DISEÑO DE MEZCLAS.pdf

METODO DE LA FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS

Este método considera el Módulo de Fineza de la mejor combinación. Para esto establece la ecuación

ggff mrmrm �� 100xmmmm

rfg

gf �

��

Donde:

m = Módulo de Fineza de la combinaciónmf = Módulo de Fineza del Agragdo finomg = Módulo de Fineza del Agragdo grueso

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Tabla: Módulo de Fineza de la Combinación de los agregados

6.396.316.246.163”

6.096.015.945.862”

5.795.715.645.561 ½”

5.495.415.345.261”

5.195.115.044.96¾”

4.694.614.544.46½”

4.194.114.043.963/8”

9876

Bolsas de Cemento por m³TMN

A.G.


METODO DE DISEÑO 1 - 3

1) Conocer las características de los materiales2) Cálculo del T.N.M.3) Determinar la Resistencia promedio f’cr4) Cálculo del Asentamiento5) Cálculo Contenido de aire6) Cálculo de la relación a/c7) Factor Cemento = agua/(6)8) �Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9) Volumen de agregados = 1 - (8)

ggff mrmrm ��


METODO DE DISEÑO 2 - 3

10) Cálculo del Módulo de Fineza de la combinación de agregados.

11) Cálculo del porcentaje de agregado fino, mediante la fórmula:

12) Cálculo del porcentaje de agregado grueso, mediante la fórmula:

ggff mrmrm ��

100xmmmm

rfg

gf �

��

100)1( xrr fg ��


METODO DE DISEÑO 3 -3

13) Cálculo de los pesos secos de los agregadosPeso secoAF= Vol. A.F. x P.E. x 1000Peso secoAG= Vol. A.G. x P.E. x 1000

14) Cantidad de material por m³15) Corrección por humedad de los agregados

A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)

16) Humedad SuperficialA.F. = %C.H. -% Abs+A.G. = %C.H. -% AbsAporte de humedad

17) Agua Efectiva = Agua Diseño –Aporte Humedad18) Cantidad de material por m³corregida por humedad

g g f fmr mr m� �

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNILABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNI

METODO DEL AGREGADO GLOBALEste método considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el diseño de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que la combinación esté dentro de algunos de estos husos

L.S. L.I. L.S. L.I. L.S. L.I.

Huso 3/8” Huso ¾” Huso 1 ½” Tamiz(Pulg)

8 0 8 0 8 0 N°100

15 5 20 5 20 3 N°50

30 10 35 10 30 8 N°30

40 15 42 18 38 14 N°16

50 20 48 25 45 20 N°8

65 30 55 35 50 25 N°4

100 95 65 50 58 30 3/8"

100 100 80 70 68 35 1/2"

100 95 80 45 3/4"

100 98 90 60 1"

100 100 100 95 1 1/2"

100 100 2"


1)Conocer las características de los materiales2)Cálculo del T.N.M.3)Determinar la Resistencia promedio f’cr4)Cálculo del Asentamiento5)Cálculo Contenido de aire6)Cálculo de la relación a/c7)Factor Cemento = agua/(6)8)�Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9)Volumen de agregados = 1 -(8)


LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNI


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100Tamices ( mm )

% P

asa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100Tamices ( mm )

% P

asa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

10) Cálculo de los porcentajes de agregado fino y grueso:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

Tamices ( mm )

% P

asa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

Piedra: 40%Arena: 60%



11) Cálculo de los volumenesde los agregados fino y grueso:

Vol. A.F. = % A.F. x Vol. agregados Vol. A.G.= % A.G. x Vol. agregados


METODO DE DISEÑO 3 -312) Cálculo de los pesos secos de los agregados

A.F. = Vol. A.F. x P.E. x 1000A.G. = Vol. A.G. x P.E. x 1000

13) Cantidad de material por m³14) Corrección por humedad de los agregados

A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)

15) Humedad SuperficialA.F. = %C.H. -% Abs+A.G. = %C.H. -% Abs

Aporte de humedad16) Agua Efectiva = Agua Diseño –Aporte Humedad17) Cantidad de material por m³corregida por humedad



Capitulo V

EL METODO DEL ACI PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE

CONCRETO


Volumen Unitario de agua(lt/m³)

-- 154 166 174 184 197 205 216 6” a 7”

119 133 157 165 175 184 193 202 3” a 4”

107 122 142 150 160 168 175 181 1” a 2”

Concreto con are incorporado

-- 160 178 190 202 216 228 243 6” a 7”

124 145 169 181 193 205 216 228 3” a 4”

113 130 154 166 179 190 199 207 1” a 2”

