informe

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTOTORIBIO DE MOGROVEJO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

INFORME DE LABORATORIO-ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADO GRUESO-ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADO FINO-ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE HORMIGÓN-PESO VOLUMÉTRICO SUELTO DE AGREGADO FINO Y GRUESO-PESO VOLUMÉTRICO COMPACTO DE AGREGADO FINO Y GRUESO

ASESOR :

ING. CACHAY LAZO CÉSAR EDUARDO

ESTUDIANTE :

MORALES GALOC MIGUEL ANGEL.

FECHA DE PRESENTACIÓN:

31 DE AGOSTO DE 2012

INTRODUCCIÓN

En ente presente informe se incluye el análisis granulométrico de agregado grueso, análisis granulométrico de agregado fino, análisis granulométrico de hormigón, peso volumétrico suelto de agregado fino y grueso, peso volumétrico compacto de agregado fino y grueso. De los datos obtenidos en ensayos realizados, se mostrarán los resultados en gráficas que nos indicarán el comportamiento del material en las diferentes pruebas. También se presentarán los requisitos dados por las normas ASTM y la NTP que deben cumplir todo tipo de agregado para que pueda dar una buena resistencia y durabilidad a nuestro concreto.

OBJETIVOS

Generales: Conocer el procedimiento, en el laboratorio, para realizar los ensayos de

granulometría del agregado grueso, fino y de hormigón; además el ensayo para determinar el peso volumétrico suelto y compacto del agregado grueso y fino.

Mostrar el resultado de cada uno de los ensayos mencionados anteriormente y calcular si el agregado ensayado está dentro de los límites de diseño de mezcla según las nomas ASTM y NTP.

Específicos: Conocer los requisitos de gradación y calidad del agregado grueso, fino y hormigón

para uso en el concreto. Determinar mediante el tamizado la gradación que tienen los agregados

ensayados. Calcular mediante un ensayo, cuando de agregado fino o grueso debe entrar en un

metro cúbico, tanto en el suelto o el compactado.

JUSTIFICACIÓN

Conocer como se realiza y determinar los resultados de una prueba granulométrica y peso volumétrico de los agregados, es muy importante en el campo de los ingenieros civiles, dado que evaluar que tipo de agregado conformará parte de su diseño de mezcla es base, ya que de este depende mucho la resistencia y durabilidad que llegue a alcanzar nuestro concreto.

I. NORMAS A CONSULTAR

Normas Técnicas Peruanas

-NTP 339.047: 1979 HORMIGÓN (CONCRETO). Definiciones y terminología relativas al hormigón-NTP 350.001: 1970 Tamices de ensayo-NTP 400.010: 2000 AGREGADOS. Extracción y preparación delas muestras-NTP 400.011: 1976 AGREGADOS. Definición y clasificación de agregados para uso en morteros y concretos.-NTP 400.018: 1977 AGREGADOS. Determinación del material que pasa el tamiz normalizado 75µm (No.200).-NTP 400.037: 2000 AGREGADOS. Requisitos.

Normas Técnicas de Asociación

-ASTM C 670: 1996 Standard Practice for Preparing Precision andBias Statements for Test -Methods for Construction Materials.-ASTM C 702: 1998 Standard Practice for Reducing Field Samplesof Aggregate to Testing Size.-AASHTO T 27 Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates.

II. GENERALIDADES

Agregado: Material granular, el cual puede ser arena, grava, piedra triturada o escoria, empleado con un medio cementante para formar concreto o mortero hidráulico

Agregado grueso: Es el agregado retenido en la malla Nº4 proveniente de la desintegración natural o mecánica de la roca, y que cumple con los límites establecidos en la norma.

Agregado fino: Agregado que pasa la malla de 3/8’’ (9.5 mm) y casi totalmente, la malla núm. 4 (4.75 mm), y es predominantemente retenido en la malla núm. 200 (0.075 mm).

Hormigón: Es el agregado extraído de forma natural, por lo que está compuesta de una variedad de tamaños y de elementos.

Granulometría.- La granulometría de la base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor.

Tamaño Nominal Máximo: Es el que corresponde al menor tamiz de la serie que produce el primer retenido.

Tamaño Máximo: Es el definido por el que corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado grueso.

