XX建筑工程公司提高大直徑柱弧形厚重石材干掛施工質量

尊敬的各位評委，你們好！福建省第五建筑工程公司泉州市行政管理效勞中心配套工程工程部QC小組二零零九年四月執(zhí)筆人：陳志彬發(fā)布人：陳偉昌

提高大直徑柱弧形厚重石材干掛施工質量目錄

一、課題介紹二、小組簡介三、選題理由四、現(xiàn)狀調查五、確定目標值六、原因分析七、要因確認八、制定對策九、實施對策十、效果檢查十一、穩(wěn)固措施十二、總結及今后打算一、課題介紹

天然石材獨特的風格、亮麗的外形，使建筑物更具雄渾、藝術感；石材干掛不受施工環(huán)境約束，可有效解決水泥砂漿粘結對石材吐堿滲透的弊病，在外墻面裝飾中優(yōu)勢明顯。當今，對建筑物外墻裝飾越來越注重，很多公共建筑外墻采用石材幕墻裝飾，干掛石材的平安可靠性、使用耐久性是一個重要的議題，值得我們研究、探討。一、課題介紹

泉州市行政管理效勞中心配套工程建筑面積21379m2，高度23.45m；本工程石材幕墻約17562m2；柱墩座采用英國紅棕石材光面板；柱、墻面石材采用厚霞紅石材毛面板。其中正立面大直徑圓柱〔直徑1.4m〕計26根，采用弧形厚重板材干掛，面積達2260m2。一、課題介紹

我司尚未獨立承擔過大直徑圓柱石材飾面的的施工任務，缺乏類似的施工經驗，為保證順利施工，工程工程部成立QC小組展開PDCA循環(huán)活動。本工程的大直徑圓柱石材安裝有以下特點。項目施工難點1弧形石材厚重，最大的：中部厚度78mm、平面展開尺寸1100×600mm、重量95kg，搬運、就位難。2石材呈弧形且厚重，普通的干掛件難于滿足要求。3大直徑圓柱石材拼縫高低、寬窄問題多。4圓柱高、直徑大，垂直度、平整度必須嚴格控制。二、小組簡介

QC小組簡介

表1制表：陳偉昌日期：2021年10月5日小組名稱泉州市行政管理服務中心配套工程項目部QC小組成立時間2008年10月3日重新注冊日期2009年3月6日小組類型攻關型注冊編號FJWJ：2008-122-135#活動時間2008年10月-2009年3月活動頻次月均2.7次小組人數(shù)10人QC教育時間人均22課時合理化建議采納實施4條備注：本小組2007年度活動課題《攻克鋼結構安裝準確性施工難》被評為福建省、全國工程建設優(yōu)秀QC小組活動成果。QC小組成員分工表二、小組簡介

序號姓名職稱文化程度職務小組職務組內分工1徐金豪工程師本科項目經理組長組織策劃2傅志明助工中專施工員副組長方案實施3陳志彬高工碩士主任工程師成員QC指導4阮楚工程師本科安全員成員安全監(jiān)督5林一平高工專科質量員成員質量檢查控制6陳偉昌助工本科資料員成員資料管理、成果整理7孫宏經濟師本科材料員成員材料驗收8黃真宜技工高中班組長成員現(xiàn)場實施9劉伏華高工本科分公司經理顧問決策指導10沈懷陽高工本科主任工程師顧問技術指導制表：陳偉昌日期：2021年10月5日

續(xù)表1三、選題理由

課題提高大直徑柱弧形厚重石材干掛施工質量

3、石材幕墻承受自重、風荷載、地震作用以及受溫差變化作用的影響，對受力的金屬配件——干掛件要求高。

4、總結一套較為成熟的干掛弧形、厚重石材施工工藝，向用戶提供優(yōu)質的產品和服務。

1、本工程的質量目標是爭創(chuàng)福建省優(yōu)質工程，外墻石材幕墻是整個工程觀感的主要部位之一。2、干掛石材的安全可靠性、使用耐久性非常重要；本工程圓柱直徑大，石材呈弧形，厚又重，且安裝位置高。

