普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2011).doc

普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）

普通混凝土配合比设计规程
（JGJ55-2011）
2011年12月1日实施

1 总则
1.0.1 为规范普通混凝土配合比设计方法，满足设计和施工要求，保证混凝土工程质量，并且达到经济合理，制定本规程。
1.0.2 本规程适用于工业与民用建筑及一般构筑物所采用的普通混凝土配合比设计。
• 除一些专业工程以及特殊构筑物的混凝土
1.0.3 普通混凝土配合比设计除应符合本规程的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1普通混凝土：干表观密度为 2000kg/m3～2800kg/m3的混凝土。
（在建工行业，普通混凝土简称混凝土，是指水泥混凝土）
2.1.2干硬性混凝土：拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度（s）表示其稠度的混凝土。
（维勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至为零的混凝土拌合物稠度，维勃稠度等级划分为5个。）
等级 维勃稠度（s）
V0 ≥31
V1 30~21
V2 20~11
V3 10~6
V4 5~3
2.1.3塑性混凝土：拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。
2.1.4流动性混凝土：拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。
2.1.5大流动性混凝土：拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。
坍落度等级划分为5个等级。
等级 坍落度（mm）
S1 10～40
S2 50～90
S3 100~150
S4 160~210
S5 ≥220
2.1.6 抗渗混凝土：抗渗等级不低于P6的混凝土。
2.1.7 抗冻混凝土：抗冻等级不低于F50的混凝土。
（均指设计提出要求的抗渗或抗冻混凝土）
2.1.9 泵送混凝土：可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。
（包括流动性混凝土和大流动性混凝土，泵送时坍落度不小于100mm。）
2.1.10大体积混凝土：体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。
• （大体积混凝土也可以定义为，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。）
2.1.11 胶凝材料：混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。
2.1.12 胶凝材料用量：混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。
（胶凝材料和胶凝材料用量的术语和定义在混凝土工程技术领域已被广泛接受）
2.1.13 水胶比：混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。（代替水灰比）
2.1.14 矿物掺合料掺量：矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。
2.1.15 外加剂掺量：外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。
（11～15是新组建的术语和定义）
fb—胶凝材料28d胶砂抗压强度实测值（MPa）
m0—计算（基准）配合比每立方米混凝土的用量（kg）；
γf—粉煤灰影响系数；
γs—粒化高炉矿渣粉影响系数；
Pt—六个试件中不少于4个未出现渗水时的最大水压值（MPa）；
P—设计要求的抗渗等级值；
Tt—试配时要求的坍落度值（mm）；
Tp—入泵时要求的坍落度值（mm）
ΔT—试验测得的预计出机到泵送时间段内的坍落度经时损失值（mm）。

3 基本规定（新增加）
3.0.1 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。
• 强调混凝土配合比设计应满足耐久性能要求这是本次规程修订的重点之一。
3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。
• 我国长期以来一直在建设工程中采用以干燥状态骨料为基准的混凝土配合比设计，具有可操作性，应用情况良好。

3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。
(控制水胶比是保证耐久性的重要手段，水胶比是配比设计的首要参数）
《混凝土结构设计规范》对不同环境条件的混凝土最大水胶比作了规定。
环境类别 一 二(a) (b) 三
最大水灰比 0.65 0.60 0.55 0.50
补充：GB/T50476-2008 《混凝土结构耐久性设计规范》环境类别与作用等级
3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。
（在满足最大水胶比条件下，最小胶凝材料用量是满足混凝土施工性能和掺加矿物掺和料后满足混凝土耐久性的胶凝材料用量）
环境条件 最大水灰比 最小水泥用量
当用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。

