解析FRP复合材料及其在土木工程中应用研究论文
FRP材料在土木工程中的应用
FRP材料在土木工程中的应用摘要：自20 世纪纤维增强复合材料（FRP）问世以来，已经在航天航空、军事工业、汽车工业、风力发电、化工工业等诸多领域有广泛应用。
而随着FRP 材料生产工艺的发展，当前FRP 材料在土木行业的中的应用也得到普及。
本文综述FRP 材料在土木工程诸多领域的应用，并展望FRP 材料的应用前景。
关键词：FRP 材料；土木工程；工程应用0 引言纤维增强复合材料（FRP）由两种或数种材料组合而成，通常一种为增强体，一种为基体。
增强体提供强度和刚度，而基体通常为连续相，维持纤维的正确方向和间距并保护它们免受磨损和环境影响[1]。
常见基体和增强体如表1 所示。
表1 常见的基体和增强体相比传统各向同性建材，如混凝土、钢材，FRP 材料高强轻质，能有效减轻结构自重；具有良好的耐腐蚀性，在酸、碱、氯盐腐蚀区域能够长期稳定工作，可以应用于化学工业、沿海工程、水下工程等领域；可设计性好，施工方便，能够提高装配化程度及劳动效率[2]。
但FRP 材料目前也存在材料无塑性、延伸率低、弹性模量低、抗剪和抗压强度低、存在徐变断裂现象、热稳定性差、不耐紫外线等问题，在工程应用中应当充分考虑材料特性，保证结构的使用功能。
从最初的手糊工艺到当前的热压罐成型、液体成型、先进拉挤成型等成型技术[3]，FRP 材料生产工艺发展十分迅速。
自动化技术的发展使先进拉挤成型工艺生产效率进一步提高，且成本降低，产品质量更加稳定，逐渐成为FRP 材料生产的主要方式。
典型FRP 材料拉挤成型生产工艺流程为：放卷/收卷→预成型→热压固化→后固化→牵引→检测、切割[4]。
1 FRP 材料工程应用实例1.1 FRP 布和片材应用FRP 布和片材加工方便，广泛应用于钢筋混凝土结构加固中。
利用其受拉性能，将FRP 板材粘贴在加固部位表面，能够有效保护混凝土，防止混凝土开裂或减缓裂缝发展，延长结构使用寿命，钢筋混凝土梁加固形式一般分为抗弯加固与抗剪加固[5]。
FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究
FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究摘要：FRP复合材料是当前在土木工程中应用非常广泛的材料之一，优点众多，本文通过对FRP复合材料的应用现状以及特殊的应用领域进行分析，提出其发展方向，以便推广应用。
关键词：FRP复合材料；土木工程；应用FRP是一种用玻璃、碳、塑胶等纤维通过环氧树脂粘剂混合一起的复合材料，这种材料有很高的强度。
与传统结构的材料比较，不但具有高强轻质的特点，在施工、耐腐蚀方面也有很大的优势，能够直接在钢筋混凝土结构的板、梁、柱等地方粘贴，很大程度上提高了构件抗剪抗弯能力。
1.FRP在土木工程中的应用现状分析相对于其他产业而言，FRP在土木工程中的应用呈现出一定的滞后性，主要原因可以归结于造价高和经验少，目前很多工程师面临的实际问题就是针对FRP的结构加强方面的预期效果设计。
在历史的实践过程中，相关的标准也是比较匮乏的，真正发展起来是在20世纪的90年代，国际上开始饮用航空航天技术以及补强技术的FRP替代钢材，当做土建结构修补和加固材料之用。
它的物理力学性能非常优越，重量轻，耐腐蚀，施工操作方便，能承受强的变形力。
有相关数据显示[1]，我国当前的桥梁建筑物中有超过一半的是在上个世纪80年代前建造，因此承载达不到要求，会不断出现裂缝等问题，尤其是近年来住宅质量问题较为严重。
由此可以看出，FRP加固的功能发挥以及修补的工作迫在眉睫。
另外，材料的试验检测、评价技术在材料工程中是应用的基础，但是当前世界上还没有被公认的土木工程高性能FRP复合材料试验检测与评价技术体系建立，我国在这方面的成果更少。