Peso volumétrico: Llega hacer la relación que existe entre el peso de un material y su volumen.

Peso volumétrico suelto: Es el peso volumétrico de agregado suelto a caída libre y sin compactar.

Peso volumétrico compacto: Es el peso volumétrico de agregado suelto a caída libre y compactada.

III. MATERIALES, INSTRUMENOS Y PERSONAL UTILIZADO

Materiales utilizados

-Agregado grueso: Para realizar su granulometría, peso volumétrico suelto y compacto

-Agregado fino: Para realizar su granulometría, peso volumétrico suelto y compacto

-Hormigón: Para realizar su granulometría

Materiales utilizados

-Balanza con precisión al gramo: Para pesar la muestra, y los pesos retenidos.

-Cucharón: Sirvió para recoger el agregado y depositarlo en un recipiente de metal.

-Varilla: Utilizada para compactar el agregado grueso y fino, con 25 golpes cada 1/3 del cilindro.

- Juego de tamices 2 1/2 “,2”,1”,1/2”, 1/4”, Nº 4, Nº 20, Nº40, Nº 60, Nº100, Nº 200 con tapa y base: Indispensable para realizar el análisis granulométrico, retendrá el agregado en cada uno de los tamices de diferentes tamaños de orificios.

-Palo de madera: Utilizado al momento del cuarteo, para separar el agregado en porciones.

-Depósito de metal: Para poner aquí el agregado y poder pesarlo, antes se tiene que pesar el depósito.

-Bandeja de metal: Para colocar el agregado ya retenidos y pesados.

-Brocha: Para limpiar los residuos que quedan incrustados en los orificios de las mallas.

-Moldes cilíndricos: Para realizar peso volumétrico.Para agregado fino: Diámetro 10cm y altura 6.5'' (16.51cm).Para agregado grueso: Diámetro 15.3cm y altura 30 cm

Personal utilizado

-Ingeniero: Encargado de dirigir los procedimientos de ensayo

-Los operadores: Encargados de realizar los procedimiento de cada ensay

IV. PROCEDIMIENTO, CÁLCULO Y TOMA DE DATOS DE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

AGREGADO GRUESO

-CUARTEO: Se tomó una porción de agregado grueso para poder realizar el cuarteo, el cual consistía en repartir el agregado en forma circular y luego partirla en 4 partes, de las cuales se elige el ¼ más gradado y su ¼ opuesto, de estos 2/4 se vuelve hacer el mismo circulo y elegir el nuevo ¼ más gradado y su opuesto. Al final nos

quedaremos con ¼ del total del agregado, el cual tiene que ser mayor o igual a 5 kg, ya que esta cantidad será necesaria para la granulometría.

-GRANULOMETRÍA: Se cogió los 5 kg sobrantes del cuarteo, y con el cucharón se llenaron cada uno de los tamices, comenzando desde el de 1 ½’’, luego se comenzó el cernido del agregado, se puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de la maquina educad. El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano para lograr el paso de una partícula a través del tamiz. Después de tamizar se toma el material retenido en cada tamiz y se pesa, y cada valor se coloca en la una tabla antes preparada. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como porcentaje (retenido) del peso total de la muestra.

Para calcular el módulo de fineza es necesario aplicar la siguiente formula, resultado de la prueba granulométrica.

MF=∑%Ret.Acum ,(1 1

2

' '

;34

' '

;38

' '

; N ° 4 ;N ° 8 ; N °16 ; N °30 ; N °50 ; N ° 100)

100

A. AGREGADO GRUESO

Nuestra muestra cumple con la norma: el retenido en el tamiz 4,75 mm (N° 4),

solo un 0.30 de nuestro agregado pasa el tamiz N°4

PESOPULG. M.M. RET. EN GR. % RET. % RET. ACUM. % PASA

3" 75.00 0 0.00 0.00 100.002" 50.00 0 0.00 0.00 100.00

1 1/2" 38.00 0 0.00 0.00 100.001" 25.00 323 6.45 6.45 93.55

3/4" 19.00 4122 82.31 88.76 11.241/2" 12.50 543 10.84 99.60 0.403/8" 9.50 15 0.30 99.90 0.10N° 4 4.75 3 0.06 99.96 0.04N° 8 2.36 0 0.00 99.96 0.04