3.0.5 矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。
• 规定矿物掺合料最大掺量主要是为了保证混凝土耐久性能。
• 矿物掺合料在混凝土中的实际掺量是通过试验确定的，在本规程配合比调整和确定步骤中规定了耐久性试验验证，以确保满足工程设计提出的混凝土耐久性要求。
• 当采用超出表3.0.5-1和表3.0.5-2给出的矿物掺合料最大掺量时，全然否定不妥，通过对混凝土性能进行全面试验论证，证明结构混凝土安全性和耐久性可以满足设计要求后，还是能够采用的。
3.0.6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6的要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按照现行行业标准《水运工程混凝土试验规程》JTJ 270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法进行测定。
• 按环境条件影响氯离子引起钢锈的程度简明地分为四类，并规定了各类环境条件下的混凝土中氯离子最大含量。
• 采用测定混凝土拌合物中氯离子的方法，与测试硬化后混凝土中氯离子的方法相比，时间大大缩短，有利于配合比设计和控制。
• 表3.0.6中的氯离子含量系相对混凝土中水泥用量的百分比，与控制氯离子相对混凝土中胶凝材料用量的百分比相比，偏于安全。
3.0.7 长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境、以及盐冻环境的混凝土应掺用引气剂。引气剂掺量应根据混凝土含气量要求经试验确定；掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表3.0.7的规定，最大不宜超过7.0%。
• 掺加适量引气剂有利于混凝土的耐久性，尤其对于有较高抗冻要求的混凝土，掺加引气剂可以明显提高混凝土的抗冻性能。引气剂掺量要适当，引气量太少作用不够，引气量太多混凝土强度损失较大。
3.0.8 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3，并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。
• 掺加适量粉煤灰和粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料，对预防混凝土碱骨料反应具有重要意义。
• 混凝土中碱含量是测定的混凝土各原材料碱含量计算之和，而实测的粉煤灰和粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料碱含量并不是参与碱骨料反应的有效碱含量，对于矿物掺合料中有效碱含量，粉煤灰碱含量取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量取实测值的1/2，已经被混凝土工程界采纳。

4 混凝土配制强度的确定
4.0.1 混凝土配制强度应按下列规定确定：
1．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：

2．当设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式计算（新增）
4.0.2 混凝土强度标准差应按照下列规定确定：
1．当具有近1个月～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其混凝土强度标准差σ应按下式计算：
n—试件组数，n值应大于或者等于30。
• 对于强度等级不大于C30的混凝土：当σ计算值不小于3.0MPa时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa时，σ应取3.0MPa。
• 对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当σ计算值不小于4.0MPa时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa时，σ应取4.0MPa。
• C20和C25，2.5MPa；（修订前）
• 大于或等于C30，3.0MPa。（修订前）
2．当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值。
≤C20 C25~C45 C50~C55
4.0 5.0 6.0
<C20 C20~C35 >C35(修改前）
4.0.3 遇有下列情况时应提高混凝土配制强度：
1．现场条件与试验室条件有显著差异时；
2．C30等级及其以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。
• 即：配制强度计算公式中的“大于”符号的使用条件。

5 混凝土配合比计算
5.1 水胶比
5.1.1 混凝土强度等级不大于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：
fb—胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d胶砂抗压强度（MPa），
1．当胶凝材料28d胶砂抗压强度无实测值时，可按下式计算：

gf、gs ——粉煤灰(fly ash)影响系数和粒化高炉矿渣粉(slag)影响系数，
fce ——水泥(cement)28d胶砂抗压强度（MPa）。
① 采用Ⅰ级粉煤灰宜取上限值。
② 采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。
③ 当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。
2．当水泥28d胶砂抗压强度无实测值时，公式（5.1.1-2）中的fce值可按下式计算：

gc——水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表5.1.1-2选用（增加）；
fce,g——水泥强度等级值（MPa）。
32.5 42.5 52.5
1.12 1.16 1.10