四、現(xiàn)狀調查

2021年5月17日~29日，工程部組織QC小組主要成員會同建設、監(jiān)理單位，一同到各地石材生產廠家和已竣工的類似石材幕墻的工程〔有福建南安藝興、福建宗藝石材等3家石材廠家，石獅郵電大廈、泉州晚報大廈等7幢工程〕進行參觀、學習。我們與石材生產廠家及已交工工程所在單位、物業(yè)管理人員進行交流，了解石材幕墻質量控制難點和完工后存在的質量問題，對外觀質量等進行調查分析，共檢查490點，合格404點，如表2，合格點率82.4%。四、現(xiàn)狀調查

序號項目（所有項目抽檢頻數(shù)均為5）超標數(shù)量工程編號合計1#2#3#4#5#6#7#1板材表面缺損4343654292幕墻垂直度020001033相鄰板角錯位1212202104幕墻表面平整度000101025陽角方正010000016接縫高低差201010047接縫寬度465647537合計（所有頻數(shù)：10×7×7＝245點）43備注：1#：石獅郵電大廈；2#：泉州晚報大廈；3#：泉州市中銀大廈；4#：泉州市電信大樓；5#：泉州市第一醫(yī)院門診醫(yī)技樓；6#：泉州市地稅大樓；7#：泉州保險大樓。

類似工程干掛石材允許偏差調查表

表2

制表：陳偉昌日期：2021年10月20日四、現(xiàn)狀調查

位置下移破損缺棱掉角接縫寬窄不一四、現(xiàn)狀調查

序號項目頻數(shù)（點）累計頻數(shù)（點）累計頻率（%）1接縫寬窄不一373743.02表面質量缺損296676.73相鄰板角錯位超標107688.44接縫高低差超標48093.05其他686100合計86

干掛石材質量問題統(tǒng)計表

表3

制表：陳偉昌日期：2021年10月21日四、現(xiàn)狀調查

干掛石材質量問題排列圖制圖：陳偉昌日期：2021年10月21日從排列圖中可以看出：接縫寬窄不一、外表質量缺損占總頻數(shù)的76.7%，為“關鍵的少數(shù)〞，是干掛石材的主要質量問題。

根據(jù)現(xiàn)狀調查及本工程的特點，小組制定以下目標值五、確定目標值弧形厚重石材幕墻安裝合格率由82.4%提高到91.8%設定依據(jù)：1、類似工程中干掛石材允許偏差不合格率〔1-82.4%=〕17.6%，“接縫寬窄不一〞、“外表質量缺損〞兩個主要問題占不合格率的76.7%，如得以攻克、降為次要因素，將使干掛石材合格率提高{[76.7%-(88.4%-76.7%)×2]×17.6%=}9.4%，從而到達91.8%目標值。2、本工程的質量目標是爭創(chuàng)優(yōu)質工程，裝飾裝修分部必須到達優(yōu)良標準，外墻裝飾工程——石材幕墻是整個裝飾裝修分部工程的關鍵部位，根據(jù)?建筑工程施工質量評價標準?的規(guī)定，在質量驗收檢驗批中，一般工程允許偏差合格點率必須≥90%。。六、原因分析2021年6月2~12日，QC小組應用關聯(lián)圖對兩個主要問題進行原因分析，從中找到8條末端因素。注：末端因素圖2關聯(lián)圖

測量儀器未定期鑒定表面質量缺損接縫寬窄不一加工機械保養(yǎng)差傳統(tǒng)驗算方法不周全弧形石材斷面尺寸偏薄增援職工情況不熟成品保護不到位安裝方法不對檢測工具誤差雨天施工機械老化石材驗收不認真掛件松動人工操作不精細未核對槽位尺寸安裝不準確就位微調困難掛件剛度不足工人缺乏專項教育銑槽定位偏移拆架時發(fā)生碰撞掛槽打膠不飽滿施工方案針對性不強新材料員情況不熟制圖：陳偉昌日期：2008年10月31日七、要因確認

QC小組全體成員對上述9個末端因素逐一進行驗證，具體如下表。末端因素驗證一末端因素掛件剛度不足確認時間2008年6月15-17日確認地點現(xiàn)場、市場負責人傅志明確認方法調查分析標準石材干掛掛件剛度及干掛體系穩(wěn)定性滿足要求是否要因是要因確認石材厚重、弧形；最大的：最厚處斷面78mm，最薄處斷面33mm，平面展開尺寸1100×600mm，重量95kg；如采用普通類型的鋼銷式干掛件，經驗算掛件抗剪強度：τ=167.5MPa＞τp=140MPa，不符合要求，且大面積石材干掛中應用無成功經驗；故須另外選用適宜的干掛件。