N° 16 1.18 0 0.00 99.96 0.04N° 30 0.60 0 0.00 99.96 0.04N° 50 0.30 0 0.00 99.96 0.04

N° 100 0.15 0 0.00 99.96 0.04N° 200 0.08 0 0.00 99.96 0.04

PLATILLO 2 0.04 100.00 0.00SUMATORIA 5008 100.00

MODULO DE FINEZA 7.88

MF=0+88.76+99.90+99.96+9.96+99.96+99.96+99.96+99.96100

=7.88

NORMA:

“Se prescribe que las sustancias dañinas, no excederán los porcentajes máximos siguientes: Agregado grueso: Partículas deleznables 5%, material más fino que la malla No. 200, 1 %, carbón y lignito, 0,5%”. Es decir en nuestro platillo no debe haber más del 5%, cumple nuestra muestra ya que el resultado fue de 0.04%. La norma ASTM especifica la granulometría de los agregados gruesos en series granulométricas. Estas series, no constituyen curvas rigurosas, sino que definen zonas o franjas granulométricas, con límites amplios. En otras palabras, Los agregados gruesos deben cumplir con las gradaciones establecidas en la siguiente tabla N°1. La elección de una serie granulométrica debe efectuarse de acuerdo con el tamaño nominal del agregado, en nuestra muestra los tamaños nominales van desde el tamiz de 1” hasta el N°4, es por eso que se escoge el N° ASTM 57

REQUERIMIENTOS DE GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS GRUESOS

N° ASTM

Tamaño nominal

% que pasa por los tamices normalizados

100mm(4”)

90mm(3 ½”)

75mm(3”)

63mm(2 ½ “ )

50mm(2”)

37.5 mm(1 ½”)

25.0mm(1”)

19.0mm(3/4”)

12.5mm(1/2”)

9.5mm(3/8”)

4.75mm(N° 4)

2.36mm(N° 8)

1.18mm(N° 16)

1 90 a 37.5mm(3 ½” a 1 ½”)

100 90 a 100 25 a 60 0 a 15 0 a 5

2 63 a 37.5mm(2 ½” a 1 ½”)

100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0 a 5

3 50 a 25.0mm(2” a 1”)

100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0 a 5

357 50 a 4.75 mm(2” a N° 4)

100 95 a 100 35 a 70 10 a 30 0 a 5

4 37.5 a 19.0 mm(1 ½ “ a ¾”)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 0 a 5

467 37.5 a 4.75 mm(1 ½” a N° 4)

100 95 a 100 35 a 70 10 a 30 0 a 5

5 25.0 a 9.5 mm(1” a ½ ”)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5

56 25.0 a 9.5 mm(1” a 3/8)

100 90 a 100 40 a 85 10 a 40 0 a 5 0 a 5

57 25.0 a 4.75 mm(1” a N° 4)

100 95 a 100 25 a 60 0 a 10 0 a 5

6 19.0 a 9.5 mm(3/4” a 3/8”)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 0 a 5

67 19.0 a 4.75 mm(3/4” a N° 4)

100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5

7 12.5 a 4.75 mm(1/2” a N° 4)

100 90 a 100 40 a 70 0 a 15 0 a 5

8 9.5 a 2.36 mm(3/8 a N° 8)

100 85 a 100 10 a 30 0 a 10 0 a 5

Tabla N° 1

Y así graficamos la curva ayudándonos de Excel, usando los límites de la N° ASTM 57.

Tamiz Granulometría 1 Límite 1 Límite 2

(mm) Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%):

75 100.00

50 100.00

38 100.00 100.00 100.00

25 93.55 93.00 100.00

19 11.24

12.5 0.40 25.00 60.00

9.5 0.10

4.75 0.04 0.00 10.00

2.36 0.04 0.00 5.00

La norma ha tenido en cuenta que los agregados son materiales de producción barata, que no deben tener costo excesivo en su manejo; siendo prudente utilizar aquellos que se encuentran en el lugar de la obra o en su vecindad.