5.1.2 回归系数aa和ab宜按下列规定确定：
1．根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定；
2．当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2选用。
碎石 卵石
aa 0.53（0.46） 0.49（0.48）
ab 0.20（0.07） 0.13（0.33）
新：W/B=0.53×42.5/(38+0.53×0.2×42.5)
=0.53
旧： W/B=0.46×42.5/(38+0.46×0.07×42.5)
=0.50
38=0.53× fce(1/0.50-0.2)
fce =38/0.954=39.8MPa
新：W/B=0.49×42.5/(38+0.49×0.13×42.5)
=0.51
旧： W/B=0.48×42.5/(38+0.48×0.33×42.5)
=0.45
38=0.49× fce(1/0.45-0.13)
fce =37.1MPa
5.2 用水量和外加剂用量
5.2.1 每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（mw0）应符合下列规定：
1．混凝土水胶比在0.40～0.80范围时，可按表5.2.1-1和表5.2.1-2选取；
2．混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。
• 干硬性或塑性混凝土掺外加剂后的用水量在以上数据的基础上通过试验进行调整。
5.2.2 每立方米流动性或大流动性混凝土（掺外加剂）的用水量（mwo）可按下式计算：

mw0—计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg）；
mw0× —未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg），以表5.2.1-2中90mm坍落度的用水量为基础，按每增大20mm坍落度相应增加5kg用水量来计算；
β—外加剂的减水率（％），应经混凝土试验确定。
5.2.3 每立方米混凝土中外加剂用量（ma0）应按下式计算：
ma0 —计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量（kg）；
mb0 —计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg）,计算应符合本规程5.3.1条的规定；
βa—外加剂掺量（%）,应经混凝土试验确定。
• 也可结合经验并经试验确定流动性或大流动性混凝土的外加剂用量和用水量。
5.3 胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
5.3.1 每立方米混凝土的胶凝材料用量（mb0）应按下式计算，并应进行试拌调整，在拌合物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量。

5.3.2 每立方米混凝土的矿物掺合料用量（mf0）应按下式计算：

βf——矿物掺合料掺量（%），可结合本规程3.0.5条和5.1.1条的规定确定。
5.3.3 每立方米混凝土的水泥用量（mc0）应按下式计算：

• 计算得出的计算配合比中的用量，还要在试配过程中调整验证。

5.4 砂率
5.4.1 砂率应根据骨料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求，参考既有历史资料确定。
5.4.2 当缺乏砂率的历史资料可参考时，混凝土砂率的确定应符合下列规定：
1．坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。（干硬性混凝土）
2．坍落度为10mm～60mm的混凝土，其砂率可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水胶比按表5.4.1选取。
3．坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可经试验确定，也可在表5.4.1的基础上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1％的幅度予以调整。
• 5.5 粗、细骨料用量
5.5.1 采用质量法计算粗、细骨料用量时，应按下列公式计算：

mg0—计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；
ms0—计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；
βs—砂率（％）；
mcp—每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg），可取2350kg～2450kg。
5.5.2 采用体积法计算粗、细骨料用量时，应按下列公式计算
6混凝土配合比的试配、调整与确定
6.1 试配
6.1.1 搅拌方法包括搅拌方式、投料方式和搅拌时间等。
6.1.2 试验室成型条件。
6.1.3 每盘混凝土试配的最小搅拌量应符合表6.1.3的规定，并不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。
≤31.5 20l（15l）
6.1.4 首先试拌。宜保持计算水胶比不变，以节约胶凝材料为原则，调整胶凝材料用量、用水量、外加剂用量和砂率等，直到混凝土拌合物性能符合设计和施工要求，然后修正计算配合比，提出试拌配合比。
6.1.5 应在试拌配合比的基础上，进行混凝土强度试验，并应符合下列规定：
1．应至少采用三个不同的配合比，其中一个应为试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加和减少0.05，用水量应与试拌配合比相同，砂率可分别增加和减少1％。外加剂掺量也做减少和增加的微调。
3．进行混凝土强度试验时，标准养护到28d或设计规定龄期时试压；也可同时多制作几组试件，按《早期推定混凝土强度试验方法标准》JGJ/T15早期推定混凝土强度，用于配合比调整，但最终应满足标准养护28d或设计规定龄期的强度要求。
6.2 配合比的调整与确定
6.2.1通过绘制强度和胶水比关系图，按线性比例关系，采用略大于配制强度的强度对应的胶水比做进一步配合比调整偏于安全。也可以直接采用前述至少3个水胶比混凝土强度试验中一个满足配制强度的胶水比做进一步配合比调整，虽然相对比较简明，但有时可能强度富余较多，经济代价略高。
6.2.2 配合比应按以下规定进行校正
校正系数δ

