KR20190100641A - 전단면 일체 타설형 충격음 저감 조성물 및 이를 이용한 충격음 저감 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬래브 위에 완충재를 배치하고 상기 완충재 위에 경량기포 콘크리트를 포설하는 형태의 종래 기술에 따른 복수 재료의 적층 구조를 배제하고, 충격음에 대한 소음(消音)가 탁월한 OPC, 칼슘설포알루미네이트, 무수석고, 실리카흄, 증점제, 자극형 기포제, O/W형 유화제, EPS 비드, EVA 칩 및 물을 혼합하여 한개 층의 형태로 슬래브 상면에 포설하여 설치함으로써, 적층 구조로 인한 충격음 흡수 기능 저하를 방지하고, 경량 충격음과 중량 충격음 모두에 대해서 매우 우수한 소음효과를 발휘할 수 있도록 하는 "전(全)단면 일체 타설형 충격음 저감 조성물"과, 이러한 조성물을 이용한 "충격음 저감 시공방법"에 관한 것이다.
Description
본 발명은 아파트, 빌딩 등과 같은 건물의 층간에 설치되는 슬래브 상면에 포설되어 슬래브에 작용하는 충격으로 인한 경량 충격음 및 중량 충격음의 발생을 억제하는 "전(全)단면 일체 타설형 충격음 저감 조성물"과, 이러한 조성물을 슬래브의 상면에 한 개 층으로 포설하여 충격음 발생 억제 구조를 형성하게 되는 "충격음 저감 시공방법"에 관한 것으로서, 구체적으로는 슬래브 위에 완충재를 배치하고 상기 완충재 위에 경량기포 콘크리트를 포설하는 형태의 종래 기술에 따른 복수 재료의 적층 구조를 배제하고, 충격음에 대한 소음(消音)가 탁월한 재료들을 혼합하여 한 개 층의 형태로 슬래브 상면에 포설하여 설치함으로써, 적층 구조로 인한 충격음 흡수 기능 저하를 방지하고, 경량 충격음과 중량 충격음 모두에 대해서 매우 우수한 소음효과를 발휘할 수 있도록 하는 "전(全)단면 일체 타설형 충격음 저감 조성물"과, 이러한 조성물을 이용한 "충격음 저감 시공방법"에 관한 것이다.
아파트, 빌딩 등의 건물에서 위,아래 층 사이의 소음 전달 및 진동 전달을 차단하기 위하여, 상,하층 사이에 설치되는 슬래브의 상면에는 다양한 형태의 완충구조를 설치하고 있다. 콘크리트 슬래브의 상면에 완충재, 경량기포 콘크리트, 마감 모르타르 및 바닥마감재를 아래에서 위로 가면서 순차적으로 적층하는 방안이 가장 보편적인 종래 기술로서 제안되고 있으며, 그 일예가 대한민국 등록특허공보 제10-0759118호에 개시되어 있다.
그러나 종래 기술처럼 콘크리트 슬래브의 상면에 완충재, 경량기포 콘크리트, 마감 모르타르 및 바닥마감재를 순차적으로 쌓게 되는 적층구조의 경우, 콘크리트 슬래브 위에 적층된 재료들의 완전한 일체화가 이루어지지 않게 되며, 이로 인하여 경량(輕量) 충격음과 중량(重量) 충격음 모두를 억제할 수 있는 효과가 제대로 발휘되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 슬래브 위에 완충재를 배치하고 상기 완충재 위에 경량기포 콘크리트를 포설하게 되는 종래 기술에 따른 복수 재료의 적층구조를 배제하고, 충격음에 대한 소음(消音) 효과가 탁월한 재료들을 혼합하여 한 개 층의 형태로 슬래브 상면에 포설하여 설치하여 재료간의 견고한 일체화를 도모함으로써, 복수 재료의 적층 구조로 인한 충격음 흡수 기능 저하를 방지하고, 경량 충격음과 중량 충격음 모두에 대해서 매우 우수한 소음효과를 발휘할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 건물의 상,하층 사이에 설치되는 슬래브의 상면에 포설되어 충격음을 저감시키는 조성물로서, 결합재, 첨가제, 필러 및 물을 포함하며; 결합재는, OPC, 칼슘설포알루미네이트, 무수석고 및 실리카흄을 포함하는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 OPC 47~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 7~18중량부, 무수석고 3~20중량부, 및 실리카흄 5~15중량부로 각각 함유되어 있으며; 첨가제는 증점제, 자극형 기포제, 및 O/W형 유화제를 포함하는데, 증점제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 증점제 0.2~2.0중량부, 자극형 기포제 0.5~5.0중량부, 및 O/W형 유화제 1.0~6.0중량부로 각각 함유되어 있고; 필러는 EVA 칩과 EPS 비드가 혼합된 것으로서, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 EVA 칩 1.0~10.0중량부 및 EPS 비드 0.5~2.5중량부로 각각 함유되어 있으며; 물은 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 130~180중량부로 함유되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 충격음 저감 조성물이 제공된다.
