JPH11116956A - グラウト用水ガラスの硬化方法 - Google Patents
グラウト用水ガラスの硬化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬化剤の地盤浸透時間、即ちゲル化までの時
間が充分確保され、且つ高いゲル強度が得られるグラウ
ト用水ガラスの硬化方法を提供する。 【構成】 本発明は水ガラスのＳｉＯ2に対して塩基性
オキシカルボン酸アルミニウム塩又は塩基性オキシカル
ボン酸鉄塩をカルボン酸としてＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モ
ル比）＝０．０５〜０．３の範囲で使用することを特徴
とするグラウト用水ガラスの硬化方法に関する。
間が充分確保され、且つ高いゲル強度が得られるグラウ
ト用水ガラスの硬化方法を提供する。 【構成】 本発明は水ガラスのＳｉＯ2に対して塩基性
オキシカルボン酸アルミニウム塩又は塩基性オキシカル
ボン酸鉄塩をカルボン酸としてＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モ
ル比）＝０．０５〜０．３の範囲で使用することを特徴
とするグラウト用水ガラスの硬化方法に関する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はグラウト用水ガラスの硬
化方法に関し、特に硬化剤の地盤浸透時間、即ちゲル化
までの時間が充分に確保され、且つ高いゲル強度の要求
される軟弱地盤のグラウトに於いて、硬化剤として塩基
性オキシカルボン酸アルミニウム塩又は塩基性オキシカ
ルボン酸鉄塩を使用することを特徴とするグラウト用水
ガラスの硬化方法に関する。
化方法に関し、特に硬化剤の地盤浸透時間、即ちゲル化
までの時間が充分に確保され、且つ高いゲル強度の要求
される軟弱地盤のグラウトに於いて、硬化剤として塩基
性オキシカルボン酸アルミニウム塩又は塩基性オキシカ
ルボン酸鉄塩を使用することを特徴とするグラウト用水
ガラスの硬化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水ガラス用硬化剤としてはギ酸、
酢酸、プロピオン酸等の有機カルボン酸：ベンゼンスル
ホン酸、トルエンスルホン酸などの有機スルホン酸：ギ
酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類：
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキサール
などのアルデヒド類等の有機酸化合物、あるいは塩酸、
硫酸、硝酸、ほう酸、塩素酸、メタリン酸、ピロリン
酸、ポリリン酸、次亜リン酸、亜リン酸、過リン酸、次
亜リン酸カリウム、亜リン酸カリウムなどの無機酸類又
はその塩：硫酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムなど
の水素酸塩等の無機化合物が検討されてきたし、またこ
れらの一部が現在使用されている。これらの硬化剤の中
で、エステル類、アルデヒド類は、硬化機構が水ガラス
のアルカリで硬化剤が加水分解され、このときに生成す
る有機酸によって水ガラスがゲル化して硬化する機構で
あるために、他の硬化剤と比較してゆっくり硬化する特
徴があり緩硬性硬化剤として用いられる場合が多い。し
かしゲル強度があまり強くない。また、有機カルボン
酸、有機スルホン酸の場合、ゲル化時間が早く充分な作
業時間、即ち、可使時間を確保することが困難であり、
加えてゲル強度もあまり強くない。
酢酸、プロピオン酸等の有機カルボン酸：ベンゼンスル
ホン酸、トルエンスルホン酸などの有機スルホン酸：ギ
酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類：
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキサール
などのアルデヒド類等の有機酸化合物、あるいは塩酸、
硫酸、硝酸、ほう酸、塩素酸、メタリン酸、ピロリン
酸、ポリリン酸、次亜リン酸、亜リン酸、過リン酸、次
亜リン酸カリウム、亜リン酸カリウムなどの無機酸類又
はその塩：硫酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムなど
の水素酸塩等の無機化合物が検討されてきたし、またこ
れらの一部が現在使用されている。これらの硬化剤の中
で、エステル類、アルデヒド類は、硬化機構が水ガラス
のアルカリで硬化剤が加水分解され、このときに生成す
る有機酸によって水ガラスがゲル化して硬化する機構で
あるために、他の硬化剤と比較してゆっくり硬化する特
徴があり緩硬性硬化剤として用いられる場合が多い。し
かしゲル強度があまり強くない。また、有機カルボン
酸、有機スルホン酸の場合、ゲル化時間が早く充分な作
業時間、即ち、可使時間を確保することが困難であり、
