(57)【要約】【課題】本願発明は、バサルト繊維を用いて鉄筋の代替えとして十分な強度を有すると共に、コンクリートとの噛合性の良い筋金棒及びこの筋金棒の形成装置を提供する。【解決手段】本願発明に係る筋金棒は、コンクリートの補強に用いられる筋金棒において、一方向に延出するバサルト繊維を含有する芯材と、該芯材に含有されるバサルト繊維の方向性と異なる方向性を有し、前記芯材表面に付加される補強筋とによって構成される。また、前記補強筋は、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つの螺旋状に沿って延出する繊維を具備することが望ましい。さらに、前記芯材に含有されるバサルト繊維の方向性は前記芯材の長手方向であり、前記補強筋の方向性は前記芯材の長手方向に対して所定の角度を有することが望ましい。特に、前記補強筋は、前記芯材に螺旋状に巻き付けられることが望ましい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートの補強に用いられる筋金棒において、
一方向に延出するバサルト繊維を含有する芯材と、
該芯材に含有されるバサルト繊維の方向性と異なる方向性を有し、前記芯材表面に付加される補強筋とによって構成されることを特徴とする筋金棒。
【請求項２】
前記補強筋は、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つの螺旋状に沿って延出する繊維を具備することを特徴とする請求項１記載の筋金棒。
【請求項３】
前記芯材に含有されるバサルト繊維の方向性は前記芯材の長手方向であり、前記補強筋の方向性は前記芯材の長手方向に対して所定の角度を有することを特徴とする請求項１又は２記載の筋金棒。
【請求項４】
前記補強筋は、前記芯材に螺旋状に巻き付けられることを特徴とする請求項３記載の筋金棒。
【請求項５】
複数の補強筋が、前記芯材に巻き付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の筋金棒。
【請求項６】
バサルト繊維糸が巻回された複数の芯材用ボビンと、
ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸が巻回された補強筋用ボビンと、
前記芯材用ボビンから引き出されたバサルト繊維糸を一方向に束ねて芯材を形成する芯材形成手段と、
芯材形成手段によって形成された芯材に、前記補強筋用ボビンから引き出された補強用繊維糸を螺旋状に巻き付ける補強筋形成手段と、
前記芯材形成手段及び前記補強筋形成手段によって形成された筋金基材に、樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、
樹脂が含浸された筋金基材を乾燥硬化させる加熱硬化手段と、
該加熱硬化手段によって硬化された筋金基材を所定の長さに切断する切断手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の筋金棒を形成する筋金棒形成装置。
【請求項７】
バサルト繊維糸が巻回された複数の芯材用ボビンと、
ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸が巻回された補強筋用ボビンと、
前記芯材用ボビンから引き出されたバサルト繊維糸を一方向に束ねて芯材を形成する芯材形成手段と、
該芯材形成手段によって形成された芯材に樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、
該樹脂含浸手段によって樹脂が含浸された芯材に、前記補強筋用ボビンから引き出された補強用繊維糸を螺旋状に巻き付ける補強筋形成手段と、
該補強筋形成手段によって補強筋が巻き付けられて形成された筋金基材を乾燥硬化させる加熱硬化手段と、
該加熱硬化手段によって硬化された筋金基材を所定の長さに切断する切断手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の筋金棒を形成する筋金棒形成装置。
【請求項８】
バサルト繊維糸が巻回された複数の芯材用ボビンと、
ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸が巻回された補強筋用ボビンと、
前記芯材用ボビンから引き出されたバサルト繊維糸を一方向に束ねて芯材を形成する芯材形成手段と、
該芯材形成手段によって形成された芯材に樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、
樹脂が含浸された芯材を乾燥硬化させる加熱硬化手段と、
前記補強用ボビンから引き出された補強用繊維糸に接着剤を含浸させる接着剤含浸手段と、
前記加熱硬化手段によって硬化された芯材に、前記接着剤含浸手段によって接着剤が含浸された補強用繊維糸を螺旋状に巻き付ける補強筋形成手段と、