2.FRP在土木工程中特殊领域的应用2.1复杂环境下结构应用由于受到复杂环境的影响，水边码头地下基础的结构性能劣化以及抗力衰减的缺陷被更多人重视，这种现象产生的原因比较复杂，但工作人员也注意到了FRP复合材料在这样复杂环境下结构应用具有很大的优势。
比如，可以通过增加FRP材料的层数对结构进行加强，也可以采用CFRP加强筋替换某些钢筋，相比之下在结构性能上是很大的改善。
FRP复合材料及其在土木工程中的应用
FRP复合材料及其在土木工程中的应用作者：于海川来源：《市场周刊·市场版》2019年第56期摘;要：FRP 复合材料在土木工程中有着广泛的运用。
FRP 复合材料的材料特性包括抗拉性、延性、耐腐蚀性、耐久性以及自重性等，文章对 FRP 复合材料特性展开逐一研究，并对FRP 复合材料在土木工程中的运用提出见解，以期为行业做出贡献。
关键词：FRP 复合材料;土木工程;工程结构一、;FRP复合材料在土木工程中的运用现状（一）超负荷运行首先，对于土木工程来讲，有着复杂程度高与持续性较长的特点，所以在施工中就要从具体工艺技术与施工材料出发，确保施工的合理性。
但是受到土木工程功能性要求的影响，涉及较多的使用材料。
其次，结合具体标准在现场中增设小型化移动基站，可以确保整个工程现场施工的安全性。
但是在使用 FRP 复合材料以后，很容易增加施工现场在材料管理方面的工作量。
最后，在施工现场中相关设备很容易出现超负荷运行状态，但是在 FRP 复合材料的使用下，则可以代替大部分材料，不仅优化了整个施工过程，同时，也实现了对现场的有效管理，提升了现场工作效果。
（二）行业消耗材料较多首先，就目前的土木工程市场来讲，在施工材料方面表现出了消耗量较大的现象，在一定程度上增加了材料浪费与施工成本，甚至还会对土木工程的功能性产生影响。
其次，在后期使用中很容易出现磨损、变形等问题，严重的还会影响到行业的发展。
最后，在建筑工程施工中，涉及总包与分包之间的矛盾，从而限制了工程的开展。
所以在现阶段发展中想要提高土木工程建设质量，就要坚持从发展角度出发，展现 FRP复合材料的优势。
二、 FRP复合材料在土木工程中的运用（一）加固工程就 FRP 复合材料来讲，主要以纤维材料混合为主，所以在材料强度等方面有着一定的优势。
目前，在土木工程建设中 FRP 复合材料主要以加固使用为主，且在 FRP复合材料的使用下能够提升土木工程的质量与安全。
FRP在土木施工中的应用
FRP 在土木工程中的应用研究摘要：随着土木工程技术的发展，目前FRP在土木工程领域逐渐推广开来，但这仍然是土木工程领域有待深入研究的前沿课题之一。
本文通过阐述FRP的性能特点，分析FRP在土木工程中的应用领域及其应用的关键技术，并对FRP 的应用前景进行展望.关键词: FRP；复合材料；土木工程；一、FRP概述(一) FRP的形成纤维增强复合材料(FRP)是用环氧树脂粘剂等基底材料将碳、玻璃、塑胶等多股连续纤维材料胶合后经过特制的模具挤压、拉拔而形成的纤维复合材料。
常见的FRP主要有玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料和阿拉米德纤维增强塑料等，针对不同的纤维其化学成分不同，对应的FRP材料的力学性能也相差较大。
但是这些FRP都具有许多共同的特点，这也是在土木工程领域得到应用的原因。
(二) FRP的主要特点（1）抗拉强度高。
与钢筋的抗拉强度相比，FRP的抗拉强度要高出很多，与高强钢丝差不多，而且在达到抗拉强度之前，几乎不产生塑性变形，其高强的抗拉能力可以直接提高结构构件的抗弯和抗剪能力。
（2）抗腐蚀性和耐久性好。
与钢材相比，FRP的抗腐蚀性和耐久性很好，可提高结构使用寿命，特别是在受腐蚀性较大的环境中应用效果更为明显。
（3）自重轻，施工方便。
FRP的密度仅为钢材的四分之一左右，因此，应用FRP可以为建筑结构施工提供方便，同时降低劳动力费用。
尤其是用于旧有结构的维修加固时效果更为显著。