또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 건물의 상,하층 사이에 설치되는 슬래브에 대한 충격음 저감 시공방법으로서, 슬래브의 상면에 충격음 저감 조성물을 한개의 층으로 슬래브와 일체화시켜서 포설하는데, 상기 충격음 저감 조성물은, 결합재, 첨가제, 필러 및 물을 포함하며; 결합재는, OPC, 칼슘설포알루미네이트, 무수석고 및 실리카흄을 포함하는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 OPC 47~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 7~18중량부, 무수석고 3~20중량부, 및 실리카흄 5~15중량부로 각각 함유되어 있으며; 첨가제는 증점제, 자극형 기포제, 및 O/W형 유화제를 포함하는데, 증점제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 증점제 0.2~2.0중량부, 자극형 기포제 0.5~5.0중량부, 및 O/W형 유화제 1.0~6.0중량부로 각각 함유되어 있고; 필러는 EVA 칩과 EPS 비드가 혼합된 것으로서, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 EVA 칩 1.0~10.0중량부 및 EPS 비드 0.5~2.5중량부로 각각 함유되어 있으며; 물은 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 130~180중량부로 함유되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 충격음 저감 시공방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 복수 재료의 적층 구조를 배제하고, 충격음에 대한 소음(消音)가 탁월한 재료들을 혼합하여 한개 층의 형태로 슬래브 상면에 포설하여 설치함으로써, 재료간의 견고한 일체화를 도모하여, 복수 재료의 적층 구조로 인한 충격음 흡수 기능 저하를 방지하고, 경량 충격음과 중량 충격음 모두에 대해서 매우 우수한 소음효과를 발휘할 수 있게 된다.
또한 종래 기술에서는 복수 재료를 복수개의 층으로 적층 시공해야 하므로, 시공절차가 번거롭고 공기도 오래 소요되는 단점이 있으나, 본 발명의 경우 한 개층의 형태로 포설시공하게 되므로 충격음 저감 시공 단계가 월등히 간소화되고 시공속도가 크게 향상되며, 그에 따라 시공비의 절감 등의 매우 우수한 경제적인 효과가 발휘된다.
더 나아가, 본 발명에서는 종래 기술보다 저렴한 원가의 재료를 사용하므로 그만큼 시공비의 절감 효과가 뛰어나며, 소음효과가 검증된 재료이므로, 소음 효과에 대한 확실한 보장이 이루어지게 되는 장점도 발휘된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 충격음 저감 조성물은, 결합재(binder), 첨가제, 필러(filler) 및 물을 포함하는 조성을 가진다.
본 발명에서 결합재는, 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement/"OPC"라고 약칭함), 칼슘설포알루미네이트, 무수석고, 및 실리카흄을 포함하여 이루어지는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 OPC는 47~85중량부, 칼슘설포알루미네이트는 7~18중량부, 무수석고는 3~20중량부, 그리고 실리카흄은 5~15중량부로 각각 함유된다. 즉, 결합재의 총 중량을 100중량부라고 할 때, OPC, 칼슘설포알루미네이트, 무수석고 및 실리카흄은 각각 47~85중량부, 7~18중량부, 3~20중량부, 및 5~15중량부로 각각 함유되는 것이다.
OPC로는 분말도 4,500~5,500cm2/g인 것이 바람직하며, 칼슘설포알루미네이트는 비중 2.65~2.85이고 분말도 3,500~7,000cm2/g인 것이 바람직하다. 무수석고는 비중 2.7~2.9이고 분말도 3,000~5,500cm2/g인 것이 바람직하며, 실리카흄은 비중 2.0~2.4이고 분말도 130,000~300,000cm2/g인 것이 바람직하며, 실리카흄의 평균입경은 0.15μm인 것이 바람직하다.