要因驗證表

表4

七、確定主要原因

續(xù)表4末端因素驗證二末端因素加工機械保養(yǎng)差確認時間2008年6月16日確認地點石材加工廠負責人徐金豪確認方法現(xiàn)場調查標準石材加工機械正常運轉要因確認徐金豪及材料員孫宏，2008年6月16日到石材廠家生產車間檢查——該廠有明確的加工機械保養(yǎng)制度：①每天上班前及下班后，機械全面檢查，有故障及時排除；②每5天進行1次機械保養(yǎng)；③每生產1批石材（不超過500塊），進行一次機械保養(yǎng)。并設有專職保養(yǎng)人員1名，工作認真負責。是否要因非七、確定主要原因

續(xù)表4末端因素驗證三末端因素石材現(xiàn)場驗收不認真確認時間2008年6月15日確認地點施工現(xiàn)場負責人林一平確認方法現(xiàn)場調查標準符合《建筑裝飾裝修工程質量驗收規(guī)范》9.4.14及9.4.19要求要因確認本工程外墻石材品種繁、數(shù)量多，共27種、6783塊；安排材料員孫宏，對進場的每車次石材的裂痕、劃傷、擦傷、色差等質量缺陷逐一驗收，不合格品勒令退場，并對石材品種、規(guī)格統(tǒng)一編號、標識。是否要因非七、確定主要原因

續(xù)表4末端因素驗證四末端因素傳統(tǒng)驗算方法不周全確認時間2008年6月19-20日確認地點社會負責人徐金豪確認方法調查分析標準σ≤fsc=3.72Mpa、τ≤τsc=1.86Mpa，滿足加工及運輸要求要因確認石材幕墻一般只考慮平面石材的抗彎、抗剪強度驗算，斷面尺寸滿足計算（石材強度σ≤fsc=3.72Mpa、τ≤τsc=1.86Mpa）及規(guī)范要求即可。2008年5月23日，泉州裕豐嘉園小區(qū)入口門廳裝飾圓柱（直徑1.1m），起初采用花崗巖石材面料，經計算，厚度為25mm，多次加工后無法成型，后經多方探討、研究，最終采用外墻仿真石漆。本工程正立面大直徑圓柱（直徑1.4m）采用弧型厚重石材，除了驗算石材的抗彎、抗剪強度，還需還要考慮石材的加工環(huán)節(jié)。是否要因是七、確定主要原因

續(xù)表4末端因素驗證五末端因素方案針對性不強確認時間2008年6月24-25日確認地點項目部負責人傅志明確認方法調查分析標準編制的施工方案能夠準確指導現(xiàn)場施工要因確認

石材幕墻施工前，項目部傅志明于2008年6月24、25日兩天，組織項目部管理人員及班組長、帶班、班組技術骨干討論傳統(tǒng)方案的優(yōu)缺點，制定針對性的施工方案。是否要因是七、確定主要原因

續(xù)表4末端因素驗證六末端因素測量儀器未定期鑒定確認時間2008年6月16日確認地點施工現(xiàn)場負責人林一平確認方法現(xiàn)場調查標準現(xiàn)場使用的測量儀器精度符合要求是否要因非要因確認1、1臺經緯儀(TDJ2)于2007年9月11日送泉州市計量所檢測，檢測結果符合“JJG414-2003?經緯儀?檢定規(guī)程〞，證書編號為CD-JC12/07-0147。2、1臺水準儀(S3)于2007年9月21日送泉州市計量所檢測，檢測結果符合“JJG425-2003?水準儀?檢定規(guī)程〞，證書編號為CD-JC12/07-0128。七、確定主要原因

續(xù)表4末端因素驗證七末端因素雨天施工確認時間2008年6月23日確認地點施工現(xiàn)場負責人阮楚確認方法現(xiàn)場調查標準施工操作環(huán)境不濕滑要因確認2008年6月23日，工程項目部安排阮楚訂閱天氣預報信息，施工期間每天了解天氣情況，在雨天來臨前提前通知外墻石材干掛班組暫停施工。是否要因非七、要因確認