• 实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，配合比可维持不变；当二者之差超过2％时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ。
6.2.3 配合比调整后，应测定拌合物水溶性氯离子含量，试验结果应符合本规程表3.0.6的规定。
6.2.4 配合比调整后，应对设计要求的混凝土耐久性能进行试验，符合设计规定的耐久性能要求的配合比方可确定为设计配合比。
6.2.5 生产单位可根据常用材料设计出常用的混凝土配合比备用，并应在启用过程中予以验证或调整。遇有下列情况之一时，应重新进行配合比设计：
1．对混凝土性能有特殊要求时；
2．水泥、外加剂或矿物掺合料等原材料品种、质量有显著变化时。
7.1 抗渗混凝土
7.1.2 抗渗混凝土的原材料应符合下列规定：
1．水泥宜采用普通硅酸盐水泥
4．粉煤灰等级应为Ⅰ级或Ⅱ级。
• 大量抗渗混凝土用于地下工程，为了提高抗渗性能和适合地下环境特点，掺加外加剂和矿物掺合料十分有利。在以胶凝材料最小用量作为控制指标的情况下，采用普通硅酸盐水泥有利于提高混凝土耐久性能和进行质量控制。骨料粒径太大和含泥（包括泥块）较多都对混凝土抗渗性能不利。

7.2 抗冻混凝土
7.2.2 抗冻混凝土的原材料应符合下列规定
6．在钢筋混凝土和预应力混凝土中不得掺用含有氯盐的防冻剂；在预应力混凝土中不得掺用含有亚硝酸盐或碳酸盐的防冻剂。
• 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制抗冻混凝土是一个基本做法；骨料含泥（包括泥块）较多和骨料坚固性差都对混凝土抗冻性能不利。一些混凝土防冻剂中掺用氯盐，如果采用会引起混凝土中钢筋锈蚀，导致严重的结构混凝土耐久性问题。《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119规定含亚硝酸盐或碳酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构。
7.2 抗冻混凝土
7.2.3 抗冻混凝土配合比应符合下列规定：
1．最大水胶比和最小胶凝材料用量（增加的）应符合表7.2.3-1的规定
2．复合矿物掺合料掺量宜符合表7.2.3-2的规定；其它矿物掺合料掺量宜符合本规程表3.0.5-1的规定 （增加）
• 在通常水胶比情况下，混凝土中掺入过量矿物掺合料也对混凝土抗冻性能不利。混凝土中掺用引气剂是提高混凝土抗冻性能的有效方法之一。
7.3 高强混凝土
7.3.2 高强混凝土的原材料应符合下列规定
1．水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥（既胶砂强度较高，适合配制高强度等级混凝土；又混合材较少，可掺加较多的矿物掺合料来改善高强混凝土的施工性能。）
2．粗骨料宜采用连续级配，（对于C60混凝土粗骨料最大粒径不大于31.5）其最大公称粒径不宜大于25.0mm，针片状颗粒含量不宜大于5.0%，含泥量不应大于0.5%，泥块含量不应大于0.2%；
3．细骨料的细度模数宜为2.6～3.0（大于2.6），含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%；
4．宜采用减水率不小于25%的高性能减水剂（高效减水剂或缓凝高效减水剂 ）；
5 ．宜复合掺用粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和硅灰等矿物掺合料；粉煤灰等级不应低于Ⅱ 级；对强度等级不低于C80 的高强混凝土宜掺用硅灰。（硅灰掺量一般为3~8% ）
• （应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复合使用矿物掺合料。）
7.3.3 高强混凝土配合比应经试验确定，在缺乏试验依据的情况下，配合比设计宜符合下列要求（增加）
1．水胶比、胶凝材料用量和砂率可按表7.3.3选取，并应经试配确定；
2．外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试配确定；矿物掺合料掺量宜为25%～40%；硅灰掺量不宜大于10%；
3．水泥用量不宜大于500kg/m3。（水泥不大于550kg/m3，胶凝材料总量不大于600kg/m3 ）
7.3.4 在试配过程中，应采用三个不同的配合比进行混凝土强度试验，其中一个可为依据表7.3.3计算后调整拌合物的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比，宜较试拌配合比分别增加和减少0.02。
7.3.5 高强混凝土设计配合比确定后，尚应采用该配合比进行不少于三盘混凝土的重复试验，每盘混凝土应至少成型一组试件，每组混凝土的抗压强度不应低于配制强度。
7.3.6 高强混凝土抗压强度宜采用标准试件通过试验测定；使用非标准尺寸试件时，尺寸折算系数应由试验确定。
7.4 泵送混凝土
7.4.3 泵送混凝土配合比应符合下列规定：
1．胶凝材料用量不宜小于300kg/m3；
2．砂率宜为35%～45%；
3.泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.60;（删除内容）
• 如果胶凝材料用量太少，水胶比大则浆体太稀，黏度不足，混凝土容易离析，水胶比小则浆体不足，混凝土中骨料量相对过多，这些都不利于混凝土的泵送。
7.4.4 泵送混凝土试配时要求的坍落度值应按下式计算：