Pero en nuestra muestra, nuestra curva granulométrica no está dentro de los parámetros, lo correcto sería descartar el agregado, pero no siempre en obra eso es una solución. Para esto ASOCEM nos dice:

“Se permite el uso de agregados que no cumplan con las gradaciones especificadas, siempre y cuando existan estudios calificados a satisfacción de las partes, que aseguren que el material producirá concreto de la calidad requerida”

NO CUMPLE

B. AGREGADO FINO

Nuestra muestra cumple con la norma: pasa el tamiz 9,5 mm (3/8), el %PASA en el tamiz de 3/8 es el 100%

PESO

PULG. M.M. RET. EN GR. % RET. % RET. ACUM. % PASA

3" 75.00 0 0.00 0.00 100.002" 50.00 0 0.00 0.00 100.00

1 1/2" 38.00 0 0.00 0.00 100.001" 25.00 0 0.00 0.00 100.00

3/4" 19.00 0 0.00 0.00 100.001/2" 12.50 0 0.00 0.00 100.003/8" 9.50 0 0.00 0.00 100.00N° 4 4.75 67 6.68 6.68 93.32N° 8 2.36 70 6.98 13.66 86.34

N° 16 1.18 182 18.15 31.80 68.20N° 30 0.60 299 29.81 61.62 38.38N° 50 0.30 220 21.93 83.55 16.45

N° 100 0.15 101 10.07 93.62 6.38N° 200 0.08 54 5.38 99.00 1.00



MF=0+0+0+6.68+13.66+31.80+61.62+83.55+93.62100

=2.91

ASOCEM, “En la apreciación del módulo de finura, se estima que las arenas

comprendidas entre los módulos 2.2 y 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad

y reducida segregación; y que las que se encuentran entre 2.8 y 3.2 son las más

favorables para los concretos de alta resistencia”. En nuestra muestra el modulo de

finura es de 2.91 por lo que es favorable para concretos de alta resistencia.

El agregado fino debe cumplir con la gradación C, similar a la ASTM, pero en nuestra

muestra se observa que más se acerca a la gradación M, por lo que se usó los límites

de la gradación M, y toda la curva esta dentro de los límites, por lo que la muestra es

aceptada.

SI CUMPLE

TABLA N°2

TAMIZ PORCENTAJE DE PESO (MASA) QUE PASA

LIMITES TOTALES C M F

9.5 mm (3/8) 100 100 100 100

4.75 mm(N°4) 89-100 95-100 89-100 89-100

2.36 – mm (N° 8) 65-100 80-100 65-100 80-100

1.18 – mm (N° 16) 45-100 50-85 45-100 70-100

600 – mm (N° 30) 25-100 25-60 25-80 55-100

300 – mm (N° 50) 5-70 10-30 5-48 5-70

150 – mm (N° 100)0-12 2-10 0-12 0-12

Y así graficamos la curva en Excel, usando los límites de la C.



9.5 100.00 100.00 100.00

4.75 93.32 89.00 100.00

2.36 86.34 65.00 100.00

1.18 68.20 45.00 100.00

0.6 38.38 25.00 80.00

0.3 16.45 5.00 48.00

0.15 6.38 0.00 12.00

C. HORMIGÓN

PESO

PULG. M.M. RET. EN GR. % RET. % RET. ACUM. % PASA

3" 75.00 0 0.00 0.00 100.002" 50.00 0 0.00 0.00 100.00

1 1/2" 38.00 809 16.20 16.20 83.801" 25.00 392 7.85 24.05 75.95

3/4" 19.00 442 8.85 32.90 67.101/2" 12.50 333 6.67 39.57 60.433/8" 9.50 297 5.95 45.51 54.49N° 4 4.75 889 17.80 63.32 36.68N° 8 2.36 1284 25.71 89.03 10.97

N° 16 1.18 347 6.95 95.98 4.02N° 30 0.60 100 2.00 97.98 2.02N° 50 0.30 36 0.72 98.70 1.30

N° 100 0.15 19 0.38 99.08 0.92N° 200 0.08 33 0.66 99.74 0.26



MF=16.20+32.90+45.51+63.32+89.03+95.98+97.98+98.70+99.08100

=6.39

El agregado global u hormigón debe cumplir con los requisitos en la norma, la elección

de una serie granulométrica debe efectuarse de acuerdo con el tamaño nominal del

agregado, en nuestra muestra el tamaños nominal es de 38mm (1 ½”), pero la curva

granulométrica del hormigón se sale de los parámetros, el hormigón se rechaza.