加えてゲル強度もあまり強くない。
【０００３】ところで、特公昭６１−１６７４５号公報
には、塩基性乳酸アルミニウムの硬化剤として水ガラス
を使用する旨が記載されているが、この方法によるとき
はゲル強度が弱きに過ぎ軟弱地盤の強化剤として使用す
ることはできない。一方、無機化合物系の硬化剤は、一
般に急激に水ガラスがゲル化して硬化するために急結用
硬化剤として用いられる場合が多い。
には、塩基性乳酸アルミニウムの硬化剤として水ガラス
を使用する旨が記載されているが、この方法によるとき
はゲル強度が弱きに過ぎ軟弱地盤の強化剤として使用す
ることはできない。一方、無機化合物系の硬化剤は、一
般に急激に水ガラスがゲル化して硬化するために急結用
硬化剤として用いられる場合が多い。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】かかる現状に鑑み、本発
明は硬化剤の地盤浸透時間、即ちゲル化までの時間が充
分確保され、且つ高いゲル強度が得られるグラウト用水
ガラスの硬化方法を提供することを目的とする。
明は硬化剤の地盤浸透時間、即ちゲル化までの時間が充
分確保され、且つ高いゲル強度が得られるグラウト用水
ガラスの硬化方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は水ガラス
のＳｉＯ2に対して塩基性オキシカルボン酸アルミニウ
ム塩又は塩基性オキシカルボン酸鉄塩（以下、塩基性オ
キシカルボン酸アルミニウム又は鉄塩という）をカルボ
ン酸としてＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モル比）＝０．０５〜
０．３の範囲で使用することを特徴とするグラウト用水
ガラスの硬化方法に関する。
のＳｉＯ2に対して塩基性オキシカルボン酸アルミニウ
ム塩又は塩基性オキシカルボン酸鉄塩（以下、塩基性オ
キシカルボン酸アルミニウム又は鉄塩という）をカルボ
ン酸としてＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モル比）＝０．０５〜
０．３の範囲で使用することを特徴とするグラウト用水
ガラスの硬化方法に関する。
【０００６】更に、本発明は上記各塩のオキシカルボン
酸が乳酸またはグリコール酸であるグラウト用水ガラス
の硬化方法に関する。
酸が乳酸またはグリコール酸であるグラウト用水ガラス
の硬化方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】先ず、本発明に用いる塩基性オキ
シカルボン酸アルミニウム塩の製造方法について述べ
る。塩基性オキシカルボン酸アルミニウム塩は、塩化ア
ルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩
基性塩化アルミニウム等の水可溶性アルミニウム塩とア
ルカリ金属あるいはアンモニウムの水酸化物、炭酸塩、
重炭酸塩とを反応させて、沈殿するアルミナ水和物をオ
キシカルボン酸に溶解させることにより容易に製造する
ことができる。また、塩基性オキシカルボン酸鉄塩も同
様に、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、塩基性塩化鉄等の水可
溶性鉄塩とアルカリ金属あるいはアンモニウムの水酸化
物、炭酸塩、重炭酸塩を反応させて、沈殿する水酸化鉄
の水和物をオキシカルボン酸に溶解させることにより容
易に製造することができる。
シカルボン酸アルミニウム塩の製造方法について述べ
る。塩基性オキシカルボン酸アルミニウム塩は、塩化ア
ルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩
基性塩化アルミニウム等の水可溶性アルミニウム塩とア
ルカリ金属あるいはアンモニウムの水酸化物、炭酸塩、
重炭酸塩とを反応させて、沈殿するアルミナ水和物をオ
キシカルボン酸に溶解させることにより容易に製造する
ことができる。また、塩基性オキシカルボン酸鉄塩も同
様に、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、塩基性塩化鉄等の水可
溶性鉄塩とアルカリ金属あるいはアンモニウムの水酸化
物、炭酸塩、重炭酸塩を反応させて、沈殿する水酸化鉄
の水和物をオキシカルボン酸に溶解させることにより容
易に製造することができる。
【０００８】ところで、通常のオキシカルボン酸アルミ
ニウム又は鉄の正塩を用いた場合、硬化剤としての実用
濃度（Ａｌ2Ｏ3又はＦｅ2Ｏ3換算で３％以上）での水溶
解時のＰＨは４以下であり、水ガラスと混合すると瞬時
から数分程度で水ガラスがゲル化する。これに対し本発
明に用いる塩基性オキシカルボン酸アルミニウム又は鉄
塩は、塩基性塩であることから前述のＰＨは４〜６程度
となり、水ガラスと接触後のゲル化時間を充分確保する
ことができる。
ニウム又は鉄の正塩を用いた場合、硬化剤としての実用