（4）热膨胀系数与混凝土相近。
将这种材料加入混凝土内，由于其热膨胀系数与混凝土相近，当环境温度发生变化时，FRP能与混凝土协同工作，两者之间不会产生较大的温度应力，这样不仅能大大提高混凝土构件的承载力，还能改善混凝土结构的抗冲击和耐疲劳性能,（5）抗剪强度低。
FRP的抗剪强度很低，不到其抗拉强度的10%，所以在用FRP作预应力筋以及进行FRP的材性试验时，需专门研制相应的锚、夹具。
（6）材料比较昂贵。
由于FRP的生产过程比较复杂，一般需采用专门的长线挤压台座及拉拔工具，还有复杂的制作工艺，所以其费用比较高，这也是目前一些工程还未采用FRP的主要原因。
浅析FRP复合材料在土木工程中的应用
浅析FRP复合材料在土木工程中的应用摘要：FRP复合材料，是土木工程创新发展的前沿课题。
本文介绍FRP复合材料在现代土木工程中应用的关键技术。
关键词：FRP复合材料,土木工程,工程应用1FRP复合材料1.1FRP复合材料特性复合材料(CompositeMaterial)是指两种以上的材料组合在一起形成的非均匀材料。
事实上,自然界中绝大多数物体都可视为复合材料。
在土木工程界,最典型的复合材料是混凝土。
在现代工业界,复合材料是指人工制造合成的二相或多相材料,通常一相为加强材料(Reinforce),另一相为基质(Matrix)。
常用的加强材料有玻璃(Glass)、铜(Carbon)、石墨(Graphite)或碳化硅(Polymer)。
常用的基质材料有各类聚合物(Polymer),如高分子聚合物、低分子聚合物、热固性聚合物和金属、陶瓷等。
加强材料通常采用纤维(Fiber)或颗粒(Particle)两种形式。
在工业界最常采用的复合材料是加强纤维复合材料(FiberReinforcedPlastic,FRP)。
复合材料的发展历史很短,最早的复合材料产生于1939年,是玻璃纤维复合材料(Glass/EpoxyFiberReinforcedPlastic,GFRP)。
从1959开始,工业界开始生产和应用复合材料。
1.2FRP复合材料在土木工程中应用的优势复合材料产生和发展的基本思想是充分发挥加强材料和基质的不同材料特性,并将其有机组合,使复合材料具有传统材料所不具备的物理化学及力学特性。
这种思想类似于钢筋混凝土的特性,利用钢筋承担大部分受拉应力,利用混凝土承担大部分受压应力。
所不同的是,在复合材料中,绝大部分应力均由具有较高强度的纤维承担,而基质主要起传递剪力和包裹纤维的作用。
正是复合材料可以有机组合不同性质的材料,因此复合材料具有传统材料(如钢材)无法比拟的优点。
复合材料最重要的优点是具有非常高的强度对重量比及刚度对重量比,因此复合材料广泛应用在航空、航天等要求轻质高强结构的领域。
FRP复合材料及其在土木工程中的应用分析
（ 一） 新 的 工程 力 学分 支
这里 所说 的新 的工 程力 学分 支是 指 复合 材料 的力学 ， 复 合材 料 因 为 自身
了土木工程中对资源的浪费率 ， 能够让土木工程更加的环保可靠 。Ｆ Ｒ Ｐ 材料 的混合特性具有和传统材料完全不相同的特点 ，具有一种新的力学反映， 在 抗 腐蚀 、 抗 疲劳 性 能好 ， 目前 预 应 力 和地 下 桩 基础 结 构 中钢 筋 的 腐 蚀 问题 严 研究复合材料的过程 中， 需要根据复合材料 自身 的特点 ， 来保证它在使用中 重， 使 用 耐腐 蚀 的Ｆ Ｒ Ｐ 材 料取 代钢 筋 是解 决这 一 问题 的根 本性 方 法 。 的适 用性 和 安全 性 。
施 工技 术 与应 用
Ｆ Ｒ Ｐ 复合材料及 其在土木工程 中的应 用分析
摘要： Ｆ Ｒ Ｐ 复合材料是现在土木工程 中极其前沿的一种材料 ， 现在的土木工程中对于Ｆ Ｒ Ｐ复合材料的使用并不广泛 ， 仍 旧缺乏