OPC가 47중량부 미만으로 함유되는 경우, 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물이 경화되어 만들어진 경화체(이하, "본 발명의 경화체"라고 약칭한다)의 강도 성능 발현이 어려우며, 85중량부를 초과하는 경우에는 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물의 타설 후 경화지연으로 인하여 강도부족 현상이 발생하고 작업시간이 길어지는 단점이 있다. 따라서 OPC는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 47~85중량부로 함유된다.
칼슘설포알루미네이트가 7중량부 미만으로 함유되는 경우, 초기 경화특성의 발현이 어려우며, 18중량부를 초과할 경우에는 급결로 인하여 작업시간의 확보가 어렵게 된다. 따라서 칼슘설포알루미네이트는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 7~18중량부로 함유된다.
무수석고는 3중량부 미만으로 함유되는 경우, 초기 경화특성의 발현이 어려우며, 20중량부를 초과할 경우에는 강도 성능의 충족이 어렵게 된다. 따라서 무수석고는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 3~20중량부로 함유된다.
실리카흄은 5중량부 미만으로 함유되는 경우, 장기 강도의 확보가 어렵게 되고, 15중량부를 초과할 경우에는 초기 경화특성의 저하 현상이 발생하고 이로 인하여 강도 발현이 어렵게 된다. 따라서 실리카흄은 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 5~15중량부로 함유된다.
한편 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물에는 첨가제가 포함되는데, 첨가제는 증점제, 기포제, 및 오일/워터(oil/water)형 유화제(이하, "O/W형 유화제"라고 약칭한다)를 포함하는 조성을 가진다. 본 발명에 포함되는 첨가제에서, 기포제는 "자극(刺戟)형 기포제"일 수 있다. 또한 본 발명에 포함되는 첨가제에서, 증점제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.2~2.0중량부로 함유되며, 자극형 기포제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.5~5.0중량부로 함유되고, 그리고 O/W형 유화제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 1.0~6.0중량부로 함유된다. 즉, 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물에서 결합재의 총 중량을 100중량부라고 할 때, 증점제, 자극형 기포제, 및 O/W형 유화제는 각각 0.2~2.0중량부, 0.5~5.0중량부, 및 1.0~6.0중량부로 함유되는 것이다.
증점제는 재료분리 저항성의 확보를 위하여 사용되는 성분으로서, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.2중량부 미만으로 함유되는 경우에는 결합재와 필러 사이에 재료분리가 발생하게 되며, 반대로 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 2.0중량부를 초과할 경우에는 과도한 점성으로 인하여 재료간의 혼합이 잘 이루어지지 않게 되고 가벼운 경량 소재가 상부면으로 부유하게 되어 균질한 성능의 확보가 어렵게 될 뿐만 아니라 작업 성능의 저하를 가져오게 된다.
따라서 증점제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.2~2.0중량부로 함유된다. 증점제로는 pH 4~8이고 황백색 분말로 이루어져 있으며 20,000~40,000cPs (20rpm)의 특성을 가지는 hydroxypropyl methyl cellulose를 사용할 수 있다.
기포제는 기본적으로 기포 발생을 위하여 사용되는 성분으로서, 특히 자극형 기포제를 사용할 경우, 기포 발생뿐만 아니라 기포생성 반응 과정에서 알칼리성분(NaOH)을 배출하여 결합재에 자극효과를 주어서 반응성이 향상되는 효과가 발휘된다(Activating). 특히 재령 초기에 이러한 반응성 향상 효과가 부여됨으로써 결합재의 빠른 경화에 도움을 주게 된다.
기포제(특히, 자극형 기포제)가 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.5중량부 미만으로 함유되는 경우에는 본 발명의 경화체에서의 기포 함유량이 낮아지게 되어 단열 성능이 저하되며, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 5.0중량부를 초과할 경우에는 형성된 기포가 서로 엉키는 현상(flocculation)이 발생하게 되고 미세 기포가 분산되지 않게 되어, 이로 인해 기포 파손 및 그에 다른 침하현상이 발생하게 되고 단열성능도 저하된다. 따라서 기포제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.5~5.0중량부로 함유된다.
