤を使用しない土壌は脱型も不可能であっ
た。
【００１８】実施例２ 実施例１と同一条件により調製した中性固化剤２７０ｇ
を含水比６８．７重量％の土壌１ｌに混合し、実施例１
と同様の条件および操作で土壌をモールド成形した。得
られた土壌固化物の一軸圧縮強度（１日養生後）は２．
４０kgf/cm2 であり、土壌ｐＨは８．２であった。
を含水比６８．７重量％の土壌１ｌに混合し、実施例１
と同様の条件および操作で土壌をモールド成形した。得
られた土壌固化物の一軸圧縮強度（１日養生後）は２．
４０kgf/cm2 であり、土壌ｐＨは８．２であった。
【００１９】実施例３ 高炉セメントＢ種５０ｇに硫酸アルミニウム無水物５０
ｇと焼石膏１００ｇを配合して中性固化剤を調製した。
この中性固化剤１００ｇを含水比１０９重量％の泥状土
壌１ｌに混合し、実施例１と同様の条件および操作で泥
状土壌をモールド成形した。得られた土壌固化物につ
き、一軸圧縮強度（１日養生後）を測定したところ１．
０kgf/cm2 であった。また、その土壌ｐＨは７．９５で
あった。したがって、迅速に優れた強度の固化が進行
し、土壌ｐＨも中性領域にあることが認められた。な
お、固化剤を使用しない土壌は脱型も不可能であった。
ｇと焼石膏１００ｇを配合して中性固化剤を調製した。
この中性固化剤１００ｇを含水比１０９重量％の泥状土
壌１ｌに混合し、実施例１と同様の条件および操作で泥
状土壌をモールド成形した。得られた土壌固化物につ
き、一軸圧縮強度（１日養生後）を測定したところ１．
０kgf/cm2 であった。また、その土壌ｐＨは７．９５で
あった。したがって、迅速に優れた強度の固化が進行
し、土壌ｐＨも中性領域にあることが認められた。な
お、固化剤を使用しない土壌は脱型も不可能であった。
【００２０】実施例４ 高炉セメントＢ種２５ｇに硫酸アルミニウム無水物２５
ｇと焼石膏５０ｇを配合して中性固化剤を調製した。こ
の中性固化剤１００ｇを含水比１０９重量％の泥状土壌
１ｌに混合し、実施例１と同様にモールド成形して土壌
固化物をモールド成形した。得られた土壌固化物を相対
湿度１００％で養生して１日後、３日後、７日後、１５
日後、２８日後に脱型して一軸圧縮強度を測定した。ま
た実施例１と同様にして土壌ｐＨも測定した。その測定
結果を表１に示した。表１の結果から、圧縮強度は経時
的に増大することが確認された。
ｇと焼石膏５０ｇを配合して中性固化剤を調製した。こ
の中性固化剤１００ｇを含水比１０９重量％の泥状土壌
１ｌに混合し、実施例１と同様にモールド成形して土壌
固化物をモールド成形した。得られた土壌固化物を相対
湿度１００％で養生して１日後、３日後、７日後、１５
日後、２８日後に脱型して一軸圧縮強度を測定した。ま
た実施例１と同様にして土壌ｐＨも測定した。その測定
結果を表１に示した。表１の結果から、圧縮強度は経時
的に増大することが確認された。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例５ 高炉セメントＢ種５０ｇに硫酸アルミニウム無水物５０
ｇと二水石膏１００ｇを配合して中性固化剤を調製し
た。この中性固化剤２００ｇを含水比１０９重量％の泥
状土壌１ｌに混合し、実施例１と同様にして土壌固化物
をモールド成形した。得られた土壌固化物につき、実施
例４と同一条件で養生し脱型したのち一軸圧縮強度と土
壌ｐＨを測定した。測定結果を表２に示した。
ｇと二水石膏１００ｇを配合して中性固化剤を調製し
た。この中性固化剤２００ｇを含水比１０９重量％の泥
状土壌１ｌに混合し、実施例１と同様にして土壌固化物
をモールド成形した。得られた土壌固化物につき、実施
例４と同一条件で養生し脱型したのち一軸圧縮強度と土
壌ｐＨを測定した。測定結果を表２に示した。
【００２３】
【表２】
【００２４】実施例６ 高炉セメントＢ種１５０ｇに８％硫酸アルミニウム溶液
５１０ｇと焼石膏３００ｇを配合してスラリー状の中性
固化剤を調製した。この中性固化剤２００ｇを含水比１
０９％の泥状土壌３ｌに混合し、実施例１と同様にして
土壌固化物をモールド成形した。得られた土壌固化物に
つき、実施例４と同様にして養生し脱型したのち、一軸
圧縮強度と土壌ｐＨを測定した。測定結果を表３に示し
た。
５１０ｇと焼石膏３００ｇを配合してスラリー状の中性
固化剤を調製した。この中性固化剤２００ｇを含水比１
０９％の泥状土壌３ｌに混合し、実施例１と同様にして
土壌固化物をモールド成形した。得られた土壌固化物に
つき、実施例４と同様にして養生し脱型したのち、一軸
圧縮強度と土壌ｐＨを測定した。測定結果を表３に示し
た。
【００２５】
【表３】