了足够 的推 广和 运 用 ， 需 要建 筑行 业重 视Ｆ Ｒ Ｐ 复合 材 料 的特 点 ， 科 学合 理 的使 用这 些 材料 。 关键 词 ： Ｆ Ｒ Ｐ 复合 材 料 ； 土 木工 程 ； 前 景
浅谈FRP材料的优点及其在土木工程中的研究与应用
浅谈FRP材料的优点及其在土木工程中的研究与应用FRP材料是一种通过纤维增强或填充树脂，形成高强度、高刚度的构造材料。
相较于传统的材料如钢筋混凝土，FRP材料具有许多优点，使其在土木工程中具有广泛的研究和应用。
首先，FRP材料具有出色的力学性能。
其高强度和高刚度使得FRP材料能够承受更大的荷载，并且具有较好的抗震性能。
与钢筋混凝土相比，FRP材料的密度更轻，使得结构更轻便。
此外，FRP材料的耐腐蚀性能也很好，能够抵抗盐水、海水和化学腐蚀，适用于海洋工程等特殊环境。
其次，FRP材料具有设计灵活性。
FRP材料可以通过设计和制造过程中的不同纤维及树脂组合，以及不同层压方式来调节材料的性能，达到满足不同工程需求的目的。
此外，FRP材料可以制成各种形状，适应各种结构设计的要求。
这种灵活性使得FRP材料在土木工程中有更广泛的应用空间。
第三，FRP材料具有较长的使用寿命和维护成本低。
FRP材料具有较好的耐久性能，不易受到氧化和腐蚀的侵蚀。
此外，FRP材料可以通过预制或现浇的方式进行施工，降低了施工难度和施工时间，从而降低了维护成本。
在土木工程中，FRP材料的研究与应用涉及到多个方面。
首先，FRP材料在加固和修补传统结构方面的应用。
在旧有土木结构加固和修补的过程中，通常需要增加结构的承载能力和刚度，而FRP材料可以通过加固以及补强材料的方式，提高结构的承载能力和刚度，延长其使用寿命。
其次，FRP材料在新型土木结构的设计和施工中的应用。
由于FRP材料的优良性能，它可以用于设计和制造新型土木结构，如桥梁、楼房、隧道等。
通过使用FRP材料，可以使结构更轻，具有较好的抗震性能和耐久性能，同时也可以简化结构设计和施工过程。
此外，FRP材料还可以应用于土木工程中的其他方面，如管道、储槽、防护层等。
在这些应用中，FRP材料可以用于提供耐用、轻便的解决方案，并降低维护和修复的成本。
总之，FRP材料具有许多优点，包括出色的力学性能、设计灵活性和较长的使用寿命和维护成本低。
FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究
浅析FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究摘要：在一定的环境条件作用之下，传统意义上的木结构可以为新型frp复合材料所替代。
并且，在多股纤维材料力学优势的作用之下，所制备而成的frp复合材料能够具备突出的抗拉性能、施工优势、低温度应力、以及高使用寿命等特点，因而得到了土木工程建设领域的特别关注与重视，在其中得到了极为广泛与深入的应用。
本文依据这一实际情况，首先简要分析了frp复合材料的基本特性及其优势，进而详细研究了frp复合材料在土木工程中的应用情况。
关键词：frp复合材料特性优势土木工程应用分析中图分类号：tb33 文献标识码：a 文章编号：不难发现：土木工程学科的全面发展在很大程度上来说是受到了新型技术、材料、以及设备的影响。
其中，frp复合材料对其影响是极为深入与彻底的。
特别是在土木工程加固过程当中，frp复合材料所表现出的综合优势极为突出，基本成为加固材料中的不二选择。
更加关键的一点在于：同常规意义上的扩大截面加固方法、以及粘结钢板加固方法相比，应用frp复合材料进行结构加固更加的灵活、简便、有效。
而这完全取决于frp复合材料所表现出的特性及其优势。
本文试针对以上相关问题做详细分析与说明。
1 frp复合材料特性及其优势分析在当前技术条件支持下，包括玻璃纤维、阿基米德纤维、以及碳纤维在内的多种纤维材质均属于多股连续性纤维。