續(xù)表4末端因素驗證八末端因素工人缺乏專項教育確認時間2008年6月18-27日確認地點施工現(xiàn)場負責人徐金豪確認方法現(xiàn)場調查標準作業(yè)人員100%考核合格，質量意識落實到位是否要因非制表：陳偉昌日期：2021年11月30日要因確認1、2021年6月18日，工程部對班組長及操作工人計35人，根據(jù)平安、質量技術交底內容要求，認真細致地進行全面交底。2、2021年6月21日，小組對參與本工程石材掛槽打膠的6個工人進行了現(xiàn)場測試，所有工人均能按正規(guī)程序進行打膠，考核合格。3、2021年6月22日，工程部組織石材幕墻施工班組、架子公司開會學習、交流，明確質量責任和獎罰制度，嚴格執(zhí)行，在拆架時派專人現(xiàn)場負責。4、2021年6月27日，工程部人員在日常巡檢中，對已銑槽的16塊石材進行核對，槽位位置準確。七、要因確認經過確認，最終確定三個主要原因：要因一：掛件剛度缺乏要因二：傳統(tǒng)驗算方法不周全要因三：施工方案針對性不強

八、制定對策

要因確定后，QC小組遵循5W1H原那么,制定以下對策表。制表：陳偉昌日期：2021年12月3日序號主要原因對策目標措施地點完成期限負責人1掛件剛度不足選擇合理的干掛件類型在7度設防地區(qū)，保證石材幕墻整體剛度、穩(wěn)定性1、比較分析各類掛件構造機理、性能等。2、選擇強度高、整體性好的不銹鋼掛件。施工現(xiàn)場2008年12月12日傅志明2傳統(tǒng)驗算方法不周全考慮各方因素，驗算石材斷面尺寸幕墻石材強度σ≤fsc、τ≤τsc,且便于加工運輸1、抗彎、抗剪驗算，選擇合理石材厚度；2、結合加工機理，并考慮運輸情況，選擇弧型石材厚度；3、確定石材厚度。公司2008年12月13日徐金豪3施工方案針對性不強方案細化，針對性要強石材破損率率為0，保證安裝質量1、制定有針對性的施工方案，并報批；2、石材統(tǒng)一編號；3、滑輪組吊裝就位；4、嚴格按方案施工。施工現(xiàn)場2009年3月徐金豪

對策表

表5九、實施對策

根據(jù)制定的對策，QC小組全面展開進行實施。

實施一：綜合比照分析各種掛件類型，選擇一次成型、強度高、牢固性強的不銹鋼掛件。2021年12月5-12日，QC小組副組長傅志明組織班組長黃真宜及有實踐經驗的6位工人，到正在施工的南益湖景花園、海景國際花園等工程，了解石材干掛掛件的選擇事宜。2021年12月13日，相關人員在工程部辦公室就石材干掛掛件問題進行研究，比照分析掛件類型，結合工程特點選擇合理掛件。九、實施對策序號干掛件類型構造機理應力情況性能成本適用地區(qū)樣式結論1鋼銷式用銷針、墊板，在板材邊沿開孔連接應力較集中剛度差成本一般抗震地區(qū)禁用不適用2背拴式石材背部打孔，用背拴與幕墻框架龍骨連接，組成干掛體系背拴、骨架均勻承載，應力較集中，石材破壞時不易整體脫落承受荷載及抗震性能較好成本高，加工精度要求高使用較少，多用于高級裝修及抗震等級高的地區(qū)不適用各式掛件比照分析表表6九、實施對策序號干掛件類型構造機理應力性能成本適用地區(qū)樣式結論3通槽式石材相鄰處開通槽，用不銹鋼條或鋁合金條掛件連接，與幕墻框架組成干掛系統(tǒng)加工后掛件受力較均勻，面板強度降低，易破壞施工方法較簡單，承受荷載、抗震性能一般成本偏高較少使用不適用4短槽式石材相鄰面板采用不銹鋼蝴蝶掛件或T型掛件連接，與幕墻框架組成干掛系統(tǒng)受力較好，加工后面板應力相對集中，石材破壞時不易整體脫落施工方法簡單，承受荷載、抗震性能良好，成本適中適用于各地區(qū)適用制表：陳偉昌日期：2021年12月12日