Concreto sin are incorporado

6” 3” 2” 1 1/2” 1” 3/4” 1/2” 3/8”

AsentamientoTamaño Máximo del Agregado Grueso

Tabla confeccionada por el comité ACI 211


Relación a/c por resistencia


0.38 450

0.43 400

0.40 0.48 350

0.46 0.55 300

0.53 0.62 250

0.61 0.70 200

0.71 0.80 150

Concreto con aire incorporado

Concreto sin aire incorporado

Relación agua /cemento en peso f’c

(Kg/cm²)


Contenido de aire atrapado(%)


0.2 % 4”

0.3 % 3”

0.5 % 2”

1.0 % 1 ½”

1.5 % 1”

2.0 % ¾”

2.5 % ½”

3.0 % 3/8”

Aire Atrapado TMN Agregado Grueso


Contenidodeaire incorporado y total


4.0 3.0 1.0 6”

4.5 3.5 1.5 3”

5.0 4.0 2.0 2”

5.5 4.5 2.5 1 ½”

6.0 4.5 3.0 1”

6.5 5.0 3.5 3/4”

7.0 5.5 4.0 1/2”

7.5 6.0 4.5 3/8”

Exposición Severa

Exposición Moderada

Exposición Suave

Contenido de aire total ( % ) T.N.M. Agregado

Grueso


Peso del agregado grueso por unidad de volumen del concreto b/bo


0.75 0.77 0.79 0.81 3”

0.81 0.83 0.85 0.87 6”

0.72 0.74 0.76 0.78 2”

0.70 0.72 0.74 0.76 1 ½”

0.65 0.67 0.69 0.71 1”

0.60 0.62 0.64 0.66 3/4”

0.53 0.55 0.57 0.59 1/2”

0.44 0.46 0.48 0.50 3/8”

3.00 2.80 2.60 2.40

Módulo de fineza del AgregdoFino TMN

A.G.


Condiciones especiales de exposición


325

300

0.40

0.45

Protección contra la corrosión del concreto expuesto a la acción dlaguade mar, aguas sálubres, neblina o rociosde esta agua.

Si el recubrimiento mínimo se incrementa en 15 mm.

300 0.45

0.50

Concretos expuestos a procesos de congelación y deshielo en condiciones húmedas

a)Sardineles, cunetas, secciones delgadas

b)Otros elementos

260 0.50

0.45

0.45

Concreto de baja permeabilidad

a)Expuesto a agua dulce

b)Expuesto a agua e mar o aguas solubles

c)Expuesto a la acción de aguas cloacales

Resist. a la compresión mínima en concretos

con agregados livianos

Relación a/c máxima, en concretos con agregado

de peso normal

Condiciones de exposición


Capitulo VI

PASOS DE DISEÑO PASOS DE DISEÑO


1/17

1.Condiciones Generales

Cemento:Marca: SOLTipo: IPeso específico: 3.13

Agua:Agua potable de la red públicaPeso específico: 1000 Kg/m³

Los pasos a seguir son:


2/17

Características del concreto:Resistencia especificada: 210 Kg/cm²Asentamiento: 3” –4”

Condiciones ambientales y de Exposición durante el vaciado:

Temperatura promedio ambiente: 20° CHumedad relativa: 80%

Condiciones a la cual estará expuestaNormales


3/ 17

Agregados:

0.45 1.62 Cont. de humedad

3/4” --- T.N.M.

0.85 0.81 % Absorción

6.68 2.95 Módulo de fineza

2.71 2.68 Peso Específico seco

1,642 1,999 PUC

1,462 1,723 PUS

Chancada Perfil

Gloria La Molina Cantera

Grueso Fino Agregado


Tamaño Nominal Máximo

Tamaño Máximo= Es el mayor tamiz por donde pasa todo el materialTamaño Nominal Máximo= Es el tamiz donde se produce el primer retenido

%% RET.%

( Pulg )( mm )RET.ACUM.PASA

2 1/2"63

2"50

1 1/2"37.5

1"2500.00.0100.0

3/4"195,64869.369.330.7

1/2"12.52,32928.697.92.1

3/8"9.5460.698.41.6

N°44.751271.6100.00.0

N°82.3800.0100.00.0

N°161.19

FONDO0.075

TAMIZPESO RET.

(gr.)