而frp复合材料则正是由此类多股连续性纤维材质，配合诸如环氧树脂、或者聚乙烯树脂一类材料进行胶合反应之后，并在特殊的模具挤压作用之下，拉拔并最终成型的负荷材料。
从frp复合材料的制备角度上来说，因前期所选用的多股纤维材质类型在力学性质方面存在比较明显的差异，因此导致所制备而成的frp复合材料在力学性能表现方面也不完全相同。
其中，以玻璃纤维所制备而成的frp复合材料弹性模量基本为6.6×104，抗拉强度基本为2890mpa，极限应变基本为2.4％；以阿基米德纤维所制备而成的frp复合材料弹性模量基本为2.0×105，抗拉强度基本为3600mpa，极限应变基本为1.6％；而以碳纤维所制备而成的frp复合材料弹性模量基本为1.2×105，抗拉强度基本为3500mpa，极限应变基本为2.8％。
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解析FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究
摘要：在一定的条件支持下，frp复合材料能够替代传统意义上的木结构材料以及钢筋材料，且在实践应用的过程当中表现出了极为突出的综合性优势，这也正是将frp复合材料应用于土木工程中的关键条件之一。
本文依据这一实际情况，以frp复合材料为研究对象，首先简要分析了frp复合材料的基本性质与特点，在此基础之上，分别从既有结构加固以及新建土木工程这两个方面入手，详细阐述了frp复合材料在土木工程中的应用情况，并据此论证了frp 复合材料在提高土木工程建设质量与结构稳定性方面所发挥的重要作用与意义。
关键词：frp复合材料土木工程性质特点结构应用分析
中图分类号：k826.16 文献标识码：a 文章编号：
在现代意义上的土木工程逐步向着大跨度性、重载性、高强度性以及轻质性方向发展的背景作用之下，传统意义上的木质结构以及钢筋结构材料已无法充分适应于土木工程所面临的恶劣性与特殊性环境。
而在当前技术条件支持下，frp复合材料所表现出的综合应用性能及其优势非常显著，从而能够更好的与现代意义上施工技术的工业化发展需求所适应。
这也带动着各种桥梁结构、地下结构以及建筑结构对frp复合材料的应用。
本文试针对以上问题做详细分析与说明。
一、frp复合材料基本特性及性质分析
frp复合材料——纤维增强复合塑料（frp：fiber reinforced polymer）即我们所俗称的玻璃钢。
在现阶段的技术条件作用下，frp复合材料是指将基体材料与纤维材料，按照一定的比例进行充分混合，在专用模具的挤压以及拉拔作用之下所形成的复合性材料。
在frp复合材料的制备过程当中，主要材料有纤维材料以及基体材料。
其中，对于纤维材料而言，其纤维直径大多在12um单位以下，却断裂应变指标在3％以内，属于易损伤，同时也易腐蚀的脆性材料。
而对于基体材料而言，其强度指标以及模量指标相对于上述纤维材料而言更低，但在应变作用力的耐受方面更大，属于易粘弹的韧性材料。
具体而言，现阶段制备方式下的frp复合材料在应用于土木工程建设中，体现出了以下几个方面的特性。
（一）抗拉强度较高：试验研究证实，同常规意义上的钢筋材料相比，frp复合材料所表现出的抗拉强度优势更为显著（可达到2倍以上）。
然而，需要注意的一点是：在frp复合材料达到抗拉强度临界点之前，基本不存在塑性变形作用力。
因此，在后续土木工程应用frp复合材料的过程当中，需要重点关注对frp复合材料—混凝土截面粘结性能的研究工作。
（二）自重轻，施工难度低：在当前技术条件支持下，erp复合材料所表现出的密度仅仅为常规意义上钢筋原材密度的1/4左右。
从这一角度上来说，在土木工程应用frp复合材料的过程当中，施工难度明显低于传统材料下的施工难度，同时还可达到降低劳动力费用开支的重要目的，综合效益突出。
（三）热膨胀系数优势突出：实践研究结果证实，对于frp复合材料而言，其所表现出的热膨胀系数与混凝土结构基本一致。