續(xù)表-6九、實施對策結合本工程大直徑圓柱石材飾面單塊石材呈弧形、面積大、重量沉的特點，考慮到平安性能、施工簡便、質量控制、綜合本錢等綜合因素，本工程石材飾面干掛件采用短槽式(托板)連接石材。隨后，將本工程石材幕墻采用短槽式干掛件型式，以書面的形式報原設計單位〔同濟大學建筑設計研究院〕審批；最終，該方案獲得認可〔詳右圖工作聯(lián)系單，編號：外立面003〕，本工程中石材幕墻按認可的方案進行施工。九、實施對策實施效果一：選用短槽式干掛件，保證了7度設防地區(qū)〔泉州〕石材幕墻的整體剛度、穩(wěn)定性。九、實施對策實施二：根據(jù)異型石材的類型，選擇合理的厚度，驗算其抗彎和抗剪強度，結合石材加工機理，確定最終石材斷面尺寸。2021年7月3-9日，QC小組組長徐金豪到省五建裝飾裝修公司，與石材幕墻專業(yè)設計技術人員一道研究，確定弧型石材的厚度。依據(jù)一：根據(jù)掛件及石材類型，選取最大尺寸1100mm×600mm進行石材的抗彎和抗剪強度驗算。通過驗算，確定石材加工的理論厚度為30mm。垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值qEAk=βEαmaxGk/A=5×0.12×618/(1100×600)=0.00056MPa

石材板塊荷載集度設計值組合采用Sw+0.5SE設計值組合：q=1.4wk+0.5×1.3qEak=1.4×0.002393+0.5×1.3×0.00056=0.003714MPa

驗算九、實施對策石材強度校核校核依據(jù)：σ≤fsc=3.72MPa應力設計值為：σ=6×m×q×b02/t2=6×0.0918×0.003714×7402/302=1.245MPa≤3.72MPa∴強度能滿足要求。

短槽托板在石材中產生的剪應力校核校核依據(jù)：τ1≤τsc=1.86Mpaτ1=qabβ/(n×(t-c)s)=0.003714×1100×600×1.25/(2×(30-6)×80)=0.798MPa≤1.86MPa∴石材抗剪強度能滿足要求。

短槽托板剪應力校核校核依據(jù)：τ2≤τp=140MPaτ2=qabβ/(2n×Ap)

=0.003714×1100×600×1.25/(2×2×80)=9.58MPa≤140MPa∴短槽托板抗剪強度滿足要求。圖3

石材幕墻圓柱處節(jié)點大樣圖圖4

模型簡圖九、實施對策根據(jù)?金屬與石材幕墻工程技術標準?JGJ133-2001)規(guī)定，毛面板厚度比光面板增加3mm，本工程中采用的毛面板塊理論厚度應該為33mm。依據(jù)二：

考慮弧形石材加工機理，如果石材采用進口線鋸石材加工機械進行加工，本錢約需增加180%，本工程弧形石材幕墻共2260m2，需增加投資172.89萬元；通常，石材采用弧形石材切割機兩次切割。弧形石材切割機原理為轉盤的轉動帶動曲柄連桿機構運動，曲柄連桿機構的運動帶動旋轉軸往復搖擺轉動，旋轉軸帶動刀具作往復搖擺轉動，從而在圓弧的切線方向產生較大的剪切力，厲害時會造成石材開裂。根據(jù)石材加工廠長期積累的經驗，直徑1.4m、圓心角90o的弧形石材中部厚度最大78mm。依據(jù)三：

經過驗算，結合石材加工機理、運輸?shù)跹b情況，最終選擇合理的石材厚度進行加工；報送原設計單位〔同濟大學建筑設計研究院〕審批，并獲得認可，詳工作聯(lián)系單〔編號：外立面003，同實施一〕；本工程弧形板材外形酷似月牙形，最終確定兩端厚度為33mm，中間厚度為78mm。實施小結二：幕墻石材強度σ＜fsc=3.72Mpa、τ＜τsc=1.86Mpa，且便于加工運輸。九、實施對策實施三：方案細化，針對性要強