Tt—试配时要求的坍落度值（mm）；
Tp—入泵时要求的坍落度值（mm）；
ΔT—试验测得的预计出机到泵送时间段内的坍落度损失值（mm）。
• 泵送混凝土出机到泵送时间段内的坍落度经时损失控制在30mm/h以内比较好。
7.5 大体积混凝土
7.5.2 大体积混凝土所用的原材料应符合下列规定：
1．水泥宜采用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，水泥的3d和7d水化热应符合标准规定；当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时应掺加矿物掺合料，胶凝材料的3d和7d水化热分别不宜大于240kJ/kg和270kJ/kg。
2．粗骨料宜为连续级配，最大公称粒径不宜小于31.5mm，含泥量不应大于1.0%；（考虑限制混凝土变形）
3．细骨料宜采用中砂，含泥量不应大于3.0%。
4．宜掺用矿物掺合料和缓凝型减水剂。（缓减温升）
7.5.3 当设计采用混凝土60d或90d龄期强度时，宜采用标准试件进行抗压强度试验。
• 由于采用低水化热的胶凝材料有利于限制大体积混凝土由温度应力引起的裂缝，所以大体积混凝土中胶凝材料中往往掺用大量粉煤灰等矿物掺合料，使混凝土强度发展较慢，设计采用混凝土60d或90d龄期强度也是合理的。当标准养护时间和标准试件未能两全时，维持标准试件比较合理。

7.5.4 大体积混凝土配合比应符合下列规定：
1．水胶比不宜大于0.55，用水量不宜大于175kg/m3。
2．在保证混凝土性能要求的前提下，宜提高每立方米混凝土中的粗骨料用量；砂率宜为38%～42%。
3．在保证混凝土性能要求的前提下，应减少胶凝材料中的水泥用量，提高矿物掺合料掺量，矿物掺合料掺量应符合本规程表3.0.5-1的规定。
4．混凝土拌合物泌水量宜小于10l/m3。
7.5.5 在配合比试配和调整时，控制混凝土绝热温升不宜大于50℃。
7.5.6 配合比应满足施工对混凝土凝结时间的要求。
• 可在配合比试配和调整时通过混凝土绝热温升测试设备测定混凝土的绝热温升，或通过计算求出混凝土的绝热温升，从而在配合比设计过程中控制混凝土绝热温升。
• 延迟混凝土的凝结时间对大体积混凝土施工操作和温度控制有利，大体积混凝土配合比设计应重视混凝土的凝结时间。

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