在此种特性作用之下，出现环境温度变动的问题，则frp复合材料能够实现与混凝土结构相互之间的协同性工作，避免出现较大的温度应力，防止土木工程施工过多的受到此因素的影响。
（四）抗剪强度较低：通过大量的试验与实践研究证实，现阶段工艺条件下所制备而成的frp复合材料抗剪强度较低，该数值仅表现为常规抗拉强度的1/20~1/5比例。
frp复合材料的这一特性使得在将此类材料应用于土木工程实践连接施工的过程当中，需要研制针对性的锚具与夹具设备，应当予以特别关注。
（五）防水性能优异，fpr复合材料的基体材料通常使用环氧树脂，具有优异的粘接强度，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。
二、frp复合材料在土木工程中的应用分析
正是由于frp复合材料具备上述特点与优势，从而能够更好的与现代意义上施工技术的工业化发展需求相适应。
为此，frp复合材料开始广泛应用于既有建筑结构的加固过程当中，与此同时，还可应用对桥梁工程、地下室工程以及建筑工程等多种土木工程项目建设中。
不但能够有效保障土木工程的建设质量，同时还能够实现极为显著的经济性效益。
具体而言，可以归纳为以下几个方面。
（一）frp复合材料在既有土木工程加固维护中的应用分析：首先，frp复合材料可应用于对已受损混凝土梁板的修复以及加固过
程当中。
在现阶段的工程实践当中，一般采取在混凝土梁板拉应力的集中表现部位，应用环氧树脂材料进行frp负荷材料的粘贴工作。
在此过程中，需要保障frp复合材料在纤维方向与拉应力方向始终维持在平行状态当中；其次，frp复合材料可应用于对柱体结构的加固过程当中，例如收到侵蚀的砼构件需二次抹面或需用壁可法灌注的裂缝。
在此类工作过程当中，需要将frp复合材料纤维沿待修复柱体进行环向缠绕，并通过应用环氧树脂的方式，实现frp复合材料与既有混凝土材料之间的有效连接；最后，frp复合材料可应用于对砌体结构的加固过程当中。
在此过程当中，主要的加固方式有两种类型。
一方面，通过frp复合材料条与墙体的有效粘结，达到提高墙体平面抗剪以及抗弯性能的目的；另一方面，可通过沿墙体横向缠绕frp复合材料筋的方式，针对墙体进行有效约束。
（二）frp复合材料在新建土木工程项目工程中的应用分析：首先，frp复合材料可应用于新建桥梁结构当中：工程实践研究证实，在选取frp复合材料作为桥梁结构基本材料的施工方案作用之下，与之相对应的工程造价明显高于常规意义上采取钢筋原材作为基
本材料的施工方案所对应的工程造价。
但，不容忽视的一点是：应用frp复合材料施工方案下的劳动力资源可得到有效节约，同时也省去了大量的后期维护费用；其次，frp复合材料可应用于地下室结构当中；其次，frp复合材料可应用于新建地下室结构当中：通过应用frp复合材料所具备耐腐蚀性能的优势，防止这部分材料在长期应用于潮湿、阴暗环境下而可能出现的腐蚀问题，例如可替代
卷材类、水泥基或聚氨酯涂料类防水层；再次，frp复合材料可用于二、三级防水要求的部位，例如沉箱和水池；最后，frp复合材料可应用于建筑结构当中：作用于建筑结构的柱体建设，配合良好的施工与养护，达到提高建筑结构整体性能的重要目的。
三、结束语
通过本文以上分析需要认识到：在现代经济社会不断发展，科学技术持续进步的背景作用之下，世界各个国家与地区对于土木工程的要求不断具体与严格。
在上述条件作用之下，传统意义上建筑材料的基本性能无法与土木工程的这一发展去修相适应。
而frp复合材料则在此过程中体现出了极为显著的应用优势，因而备受各方人员的特别关注与重视。
总而言之，本文针对有关frp复合材料及其在土木工程应用过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献：
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