濃度（Ａｌ2Ｏ3又はＦｅ2Ｏ3換算で３％以上）での水溶
解時のＰＨは４以下であり、水ガラスと混合すると瞬時
から数分程度で水ガラスがゲル化する。これに対し本発
明に用いる塩基性オキシカルボン酸アルミニウム又は鉄
塩は、塩基性塩であることから前述のＰＨは４〜６程度
となり、水ガラスと接触後のゲル化時間を充分確保する
ことができる。
【０００９】即ち、本発明に用いる塩基性オキシカルボ
ン酸アルミニウム又は鉄塩は、例えば、これを水ガラス
と混合すると準安定期間を経た後に、水ガラスのアルカ
リで加水分解されオキシカルボン酸と水酸化アルミニウ
ム、又はオキシカルボン酸と水酸化鉄になる。本発明に
於いてはこの準安定期間のためにゲル化までの時間が充
分確保されるものと推定される。この準安定期間中の反
応分子構造は明らかではないが、本発明に於いて高いゲ
ル化強度が得られる理由は、加水分解で生成したオキシ
カルボン酸が水ガラスをゲル化させるのに加えて、生成
する水酸化アルミニウムあるいは水酸化鉄は周囲の水を
取り込んで、それぞれ水酸化アルミニウムゲル、水酸化
鉄ゲルとなり、同量のオキシカルボン酸のみで水ガラス
をゲル化させた場合に比べて、水酸化アルミニウムゲル
又は水酸化鉄ゲルの強度が加わるためと推定される。
ン酸アルミニウム又は鉄塩は、例えば、これを水ガラス
と混合すると準安定期間を経た後に、水ガラスのアルカ
リで加水分解されオキシカルボン酸と水酸化アルミニウ
ム、又はオキシカルボン酸と水酸化鉄になる。本発明に
於いてはこの準安定期間のためにゲル化までの時間が充
分確保されるものと推定される。この準安定期間中の反
応分子構造は明らかではないが、本発明に於いて高いゲ
ル化強度が得られる理由は、加水分解で生成したオキシ
カルボン酸が水ガラスをゲル化させるのに加えて、生成
する水酸化アルミニウムあるいは水酸化鉄は周囲の水を
取り込んで、それぞれ水酸化アルミニウムゲル、水酸化
鉄ゲルとなり、同量のオキシカルボン酸のみで水ガラス
をゲル化させた場合に比べて、水酸化アルミニウムゲル
又は水酸化鉄ゲルの強度が加わるためと推定される。
【００１０】即ち、従来の硬化剤、例えば、エステル類
やアルデヒド類などの有機化合物系硬化剤と比べた場
合、これらが加水分解されて生成する有機酸と同じ化学
当量で比較して、本発明に使用するオキシカルボン酸を
含有する塩基性オキシカルボン酸アルミニウム又は鉄塩
からなるグラウト用水ガラス硬化剤ははるかに高いゲル
強度を有する。本発明のグラウト用水ガラスの硬化方法
はグラウト剤の通常の使用方法を踏襲すれば良い。
やアルデヒド類などの有機化合物系硬化剤と比べた場
合、これらが加水分解されて生成する有機酸と同じ化学
当量で比較して、本発明に使用するオキシカルボン酸を
含有する塩基性オキシカルボン酸アルミニウム又は鉄塩
からなるグラウト用水ガラス硬化剤ははるかに高いゲル
強度を有する。本発明のグラウト用水ガラスの硬化方法
はグラウト剤の通常の使用方法を踏襲すれば良い。
【００１１】尚、本発明で言う塩基度とは｛（一定量の
化合物中のアルミニウム又は鉄の化学当量）−（一定量
の化合物の有機酸の化学当量）｝÷（一定量の化合物中
のアルミニウム又は鉄の化学当量）×１００で定義され
るものである。例えば、アルミニウム２７ｇと乳酸１３
５ｇが含まれる塩基性乳酸アルミニウム塩の場合、塩基
度は５０％となる。
化合物中のアルミニウム又は鉄の化学当量）−（一定量
の化合物の有機酸の化学当量）｝÷（一定量の化合物中
のアルミニウム又は鉄の化学当量）×１００で定義され
るものである。例えば、アルミニウム２７ｇと乳酸１３
５ｇが含まれる塩基性乳酸アルミニウム塩の場合、塩基
度は５０％となる。
【００１２】本発明に使用する硬化剤の使用割合につい
て云えば、 水ガラスのＳｉＯ2に対して塩基性オキシ
カルボン酸アルミニウム塩又は鉄塩をカルボン酸として
ＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モル比）＝０．０５〜０．３の範
囲で使用する。０．０５より少ないと硬化剤の地盤浸透
時間、即ちゲル化までの時間があまりにも長く、またゲ
ル化強度も弱いため軟弱地盤の硬化剤としては不適であ
り、また、０．３を上回ると硬化剤の地盤浸透時間が短
かきに過ぎ、また極部的地盤強化となる。
て云えば、 水ガラスのＳｉＯ2に対して塩基性オキシ
カルボン酸アルミニウム塩又は鉄塩をカルボン酸として
ＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モル比）＝０．０５〜０．３の範
囲で使用する。０．０５より少ないと硬化剤の地盤浸透
時間、即ちゲル化までの時間があまりにも長く、またゲ
ル化強度も弱いため軟弱地盤の硬化剤としては不適であ
り、また、０．３を上回ると硬化剤の地盤浸透時間が短
かきに過ぎ、また極部的地盤強化となる。
【００１３】本発明に用いる塩基性オキシカルボン酸ア
ルミニウム又は鉄塩は、これを溶液の状態で使用するこ