該補強筋形成手段によって補強用繊維糸が螺旋状に巻き付けられて形成された筋金基材を、所定の長さに切断する切断手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の筋金棒を形成する筋金棒形成装置。
【請求項９】
前記加熱硬化手段は金型を具備し、前記筋金基材を所定の形状に形成することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の筋金棒形成装置。
【請求項１０】
さらに、切断手段の前に、前記筋金基材を引き抜くための引き抜きローラを具備することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の筋金棒形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、鉄筋コンクリートの鉄筋の代わりに用いることのできるバサルト繊維にて形成された筋金棒及びこの筋金棒の形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、型枠に、溶融ゲンブ岩よりバサルト繊維を紡糸した直後に、アクリルシランをそれに塗布乾燥して得たシランカップリング剤未処理のバサルト繊維と、ポルトランドセメントと、砂とを、充填して、スチレン−ブタジェン共重合体ラテックスと水とを混合したものを均一に散布し、加圧成形したセメントモルタル成型品の製造方法を開示する。
【０００３】
特許文献２は、コンクリート構造体の新設時、コンクリート構造物表面にコンクリートと一体となった剥落防止層を形成させる補強用シート複合物を設けることを開示し、さらに前記補強用複合物が、無機系繊維又は有機系繊維を接着材料にて含浸硬化させてなる繊維強化複合メッシュであることを開示し、さらに前記無機系繊維が、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維からなる群より選択される少なくとも１種の繊維であることを開示する。
【特許文献１】特開平５−２８６７４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バサルト繊維は、１００％天然の玄武岩を溶融し製造された高強度な繊維であり、さらに高弾性であり、酸やアルカリに強く、耐摩耗性に優れている材料である。また、天然素材であることから、環境にも優れているという効果を有する。
【０００５】
また、特許文献１及び２から明らかなように、コンクリートと共に使用する場合には、鉄筋の場合と異なり、バサルト繊維は、コンクリートの組成と近似するため、その膨張係数が略等しくなることから、筋金とコンクリートとの膨張の差による不具合がないという効果がある。
【０００６】
このため、本願発明は、バサルト繊維を用いて鉄筋の代替えとして十分な強度を有すると共に、コンクリートとの噛合性の良い筋金棒及びこの筋金棒の形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本願発明に係る筋金棒は、コンクリートの補強に用いられる筋金棒において、一方向に延出するバサルト繊維を含有する芯材と、該芯材に含有されるバサルト繊維の方向性と異なる方向性を有し、前記芯材表面に付加される補強筋とによって構成される。
【０００８】
前記補強筋は、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つの螺旋状に沿って延出する繊維を具備することが望ましい。
【０００９】
また、前記芯材に含有されるバサルト繊維の方向性は前記芯材の長手方向であり、前記補強筋の方向性は前記芯材の長手方向に対して所定の角度を有することが望ましい。特に、前記補強筋は、前記芯材に螺旋状に巻き付けられることが望ましい。さらに、前記補強筋は、１つでも良いが、複数であっても良い。さらに、前記所定の角度は、最大９０度であっても良いものである。複数の補強筋は、同一方向に螺旋状に設けられるものであっても、交差するように設けられるものであっても良い。また、網目状の形成されるものであっても良いものである。さらに、前記補強筋は、単に所定の方向に延出するように形成されるものであっても良く、また延出方向に対して捻られて形成されるものであっても良い。さらに、前記補強筋が一方向に螺旋状に巻き付けられる構造においては、補強筋によってねじ山に相当するものが形成されるので、これに対応する雌ネジを有する結合部材を設けることによって、前記筋金棒同士を結合させ、長さを延長したり、方向を変えたりすることもできるものである。
【００１０】
さらに、前記芯材についても、バサルト繊維が長手方向の沿った方向性を有するものであっても、芯材の延出方向に対して捻られて形成されるものであっても良い。芯材が捻られて形成される場合には、前記補強筋は、反対方向に捻られることが望ましい。
【００１１】