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4/ 17

Módulo de Fineza = 2.95 Módulo de Fineza = 6.68

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10.1110100

Tamices ( mm )

AGREGADO FINO

HUSO NTP "C"

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.11101001000Tamices ( mm )

AGREGADO GRUESO

HUSO NTP 1" - 1/2"

%% RET.%


2 1/2"63

2"50

1 1/2"37.5

1"2500.00.0100.0

3/4"195,64869.369.330.7

1/2"12.52,32928.697.92.1

3/8"9.5460.698.41.6

N°44.751271.6100.00.0

N°82.3800.0100.00.0

N°161.19

FONDO0.075

TAMIZPESO RET.

(gr.)

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%% RET.%


1/2"12.5

3/8"9.50.00.0100.0

N°44.75101.81.898.2

N°82.388915.617.482.6

N°161.1915026.343.756.3

N°300.611420.063.736.3

N°500.38815.479.120.9

N°1000.155810.289.310.7

FONDO0.0756110.7100.00.0

TAMIZPESO RET.

(gr.)

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��

��

��

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS


5/ 17

Determinar la Resistencia promedio f’cr:

Caso a) Contamos con datos estadísticos > 30 ensayos

Consideremos nuestra Ds= 25 Kg/cm².

f’cr = f’c + 1.34 Ds = 210 + 1.34(25) = 243.5f’cr = f’c + 2.33 Ds –35 = 210 + 2.33(25) –35 = 233.25

f’cr = 245 Kg/cm²



6/ 17

Caso b) Contamos con datos estadísticos < 30 ensayos

Consideremos nuestra Ds= 25 Kg/cm².Consideremos que tenemos 20 ensayos.

De la tabla de incrementos para la Ds

f’cr = f’c + 1.34 (Ds*Fact) = 210 + 1.34(25*1.08) = 246.2f’cr = f’c + 2.33 (Ds*Fact) –35 = 210 + 2.33(25*1.08) –35 = 237.9

f’cr = 245 Kg/cm²



7/ 17

Caso c) No se cuentan con datos estadísticos de ensayos

Utilizamos la siguiente tabla para det.f’cr

f’cr = f’c + 84 = 210 + 84= 294

f’cr = 295 Kg/cm²g g f fmr mr m� �

295 c

245 b

245 a

f’cr ( Kg/cm²) Caso

Para nuestro ejemplo consideraremos f’cr = 295 Kg/cm²


8/ 17

Determinar la cantidad de agua por m³:


-- 154 166 174 184 197 205 216 6” a 7”

119 133 157 165 175 184 193 202 3” a 4”

107 122 142 150 160 168 175 181 1” a 2”

Concreto con are incorporado

-- 160 178 190 202 216 228 243 6” a 7”

124 145 169 181 193 205 216 228 3” a 4”

113 130 154 166 179 190 199 207 1” a 2”

Concreto sin are incorporado

6” 3” 2” 1 1/2” 1” 3/4” 1/2” 3/8”Asentamiento

Tamaño Máximo del Agregado Grueso

Agua por m³: 205 ltLABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNI

10/ 17

Determinar del contenido de aire:


0.2 % 4”

0.3 % 3”

0.5 % 2”

1.0 % 1 ½”

1.5 % 1”

2.0 % ¾”

2.5 % ½”

3.0 % 3/8”

Aire Atrapado TMN Agregado Grueso


9/ 17

Determinar la relación a/c

0.38 450

0.43 400

0.40 0.48 350

0.46 0.55 300

0.53 0.62 250

0.61 0.70 200

0.71 0.80 150

Concreto con aire incorporado

Concreto sin aire incorporado

Relación agua /cemento en peso f’c

(Kg/cm²)De la tabla,interpolando valores tenemos:

Para f’cr = 295 (Kg/cm²)

a/c = 0.56

Cálculo del Factor Cemento:Cemento= agua/a/c = 205 /0.56 = 366


Cálculo del Peso de los agregados

Método del Módulo de fineza de la combinación de agregados

Método del Agregados Global

Método Comité 211 ACI

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNILABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNI

Método de la Combinación de Agregados

Consideremos que vamos a utilizar 8 bolsas por m³de concreto

6.39 6.31 6.24 6.16 3”

6.09 6.01 5.94 5.86 2”

5.79 5.71 5.64 5.56 1 ½”

5.49 5.41 5.34 5.26 1”

5.19 5.11 5.04 4.96 ¾”

4.69 4.61 4.54 4.46 ½”

4.19 4.11 4.04 3.96 3/8”

9 8 7 6

Bolsas de Cemento por m³ TMN

A.G.