とが最も好ましいが、水ガラスと混合使用するような場
合にあっては、溶液を噴霧乾燥、通風乾燥、真空乾燥、
凍結乾燥等の任意の手段により乾燥し、粉末の状態で使
用しても良い。
ルミニウム又は鉄塩は、これを溶液の状態で使用するこ
とが最も好ましいが、水ガラスと混合使用するような場
合にあっては、溶液を噴霧乾燥、通風乾燥、真空乾燥、
凍結乾燥等の任意の手段により乾燥し、粉末の状態で使
用しても良い。
【００１４】そして、本発明に用いる塩基性オキシカル
ボン酸アルミニウム塩又は鉄塩は、概ね塩基度が２５％
以上、８０％以下が好ましい。２５％以下では軟弱地盤
への硬化剤の浸透時間、即ちゲル化までの時間が充分に
確保されず、強度も弱い。一方、８０％以上は製造に長
時間を要し経済的でない。
ボン酸アルミニウム塩又は鉄塩は、概ね塩基度が２５％
以上、８０％以下が好ましい。２５％以下では軟弱地盤
への硬化剤の浸透時間、即ちゲル化までの時間が充分に
確保されず、強度も弱い。一方、８０％以上は製造に長
時間を要し経済的でない。
【００１５】本発明で使用できるオキシカルボン酸に
は、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸
などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
は、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸
などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００１６】また、これらのオキシカルボン酸の中で
は、乳酸、グリコール酸のみが容易に塩基度を５０％以
上とすることができ、硬化時間の調整が極めて容易であ
ることからこの二つの酸が特に好ましい。
は、乳酸、グリコール酸のみが容易に塩基度を５０％以
上とすることができ、硬化時間の調整が極めて容易であ
ることからこの二つの酸が特に好ましい。
【００１７】また、本発明の塩基性オキシカルボン酸ア
ルミニウム塩又は鉄塩は、他の緩硬性硬化剤であるトリ
アセチン、グリオキサール、エチレンカーボネート、エ
チレングリコールジアセテートなどと併用して使用する
こともできる。以下に実施例を記し本発明を詳記する。
ルミニウム塩又は鉄塩は、他の緩硬性硬化剤であるトリ
アセチン、グリオキサール、エチレンカーボネート、エ
チレングリコールジアセテートなどと併用して使用する
こともできる。以下に実施例を記し本発明を詳記する。
【００１８】
【実施例】表１及び表２に実施例を、表３及び表４に比
較例を示した。表に示したＡ液、Ｂ液をそれぞれ作製し
両者を混合した後のゲル化時間及び混合液約３重量部を
豊浦標準砂１０重量部に注入した場合のサンドゲルの一
軸圧縮強度を測定した。
較例を示した。表に示したＡ液、Ｂ液をそれぞれ作製し
両者を混合した後のゲル化時間及び混合液約３重量部を
豊浦標準砂１０重量部に注入した場合のサンドゲルの一
軸圧縮強度を測定した。
【００１９】水ガラスは３号水ガラスを使用し、水はイ
オン交換水を使用した。ゲル化時間は、Ａ液とＢ液を混
合後、混合溶液を９０度傾けてもゲルが流出あるいは変
形しなくなるまでの時間をゲル化時間とした。サンドゲ
ルの一軸圧縮強度の測定はＡ液とＢ液を混合後、豊浦標
準砂１０重量部に対して混合液約３重量部の割合で注入
し、２５℃で２４時間放置した後の一軸圧縮強度（Ｋｇ
／ｃｍ2）を測定した。実施例の結果を下記表１、２に
示す。また、配合量は重量部で示した。
オン交換水を使用した。ゲル化時間は、Ａ液とＢ液を混
合後、混合溶液を９０度傾けてもゲルが流出あるいは変
形しなくなるまでの時間をゲル化時間とした。サンドゲ
ルの一軸圧縮強度の測定はＡ液とＢ液を混合後、豊浦標
準砂１０重量部に対して混合液約３重量部の割合で注入
し、２５℃で２４時間放置した後の一軸圧縮強度（Ｋｇ
／ｃｍ2）を測定した。実施例の結果を下記表１、２に
示す。また、配合量は重量部で示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】次に比較例を表３、４に示した。試験方法
は表１、２と同様とした。
は表１、２と同様とした。
【表３】
【００２３】
【表４】 注１）トリアセチン、グリオキサールは加水分解後に生成する有機酸でのモル比 注２）Ａ、Ｂ液混合時に瞬結し、豊浦標準砂に注入できず測定不可
【００２４】上記表１、２、３、４から明らかなよう
に、本発明によるグラウト用水ガラスの硬化方法によれ
ば、軟弱地盤等に於ける充分な硬化剤の浸透時間即ち、
ゲル化までの時間確保と高いゲル強度が得られることが
判る。
に、本発明によるグラウト用水ガラスの硬化方法によれ
ば、軟弱地盤等に於ける充分な硬化剤の浸透時間即ち、
ゲル化までの時間確保と高いゲル強度が得られることが
判る。
【００２５】
【発明の効果】本発明は水ガラスのＳｉＯ2に対して塩