さらに、前記筋金棒は、バサルト繊維糸が巻回された複数の芯材用ボビンと、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸が巻回された補強筋用ボビンと、前記芯材用ボビンから引き出されたバサルト繊維糸を一方向に束ねて芯材を形成する芯材形成手段と、芯材形成手段によって形成された芯材に、前記補強筋用ボビンから引き出された補強用繊維糸を螺旋状に巻き付ける補強筋形成手段と、前記芯材形成手段及び前記補強筋形成手段によって形成された筋金基材に、樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、樹脂が含浸された筋金基材を乾燥硬化させる加熱硬化手段と、該加熱硬化手段によって硬化された筋金基材を所定の長さに切断する切断手段とによって少なくとも構成される筋金棒形成装置によって製造することができる。
【００１２】
さらにまた、前記筋金棒は、バサルト繊維糸が巻回された複数の芯材用ボビンと、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸が巻回された補強筋用ボビンと、前記芯材用ボビンから引き出されたバサルト繊維糸を一方向に束ねて芯材を形成する芯材形成手段と、該芯材形成手段によって形成された芯材に樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、該樹脂含浸手段によって樹脂が含浸された芯材に、前記補強筋用ボビンから引き出された補強用繊維糸を螺旋状に巻き付ける補強筋形成手段と、該補強筋形成手段によって補強筋巻き付けられて形成された筋金基材を乾燥硬化させる加熱硬化手段と、該加熱硬化手段によって硬化された筋金基材を所定の長さに切断する切断手段とによって少なくとも構成される筋金棒形成装置によって製造することができる。
【００１３】
また、前記筋金棒は、バサルト繊維糸が巻回された複数の芯材用ボビンと、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸が巻回された補強筋用ボビンと、前記芯材用ボビンから引き出されたバサルト繊維糸を一方向に束ねて芯材を形成する芯材形成手段と、該芯材形成手段によって形成された芯材に樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、樹脂が含浸された芯材を乾燥硬化させる加熱硬化手段と、前記補強用ボビンから引き出された補強用繊維糸に接着剤を含浸させる接着剤含浸手段と、前記加熱硬化手段によって硬化された芯材に、前記接着剤含浸手段によって接着剤が含浸された補強用繊維糸を螺旋状に巻き付ける補強筋形成手段と、該補強筋形成手段によって補強用繊維糸が螺旋状に巻き付けられて形成された筋金基材を、所定の長さに切断する切断手段とによって少なくとも構成される筋金棒形成装置によって製造することができる。
【００１４】
さらに、前記加熱硬化手段は金型を具備し、前記筋金基材を所定の形状に形成することが望ましい。これによって、筋金棒を所定の太さに形成可能であり、さらにこぶ付き形状部分、フラット形状部分を形成することも可能である。
【００１５】
さらにまた、切断手段の前に、前記筋金基材を引き抜くための引き抜きローラを具備することが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本願発明に係る筋金棒は、芯材が一方向に延出するバサルト繊維によって形成されていることから、縦強度、引っ張り強度が強く、またこれに螺旋状に絡む補強筋が設けられることから、コンクリートとの噛合性が向上し、鉄筋の代替えとして、鉄筋以上の利点を得ることができるものである。特に、コンクリートとの整合性がよく、またコンクリートとの膨張率の差が小さいため、コンクリート自体の強度を向上させ、さらにコンクリートの塩基やアルカリにも強いため、コンクリート自体の寿命を延ばすことができるものである。
【００１７】
さらに、この筋金棒は、鉄筋に比べて軽量であるため、作業性が大変良く、さらに運送費の削減にもつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【００１９】
図１（ａ）に示す本願発明に係る筋金棒１は、一方向の方向性を有するバサルト繊維糸、特に長手方向に沿った方向性を有するバサルト繊維からなる芯材２と、この芯材２の長手方向に対して所定の角度で螺旋状に巻き付けられる一本の補強筋３とによって構成される。この場合、補強筋３をねじ状に形成することによって、延長継足金ものにて容易に接続することもでき、さらにコンクリートドリルに合うネジ山としても使用することができるという特徴とを有する。
【００２０】
また、図１（ｂ）に示す本願発明に係る筋金棒１は、一方向の方向性を有するバサルト繊維糸、特に長手方向に沿った方向性を有するバサルト繊維からなる芯材２と、この芯材２の長手方向に対して所定の角度で螺旋状に巻き付けられる第１の補強筋３Ａと、この第１の補強筋３Ａに対して交差するように設けられた第２の補強筋３Ｂとによって構成される。このように、本願発明の筋金棒１は、方向性を有するバサルト繊維を具備する芯材２と、この芯材２のバサルト繊維の方向性と異なる方向性を有する少なくとも１つの補強筋３（３Ａ，３Ｂ）とを具備することを特徴とするものである。