放線檢查放線精度不銹鋼掛件安裝滑輪組吊裝石材，就位、微調密封、清掃全面綜合檢查質量檢查安裝骨架石材編號1、制定石材安裝施工方案2021年12月13日，該方案報公司技術質量部審批，獲得認可。九、實施對策2、2021年10月7日，QC小組經討論研究，確定施工前對石材進行統(tǒng)一編號，按施工流程采用滑輪組吊裝就位。至今，石材幕墻組工人一直按該方法吊裝就位石材。

3、通過參考有關石材飾面的施工資料和以往的施工經驗，經小組成員與班組討論后，考慮本工程石材厚重、架上空間小的特點，傳統(tǒng)人工操作不能方便的起吊并準確的安裝，決定采用一個定滑輪固定，結合一個動滑輪起吊的滑輪組進行吊裝最為實用按照施工的先后順序通過滑輪組進行吊裝、就位。

實施效果三：全部共27種、6783塊石材完好無損，保證了石材安裝質量4、嚴格遵照制定的施工方案施工。十、效果檢查

效果一：實現(xiàn)了課題設定的目標值2021年3月5日，QC小組成員對本工程施工完的石材飾面進行全面質量檢查。安裝完成的石材幕墻牢固穩(wěn)定，平安可靠，莊重大方；對本工程干掛石材幕墻進行現(xiàn)場實測，主控工程全部符合要求，一般允許偏差工程調查結果：共檢查490點，合格454點，如表7。十、效果檢查

本工程干掛石材一般工程允許偏差調查表表6序號項目（所有項目抽檢頻數(shù)均為5）超標數(shù)量部位編號合計柱1柱2柱3柱4柱5柱6柱71板材表面缺損101011262幕墻垂直度020010033相鄰板角錯位021120284幕墻表面平整度100001025陽角方正020010036接縫高低差211200287接縫寬度02020116合計（所有頻數(shù)：10×7×7＝490點）36制表：陳偉昌日期：2021年3月5日十、效果檢查

干掛石材主要質量問題“接縫寬窄不一〞、“外表質量缺損〞已經解決，本次活動成果是有效的。對策實施后，干掛石材一般工程合格率到達了92.7%，實現(xiàn)了課題設定的目標，比預期目標值高出0.9%，如圖5。圖5小組活動目標比照柱狀圖制圖：陳偉昌日期：2021年3月6日十、效果檢查

效果二：收到良好的社會效益通過本次QC活動，本工程質量得到保證，特別是外墻石材幕墻質量可靠、造型優(yōu)美、氣勢雄渾，受到建設單位等的好評。泉州市行政管理效勞中心遷建工程領導小組負責人，在2021年3月13日“泉州市行政管理效勞中心工程協(xié)調會〞的發(fā)言中，對我司的施工質量給予充分肯定：“泉州市行政管理效勞中心配套工程，外立面弧形石材幕墻拼接工整，接縫嚴密，圓滑流暢，美觀大方，表達出了省五建作為大型國有企業(yè)的綜合實力〞。十、效果檢查

通過這次QC活動，小組成員在質量意識、個人能力、QC知識、解決問題的信心、團隊精神上都得到相應的提升。

項目自我評價活動前得分活動后得分質量意識34個人能力45QC知識24解決問題的信心34團隊精神35制表：陳偉昌日期：2021年3月9日效果三：QC小組團隊精神獲得提升

小組成員自我評價表

表8十、效果檢查

圖4雷達圖制圖：陳偉昌日期：2021年3月9日十一、穩(wěn)固措施1、QC小組將活動中有關“提高大直徑柱弧形厚重石材干掛施工質量〞的資料加以搜集整理，編制?弧形厚重石材干掛作業(yè)指導書?〔FJWJ/ZY003-2021〕，經過公司總工室審批，納入公司第三層次的技術管理文件，用以指導今后類似工程的施工。2、QC小組活動過程中，通過外立面石材幕墻的施工實踐，積累了較為成熟的經驗，對我司于1999年完成的?飾面石板材干掛施工工法?【RJGF〔閩〕-09-1999】有所創(chuàng)新、開展，形成新的施工工法，并報送福建省建設廳審批。3、在本工程的后續(xù)工程----〔干部周轉房〕石材幕墻施工中，嚴格按?弧形厚重石材干掛作業(yè)指導書?認真執(zhí)行，幕墻安裝合格點率到達93.1%，得到建設單位、監(jiān)理單位等部門的肯定。十二、總結及今后打算

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