기포제(특히, 자극형 기포제)로는 과탄산소다 (sodiumcarbonateperoxyhydrate, 2Na2CO3ㆍ3H2O2)가 사용될 수 있는데, 이 때, 활성산소 >12%, pH(1% sol'n) 10~11 그리고 밀도(density) 700~1100g/L인 것이 바람직하다.
과탄산소다는 아래의 반응식 1의 형태로 물과 반응하게 되어 강알카리 성분을 발생시키며, 그에 따라 결합재의 경화를 촉진시키고 이를 통해서 본 발명에 따른 경화체 내에 형성된 기포가 안정적으로 유지될 수 있도록 기능하게 된다. 특히, 과탄산소다가 물과 반응하면서 생성된 과산화수소(H2O2)에 의해 각 성분을 혼합할 때, 내부 미세기공 형성을 위한 기포가 발생하게 된다.
[반응식 1]
2Na2CO3ㆍ3H2O2+2H2O -> 2NaHCO3 + 2NaOH + 3H2O2
O/W형 유화제는 유기계 필러(후술하는 EPS 비드 및 EVA 칩의 혼합물)와, 물을 용매로 하는 무기계 결합재를 혼합할 때 재료 상호간의 혼합 및 부착 성능을 향상시키고 분산성을 향상시킬 용도로 사용되는 성분이다. O/W형 유화제가 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 1.0중량부 미만으로 함유되는 경우에는 무기계의 결합재와 유기계의 필러 가 분산되어 혼합, 경화되는 것이 저하되어 재료의 혼합과정에서 재료분리가 발생하게 되며, 반대로 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 6.0중량부 초과할 경우에는 과도한 유화제 혼입에 따른 결합재의 경화 반응에 악영향을 주게 되어, 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물로 만들어진 경화체 즉, 본 발명의 경화체에서 발휘되는 강도가 저하되는 현상이 발생하게 된다. 따라서 O/W형 유화제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 1.0~6.0중량부로 함유된다. O/W형 유화제로는 올레인산나트륨(sodium oleate)을 사용할 수 있는데, 이 때 유리알칼리 < 0.5% (0.5% 미만)이고 강열잔류 20~25%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 조성물에는 필러(filler)가 포함된다. 필러로는 탄성을 가지는 경량(輕量)필러가 사용되는데, EVA 칩(chip)과 EPS 비드(bead)를 혼합하여 필러로서 사용할 수 있다. EVA 칩으로는 단위용적중량 15~17kg/m3, 열전도율 0.048W/mK, 및 입경 5~30mm의 물성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 EPS 비드로는 발포폴리스타이렌(EPS : ExpandedPolyStyrene)으로 이루어지고, 단위용적중량 9~11kg/m3, 열전도율 0.031W/mK이하, 및 입경 2~5mm의 물성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. EVA 칩은 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 1.0~10.0중량부로 함유되는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 1.0중량부 미만으로 함유될 경우 본 발명의 경화체에 대해 필요한 탄성과 단열성능 확보가 어려우며, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 10.0중량부 초과시에는 본 발명의 경화체가 필요로 하는 탄성 성능을 발현하기 어렵게 된다.
EPS 비드는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.5~2.5중량부로 함유되는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 0.5중량부 미만으로 함유될 때에는 본 발명의 경화체에서 탄성과 단열성능 확보가 어려우며, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 2.5중량부 초과 시에는 경량의 EPS 비드가 과도하게 혼입되어 재료의 혼합과정에서 EPS 비드가 상층부로 분리되는 문제가 나타나게 된다.
본 발명에 따른 충격음 저감 조성물에서 물(water)은 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 130~180중량부로 함유되는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 130중량부 미만으로 함유될 경우에는 재료의 혼합이 어렵게 되며, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 180중량부 초과 시에는 과도한 물 혼입에 따른 재료분리 발생하게 된다.
위와 같은 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물의 바람직한 실시예는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 OPC 69중량부, 칼슘설포알루미네이트 1.2중량부, 무수석고 3중량부, 실리카흄 10중량부, 증점제 0.5중량부, 자극형 기포제 4.4중량부, O/W형 유화제 4.0중량부, EPS 비드 2.0중량부, EVA 칩 6.5중량부 및 물 150중량부를 포함하는 조성을 가진다. 이러한 본 발명의 실시예에 의한 충격음 저감 조성물의 경우, 슬러리의 비중 0.38, 경화체의 비중 0.35, 경화체의 압축강도 0.5MPa(7d)와 0.8MPa(28d)의 물성을 보이며, 열전도율 0.076W/mk, 열관류율 0.792W/㎡k, 동탄성계수 16.2MN/㎥, 경량바닥충격음 43dB, 및 중량바닥충격음 42dB의 매우 유용한 물성을 보인다. 여기서 7d는 "재령 7일"을 의미하고, 28d는 "재령 28일"을 의미한다.