【００２６】実施例７ 高炉セメントＢ種２５ｇに８％硫酸アルミニウム溶液９
１ｇと二水石膏５９ｇを配合してスラリー状の中性固化
剤を調製した。この中性固化剤１７５ｇを含水比１０９
重量％の泥状土壌１ｌに混合し、実施例１と同様にして
土壌固化物をモールド成形した。得られた土壌固化物に
つき、実施例４と同一条件で養生し脱型したのち、一軸
圧縮強度と土壌ｐＨを測定した。測定結果を表４に示し
た。
１ｇと二水石膏５９ｇを配合してスラリー状の中性固化
剤を調製した。この中性固化剤１７５ｇを含水比１０９
重量％の泥状土壌１ｌに混合し、実施例１と同様にして
土壌固化物をモールド成形した。得られた土壌固化物に
つき、実施例４と同一条件で養生し脱型したのち、一軸
圧縮強度と土壌ｐＨを測定した。測定結果を表４に示し
た。
【００２７】
【表４】
【００２８】比較例 実施例１と同じ土壌１ｌにポルトランドセメント１００
ｇを混合し、同様にしてモールド成形した。この場合の
養生１日後における一軸圧縮強度は４．５kgf/cm2 であ
ったが、土壌ｐＨは１２．６と強いアルカリ性を示すも
のであった。
ｇを混合し、同様にしてモールド成形した。この場合の
養生１日後における一軸圧縮強度は４．５kgf/cm2 であ
ったが、土壌ｐＨは１２．６と強いアルカリ性を示すも
のであった。
【００２９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る土壌の中性
固化剤および固化方法によれば、ポルトランドセメント
を用いているにも拘らず、含水量が比較的多い軟弱土壌
を中性領域において効果的に固化することが可能とな
る。したがって、無公害化の要求に沿う安定した中性土
壌固化をおこなうことができる。
固化剤および固化方法によれば、ポルトランドセメント
を用いているにも拘らず、含水量が比較的多い軟弱土壌
を中性領域において効果的に固化することが可能とな
る。したがって、無公害化の要求に沿う安定した中性土
壌固化をおこなうことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園部 成 大阪府大阪市西淀川区福町３丁目２番43号 日本化学工業株式会社西淀川工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 ポルトランドセメントと、その水硬性鉱
物成分を破壊するに足る量の硫酸アルミニウムとを有効
成分とすることを特徴とする土壌の中性固化剤。 - 【請求項２】 請求項１記載の中性固化剤に石膏を含有
させてなることを特徴とする土壌の中性固化剤。 - 【請求項３】 軟弱土壌に対し、固化処理後の土壌ｐＨ
が６．５〜８．５の範囲となるように請求項１または２
記載の中性固化剤を混合、注入または散布することを特
徴とする土壌の中性固化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2863993A JPH06220451A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 土壌の中性固化剤および固化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2863993A JPH06220451A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 土壌の中性固化剤および固化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220451A true JPH06220451A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12254103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2863993A Pending JPH06220451A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 土壌の中性固化剤および固化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06220451A (ja) |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP2863993A patent/JPH06220451A/ja active Pending
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