Recordando que TMN = ¾”

Método de la Combinación de Agregados

Siendo MFarena=2.95,MFpiedra= 7.68 y m = 5.11el % Agregado fino será:


1. 42 10095 . 2 68 . 6

11 . 5 68 . 6�

��

�x rf

El % Agregado grueso será:9. 57 100 ) 421 . 0 1(� � �x rg

Los volúmenes de los agregados serán:Vol. A.G.= 0.605*57.9% = 0.350Vol. A.F.= 0.605*42.1% = 0.255

Entonces los pesos secos de los agregados serán:Peso A.G.= 0.350*2.71*1000 = 948.5 KgPeso A.F.= 0.255*2.68*1000 = 683.4 Kg


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

Tamices ( mm )

% P

as

a

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

Tamices ( mm )

% P

as

a

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

Método del agregado global

Selección de los porcentajes de Agregados:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

Tamices ( mm )

% P

as

a

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"




Elección


Método del agregado global

Cálculo del Volumen de Agregados:

Vol. A.G.= 0.605*55% = 0.333Vol. A.F.= 0.605*45% = 0.272

Peso A.G.= 0.333*2.71*1000 = 902.4 KgPeso A.F.= 0.272*2.68*1000 = 729.0 Kg

Los pesos secos serán:


Método del ACI


Cálculo del Peso del Agregado grueso:

0.75 0.77 0.79 0.81 3”

0.81 0.83 0.85 0.87 6”

0.72 0.74 0.76 0.78 2”

0.70 0.72 0.74 0.76 1 ½”

0.65 0.67 0.69 0.71 1”

0.60 0.62 0.64 0.66 3/4”

0.53 0.55 0.57 0.59 1/2”

0.44 0.46 0.48 0.50 3/8”

3.00 2.80 2.60 2.40

Módulo de fineza del AgregdoFino TMN

A.G.

De la tabla, interpolando valores tenemos: b/bo= 0.605

Como P.U.C. del Agregado grueso = 1642 Kg/m³Peso Seco Agregado grueso = 0.605*1642 = 993.41 Kg



Cálculo del Peso del Agregado Fino:

0.3666 2710 993.41 Ag. Grueso

0.02

205

366

Peso (Kg)

0.7086 Total

0.0200 Aire

0.2050 1000 Agua

0.1170 3130 Cemento

Vol. Absoluto P.E. Material

Volumen del Agregado Fino = 1 –0.7086 = 0.2914

Peso Seco Agregado Fino = 0.2914 * 2680 = 780.95 Kg

Método del ACI


14/ 17


TABLA RESUMENPesos Secos de Materiales por m³

ACI Agregado GlobalCombinación

agregados

2,202.9 2,202.9

2%2%

683.4 683.4

948.5 948.5

205.0 205.0

366.0 366.0

2,202.4 2,202.4

2%2%

729.0 729.0

902.4 902.4

205.0 205.0

366.0 366.0

993.4 993.4 Ag. Grueso

781.0 781.0 Ag. Fino

2,345.4 2,345.4

2%2%

205.0 205.0

366.0 366.0

Pesos secos (Kg)

Total

Aire

Agua

Cemento

Materiales


15/ 17

A)Agregado Fino

Peso Húmedo A.F. = Peso secoAF(1+%C.H.AF/100

Comb. Agregados = 683.4(1+1.62/100) = 694.5 KgAgregado global = 729.0(1+1.62/100) = 740.8 KgACI = 781.0(1+1.62/100) = 793.7 Kg

B) Agregado Grueso

Peso HúmedoA.G. = Peso secoAG(1+%C.H.AG/100)

Comb. Agregados = 948.5(1+0.45/100) = 952.8 KgAgregado global = 902.4(1+0.45/100) = 906.5 KgACI = 993.4(1+0.45/100) = 997.9 Kg

Corrección por humedad de los agregados:


16/ 17


Cálculo del aporte de agua de los agregados: A)Agregado Fino

Aporte agua A.F. = Peso secoAF(%C.H. -%Abs)/100

Comb. Agregados = 683.4(1.62-0.81)/100 = 5.54 ltAgregado global = 729.0(1.62-0.81)/100 = 5.90 ltACI = 781.0(1.62-0.81)/100 = 6.33 lt

B) Agregado Grueso

Aporte aguaA.G. = Peso secoAG(%C.H. -%Abs)/100

Comb. Agregados = 948.5(0.45-0.85)/100 = -3.79 ltAgregado global = 902.4(0.45-0.85)/100 = -3.61 ltACI = 993.4(0.45-0.85)/100 = -3.97 lt


16/ 17


El aporte de humedad de los agregados será:

Aporte humedad = Aporte aguaAG+ Aporte aguaAF

Comb. Agregados = 5.54 lt+ (-3.79 lt) = 1.75Agregado global = 5.90 lt+ (-3.61 lt) = 2.29ACI = 6.33 lt+ (-3.97 lt) = 2.36