基性オキシカルボン酸アルミニウム塩又は鉄塩をカルボ
ン酸としてＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モル比）＝０．０５〜
０．３の範囲で使用することを特徴とするグラウト用水
ガラスの硬化方法であって、軟弱地盤等において硬化剤
の地盤浸透時間、即ちゲル化までの時間が充分確保さ
れ、且つ高いゲル強度が得られる極めて実用性に優れた
グラウト用水ガラスの硬化方法である。しかも、本発明
で硬化剤として用いる塩基性オキシカルボン酸アルミニ
ウム塩又は鉄塩は製造上、安全、容易且つ安価である。
基性オキシカルボン酸アルミニウム塩又は鉄塩をカルボ
ン酸としてＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モル比）＝０．０５〜
０．３の範囲で使用することを特徴とするグラウト用水
ガラスの硬化方法であって、軟弱地盤等において硬化剤
の地盤浸透時間、即ちゲル化までの時間が充分確保さ
れ、且つ高いゲル強度が得られる極めて実用性に優れた
グラウト用水ガラスの硬化方法である。しかも、本発明
で硬化剤として用いる塩基性オキシカルボン酸アルミニ
ウム塩又は鉄塩は製造上、安全、容易且つ安価である。
【００２６】更に、オキシカルボン酸が乳酸またはグリ
コール酸である場合、塩基性オキシカルボン酸アルミニ
ウム又は鉄塩は、特に高塩基度のものを容易に製造する
ことができ、ゲル化までの時間が長くゲル強度の高いも
のとなる。
コール酸である場合、塩基性オキシカルボン酸アルミニ
ウム又は鉄塩は、特に高塩基度のものを容易に製造する
ことができ、ゲル化までの時間が長くゲル強度の高いも
のとなる。
Claims (2)
- 【請求項１】 水ガラスのＳｉＯ2に対して塩基性オキ
シカルボン酸アルミニウム塩又は塩基性オキシカルボン
酸鉄塩をカルボン酸としてＣＯＯＨ／ＳｉＯ2（モル
比）＝０．０５〜０．３の範囲で使用することを特徴と
するグラウト用水ガラスの硬化方法。 - 【請求項２】 オキシカルボン酸が乳酸またはグリコー
ル酸である請求項１記載のグラウト用水ガラスの硬化方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30370497A JP4002328B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | グラウト用水ガラスの硬化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30370497A JP4002328B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | グラウト用水ガラスの硬化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116956A true JPH11116956A (ja) | 1999-04-27 |
| JP4002328B2 JP4002328B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=17924253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30370497A Expired - Fee Related JP4002328B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | グラウト用水ガラスの硬化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4002328B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017212044A1 (en) | 2016-06-09 | 2017-12-14 | Basf Se | Hydration control mixture for mortar and cement compositions |
| CN109928721A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-25 | 罗志胜 | 一种高强度养生型坭兴陶的泥料及器皿的制备工艺 |
| CN116063060A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-05-05 | 中国水利水电科学研究院 | 一种加酯固化水玻璃浆液及其制备方法 |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP30370497A patent/JP4002328B2/ja not_active Expired - Fee Related
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