【００２１】
また、前記補強筋３（３Ａ，３Ｂ）としては、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択された少なくとも１つの繊維糸によって形成される。これは、筋金棒１の使用目的、使用状態等を鑑みて選択されることが望ましい。バサルト繊維で形成した場合には、芯材との整合性が高いという効果を奏するが、ガラス繊維又は炭素繊維を用いた場合には、バサルト繊維に他の繊維の特性を付与できるという効果を奏する。
【００２２】
また、前記補強筋３の巻き付け間隔についても、筋金棒１の使用目的、使用状態等を鑑みて選択可能である。強い強度が必要な場合は、巻き付け間隔を狭くするものである。また、補強筋３（３Ａ，３Ｂ）の太さを調整することによって、コンクリートとの噛合性を調整することも可能である。さらに、補強筋３（３Ａ，３Ｂ）を捻って形成することも可能である。
【実施例１】
【００２３】
前記筋金棒１を製造するための実施例１に係る筋金棒形成装置１０は、バサルト繊維糸１１が巻回された複数の芯材用ボビン１２と、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸１３が巻回された補強筋用ボビン１４と、前記芯材用ボビン１２から引き出されたバサルト繊維糸１１を一方向に束ねて芯材を形成する芯材形成装置及び芯材形成装置によって形成された芯材１に前記補強筋用ボビン１４から引き出された補強用繊維糸１３を螺旋状に巻き付ける補強筋形成装置からなる筋金基材形成装置１５と、前記筋金基材形成装置１５によって形成された筋金基材１６に、樹脂を含浸させる樹脂含浸装置１７と、樹脂が含浸された筋金基材１８を乾燥硬化させる加熱硬化装置１９と、この加熱硬化装置１９によって硬化された筋金基材２０を引き出す引き出しローラ装置２１と、引き出しローラ装置２１によって引き出された筋金基材２０を所定の長さに切断する切断装置２２とによって少なくとも構成されるものである。
【００２４】
さらに、前記加熱硬化装置１９には、所定の金型が配され、前記筋金基材１８に所望の加工を施すことが可能となるものである。
【００２５】
以上の構成の筋金棒形成装置１０において、引き出しローラ装置２１によって芯材用ボビン１２から引き出されたバサルト繊維糸１１は、筋金基材形成装置１５の芯材形成装置において結束されてバサルト繊維糸１１が一方向の方向性を持たせて延出する芯材が形成され、さらに補強筋形成装置において、グラス繊維糸、カーボン繊維糸及びバサルト繊維糸のいずれかからなる補強用繊維糸１３、特にこの実施例ではバサルト繊維糸からなる補強用繊維糸１３を、方向性を持たせると共に所定の太さに結束し、前記芯材の周囲に螺旋状に巻き付けて筋金基材１６を形成する。
【００２６】
この筋金基材１６は、樹脂含浸装置１７において、例えばビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂又はポリエステル樹脂からなる樹脂のタンクを具備し、前記筋金基材１６に樹脂を含浸させる。これによって得られた樹脂が含浸された筋金基材１８は、加熱硬化装置１９において加熱されて樹脂を硬化させると同時に、所定の金型によって所望の形状、大きさに成型を行うことができるものである。これによって硬化し所定の形状の形成された筋金基材２０が形成される。
【００２７】
その後、引き出しローラ装置２１で引き出された筋金基材２０は、前記切断装置２２によって所定の長さに切断され、本願発明に係る筋金棒１が形成される。
【００２８】
この実施例１に係る筋金棒形成装置１０において製造された筋金棒１は、芯材２に補強筋３（３Ａ，３Ｂ）が巻き付けられた後、樹脂によって全体的に硬化されるので、筋金棒１として一体成形されるものであり、前記芯材２と補強筋３（３Ａ，３Ｂ）との接合性が高いという効果がある。
【実施例２】
【００２９】
本願発明の実施例２に係る筋金棒形成装置３０は、バサルト繊維糸１１が巻回された複数の芯材用ボビン１２と、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸１３が巻回された補強筋用ボビン１４と、前記芯材用ボビン１２から引き出されたバサルト繊維糸１１を一方向に束ねて芯材３２を形成する芯材形成装置３１と、この芯材形成装置３１によって形成された芯材３２に樹脂を含浸させる樹脂含浸装置３３と、この樹脂含浸装置３３によって樹脂が含浸された芯材３４に、前記補強筋用ボビン１４から引き出された補強用繊維糸１３を結束すると共に前記芯材３４に螺旋状に巻き付ける補強筋形成装置を具備し、この補強筋形成装置によって前記芯材３４に補強筋となる補強用繊維糸が巻き付けられて形成された筋金基材を乾燥硬化させる加熱硬化装置３５と、この加熱硬化装置３５によって硬化された筋金基材２０を引き出す引き出しローラ装置２１と、引き出しローラ装置２１によって引き出された筋金基材２０を所定の長さに切断する切断装置２２とによって少なくとも構成されるものである。