Cálculo del agua efectiva:

Agua Efectiva = Agua Diseño –Aporte Humedad

Comb. Agregados = 205 lt–1.75 lt = 203.25 ltAgregado global = 205 lt–2.29 lt = 202.71 ltACI = 205 lt–2.36 lt = 202.64 lt


14/ 17


TABLA RESUMENPesos en Obra de Materiales por m³

ACI Agregado GlobalCombinación

agregados

2,216.6 2,216.6

2%2%

694.5 694.5

952.8 952.8

203.25 203.25

366.0 366.0

2,216.0 2,216.0

2%2%

740.8 740.8

906.5 906.5

202.71 202.71

366.0 366.0

997.9 997.9 Ag. Grueso

793.7 793.7 Ag. Fino

2,360.2 2,360.2

2%2%

202.64 202.64

366.0 366.0

Pesos húmedo (Kg)

Total

Aire

Agua

Cemento

Materiales


Capitulo VII

MEZCLAS DE PRUEBA EN OBRA Y LABORATORIO


CONSIDERACIONES GENERALES

%% RET.%


2 1/2"63-

2"500.00.0100.0100-100

1 1/2"37.50.00.0100.095-100

1"250.00.0100.060-90

3/4"1936.036.064.045-80

1/2"12.514.950.949.135-68

3/8"9.50.351.248.830-58

N°44.751.752.847.225-50

N°82.387.560.339.720-45

N°161.1912.673.027.014-38

N°300.609.682.617.48-30

N°500.307.490.010.03-20

N°1000.154.994.95.10-8

FONDO0.0755.1100.00.00-0

TAMIZ% PASA

HUSO NTP 1 1/2"

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0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100Tamices ( mm )

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

COMPROBAMOS ???LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNI

EN EL LABORATORIO


MEZCLASDE PRUEBA

AA

JJ

UU

SS

TT

EE

SS

aacc

Comb. Agreg

Uniformidad

DISEÑO DISEÑO INICIAL INICIAL

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

Consistencia

PROBETAS PROBETAS

SI

EN OBRA

AJUSTES

HUMEDADTEMPERATURATIEMPO DE MEZCLADOSISTEMA DE DOSIFICACIONETC.


Capitulo VIII

LIMITACIONES DE LAS TABLAS


1. Relación a/c1 / 3

AGUA LIBRE AGUA LIBRECEMENTO CEMENTO

AGUA TOTAL AGUA TOTALCEMENTO CEMENTO

Agua libre+

% Agua de absorción de los agregados

Agua incorporado a la mezcladora+

Agua mantenido como humedad por los agregados antes del

mezclado


1. Relación a/c2 / 3

AGUA DISEÑO AGUA DISEÑOCEMENTO CEMENTO

Agua que interviene en la mezcla cuando el agregado esta saturado superficialmente seco (no aporta ni absorbe agua)

AGUA EFECTIVA AGUA EFECTIVACEMENTO CEMENTO

Agua Mezcla considerando condiciones reales de humedad del agregado y efectiva corrección correspondiente


1. Relación a/c

Para el cálculo de a/c se debe considerar:

Peso agua Agregados + Agua añadida mezcladora

En agregados:

% Absbajo-= Mínima

% Absalto -= Alta

3 / 3





Inffluye Inffluyeen la resistencia en la resistencia


2. AGREGADOS

PERFIL DEL AGREGADO

Angular

Redondeado

No considerasemi-angular

No considerasemi-redondeado

Superficies específicas menores

T.M.N.

•Máx: 1 ½”•Diversas granulometrías•Diversos Módulos de fineza•Diversos Superficies Específicas

% ABSORCIÓN< 1.2 %LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –FIC –UNI

3. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

CEMENTO

HUMEDOINTERPERIEQUIMICOS

TipoMarcaCalidad

PROBETAS(forma)

PROBETAS(curado)

ACI : Cilindros15 x 30 cmBSIDIN


4. Consistencia

-Función del tipo de agregadoAgua total de mezcla


Conclusiones

Establecer

2. mezclas


1.2.Diseño de Mezcla NONOes un Procedimiento

automático3.Los datos de la tabla y criterios de selección deben

ser utilizados como una guía ( 1° estimación)4.La experiencia del diseñador y el conocimiento

profundo deben normar el diseño de mezclas5.Mezclas preparadas en el laboratorio6.Mezclas preparadas en obra

a.Relación a/cb.Perfil del agregadoc.Texturad.Granulometría

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