본 발명에 따른 충격음 저감 시공방법에서는 상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물을 이용하게 되는데, 완충재, 경량기포 콘크리트 등의 재료를 슬래브 위에 순차적으로 적층하는 종래 기술과 전혀 다르게, 본 발명에서는 상기한 구성의 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물을 슬래브 위에 필요 두께로 포설하고 경화시키는 과정만으로, 경량 충격음과 중량 충격음 모두를 효과적으로 저감시킬 수 있게 되는 매우 유용한 효과가 발휘된다. 즉, 본 발명에 따른 충격음 저감 시공방법에서는 상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 충격음 저감 조성물을 슬래브 위에 필요 두께로 포설하고 경화시킴으로써, 매우 우수한 충격음 저감 효과를 발휘하게 되는 구조를 슬래브 위에 형성하게 되는 것이다.
따라서 본 발명에 따른 충격음 저감 시공방법에 의하면, 시공 단계가 간소화되고 시공속도가 향상되며, 그에 따라 시공비의 절감 등의 매우 우수한 경제적인 효과가 발휘된다.
Claims (2)
- 건물의 상,하층 사이에 설치되는 슬래브의 상면에 포설되어 충격음을 저감시키는 조성물로서,
결합재, 첨가제, 필러, 및 물을 포함하며;
결합재는, OPC, 칼슘설포알루미네이트, 무수석고 및 실리카흄을 포함하는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 OPC 47~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 7~18중량부, 무수석고 3~20중량부, 및 실리카흄 5~15중량부로 각각 함유되어 있으며;
첨가제는 증점제, 자극형 기포제, 및 O/W형 유화제를 포함하는데, 증점제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 증점제 0.2~2.0중량부, 자극형 기포제 0.5~5.0중량부, 및 O/W형 유화제 1.0~6.0중량부로 각각 함유되어 있고;
필러는 EVA 칩과 EPS 비드가 혼합된 것으로서, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 EVA 칩 1.0~10.0중량부 및 EPS 비드 0.5~2.5중량부로 각각 함유되어 있으며;
물은 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 130~180중량부로 함유되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 충격음 저감 조성물.
- 건물의 상,하층 사이에 설치되는 슬래브에 대한 충격음 저감 시공방법으로서,
슬래브의 상면에 충격음 저감 조성물을 한 개의 층으로 슬래브와 일체화시켜서 포설하는데,
상기 충격음 저감 조성물은, 결합재, 첨가제, 필러 및 물을 포함하며;
결합재는, OPC, 칼슘설포알루미네이트, 무수석고 및 실리카흄을 포함하는데, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 OPC 47~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 7~18중량부, 무수석고 3~20중량부, 및 실리카흄 5~15중량부로 각각 함유되어 있으며;
첨가제는 증점제, 자극형 기포제, 및 O/W형 유화제를 포함하는데, 증점제는 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 증점제 0.2~2.0중량부, 자극형 기포제 0.5~5.0중량부, 및 O/W형 유화제 1.0~6.0중량부로 각각 함유되어 있고;
필러는 EVA 칩과 EPS 비드가 혼합된 것으로서, 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 EVA 칩 1.0~10.0중량부 및 EPS 비드 0.5~2.5중량부로 각각 함유되어 있으며;
물은 결합재의 총 중량 100중량부에 대하여 130~180중량부로 함유되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 충격음 저감 시공방법.
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| KR20210082572A (ko) * | 2019-12-24 | 2021-07-06 | 한일시멘트 주식회사 | 조기강도 향상 및 침하방지를 위한 경량기포 콘크리트 조성물 및 이의 시공 방법 |
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| KR100759118B1 (ko) | 2004-10-25 | 2007-09-19 | 이광우 | 층간 차음용 패널 구조체 및 이를 적용한 다층 건물의 바닥구조체 |
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