【００３０】
以上の構成の実施例２に係る筋金棒形成装置３０は、樹脂が含浸され硬化される前の芯材３４に、補強用繊維糸からなる補強筋３（３Ａ，３Ｂ）を巻き付けるようにした点で、前述した実施例１と異なっている。この実施例２に係る筋金棒形成装置３０によって形成された筋金棒１は、樹脂が含浸された芯材１の回りに、補強筋３（３Ａ，３Ｂ）が巻き付けられた後、加熱硬化装置３５にて成形硬化されるので、補強筋３（３Ａ，３Ｂ）の内側部分は樹脂によって芯材２に接着されるが、外側部分には樹脂被膜が形成されないため、コンクリートとの整合性が向上するという効果がある。
【実施例３】
【００３１】
本願発明の実施例３に係る筋金棒形成装置５０は、バサルト繊維糸１１が巻回された複数の芯材用ボビン１２と、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維の群から選択される少なくとも１つからなる補強用繊維糸１３が巻回された補強筋用ボビン１４と、前記芯材用ボビン１２から引き出されたバサルト繊維糸１１を一方向に束ねて芯材３２を形成する芯材形成装置３１と、この芯材形成装置３１によって形成された芯材３２に樹脂を含浸させる樹脂含浸装置３３と、樹脂が含浸された芯材３４を乾燥硬化させる加熱硬化装置３５と、前記補強用ボビン１４から引き出された補強用繊維糸１３に接着剤を含浸させる接着剤含浸装置４１と、前記加熱硬化装置３５によって硬化された芯材３６に、前記接着剤含浸装置４１によって接着剤が含浸された補強用繊維糸４２を螺旋状に巻き付ける補強筋形成装置４０と、この補強筋形成装置４０によって補強用繊維糸４２が螺旋状に巻き付けられて形成された筋金基材２０を、所定の長さに切断して筋金棒１を形成する切断装置２２とによって少なくとも構成される。
【００３２】
この実施例３の係る筋金棒加工装置５０は、補強筋３（３Ａ，３Ｂ）を形成する工程を、心材２を形成する工程と別工程とし、最終的に心材２に補強筋３（３Ａ，３Ｂ）を螺旋状に巻き付けて形成するようにしたものである。これによると、補強筋３（３Ａ，３Ｂ）を、補強用繊維糸１３から、特別な形状、材質、形状、太さ等を自由に選択して形成することが可能となり、これによって形成された補強筋用繊維糸４２を、後付で心材に巻回することができるので、補強筋３（３Ａ，３Ｂ）の巻き付け状態を自由に変更することが可能となるものである。
【００３３】
上述した実施例１〜３に係る筋金棒加工装置５０において、筋金棒１の周囲に所定の特性を有する粒子、例えば砂等を付着させ、さらに筋金棒１表面の摩擦力を増加させるようにしても良いものである。
【００３４】
尚、上述した３つの筋金棒１の加工方法の他に、所定の長さに形成切断された芯材２を製造した後に、補強筋３を巻き付ける方法であっても良く、例えば図１（ａ），（ｂ）に示されるような芯材２の周囲に補強筋３が螺旋状に巻き付けられたものであれば、その製造方法は特に限定されないものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上説明した本願発明に係る筋金棒は、鉄筋コンクリートにおける鉄筋の代替え品として、鉄筋以上の特性を有するが、丸、角、Ｓ字等の曲げ加工がし易すいので、Ｕ字溝等のコンクリート加工品の基材として用いることができる。本願発明の筋金棒を使用したＵ字溝用コンクリート加工品は、バサルト繊維の特徴である高強度、耐腐食性、耐アルカリ性、耐酸性、コンクリートと略等しい熱膨張係数を有するため、鉄筋を用いた場合よりもより優れたコンクリート加工品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本願発明の実施例に係る筋金棒の２つの例を示した説明図である。
【図２】本願発明の第１の実施例に係る筋金棒加工装置の概略説明図である。
【図３】本願発明の第２の実施例に係る筋金棒加工装置の概略説明図である。
【図４】本願発明の第３の実施例に係る筋金棒加工装置の概略説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  筋金棒
２  芯材
３（３Ａ，３Ｂ）  補強筋
１０，３０，５０  筋金棒加工装置
１１  バサルト繊維糸
１２  芯材用ボビン
１３  補強筋用繊維糸
１４  補強筋用ボビン
１５  筋金基材形成装置
１６  筋金基材
１７  樹脂含浸装置
１９  加熱硬化装置
２１  引き出しローラ装置
２２  切断装置
３１  芯材形成装置
３３  樹脂含浸装置
３５  加熱硬化装置
４０  補強筋形成装置
４１  接着剤含浸装置
【図１】
2008274667.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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