NO CUMPLE

TABLA No. 3.-GRANULOMETRIA DEL AGREGADO GLOBAL

Tamiz

Porcentaje en peso (masa) que pasa

Tamaño nominal

37.5 mm (1½)

Tamaño nominal

19.0 mm (¾)

Tamaño nominal

9.5 mm (1½)

50 mm (2) 100

37.5 mm ( 1 ½ ) 95 a 100 100

19,0 mm ( ½ ) 45 a 80 95 a 100

12.5 mm ( ½ ) 100

9,5 mm ( 3/8 ) 95 a 100

4.75 mm (N° 4) 25 a 50 35 a 55 30 a 65

2.36 mm (N° 8) 20 a 50

1.18 mm (N° 16) 15 a 40

600 µm (N° 30) 8 a 30 10 a 35 10 a 30

300 µm (N° 50) 5 a 15

150 µm (N° 100) 0 a 8* 0 a 8* 0 a 8*

* Incrementa a 10% para finos de roca triturada



75 100.00

50 100.00 100.00 100.00

38 83.80 95.00 100.00

25 75.95

19 67.10 45.00 80.00

12.5 60.43

9.5 54.49

4.75 36.68 25.00 50.00

2.36 10.97

1.18 4.02

0.6 2.02 8.00 30.00

0.3 1.30

0.15 0.92 0.00 8.00

0.08 0.26

V. PROCEDIMIENTO, CÁLCULO Y TOMA DE DATOS DE PESO VOLUMÉTRICO

PESO VOLUMÉTRICO SUELTO

Se determina la masa del recipiente vacío, luego se va a llenar hasta el desborde con ayuda de la cuchara, esto será en caída libre a unos 5cm sobre el borde superior del recipiente. Luego con se destornilla las mariposas del cilindro y se saca el anillo, para luego con una regla bordear lo que queda en el cilindro. Posteriormente se pesa al recipiente con todo agregado y se tabula de la siguiente manera.

Pesovolumétrico suelto= Pesodel agregado sueltoVolumendelrecipiente

A) AGREGADO FINO

Altura(cm) Diámetro(cm)Peso

molde(g)Peso molde más

agregado(g)

Peso del agregado suelto(g)

Volumen de recipiente(cm3)

11.6 10.16 4187 5210 1023 940.45

Pesovolumétrico suelto= 1023 g940.45cm 3

=1.09g /cm3

B) AGREGADO GRUESO



agregado(g)

Peso del agregado

compactado(g)


30 15 5194 12897 7703 5301.44

Pesovolumétrico suelto= 7703 g5301.44cm 3

=1.45 g/cm 3

PESO VOLUMÉTRICO COMPACTO

Se determinó la masa del recipiente vacío, para luego llenar el recipiente con la muestra de agregado fino. Primero hasta un tercio de su capacidad y se nivela la superficie con una regla metálica. Luego con la varilla de metal se distribuyen 25 golpes para compactar al agregado, así mismo se sigue con los 2/3 más. Para culminar se nivela la última capa y se determina el peso el molde más el agregado compactado.

Pesovolumétrico compacto=Peso del agregado compactoVolumendel recipiente

A) AGREGADO FINO

Altura(cm) Diámetro(cm)Peso molde(g)

Peso molde másagregado(g)

Peso del agregado compactado(g)


11.6 10.16 4187 5831 1644 940.45

Pesovolumétrico compacto= 1644 g940.45cm3

=1.75g /cm3

B) AGREGADO GRUESO



agregado(g)

Peso del agregado

compactado(g)


30 15 5194 13341 8147 5301.44

Pesovolumétrico compacto= 8147g5301.44cm 3

=1.54 g/cm3

CONCLUCIONES

Para el campo de la Ingeniería Civil el realizar ensayos a los agregados, antes de aplicarlos a su fin, es de vital importancia; ya que este ocupa entre del 70-75% del volumen del concreto y es el que le brinda importantes características como el módulo de elasticidad, entre otros; por ello es necesario conocer estos ensayos. En este trabajo de presenta el informe de la práctica de laboratorio, donde se realizó la granulometría y el peso volumétrico tanto suelto como compacto de los agregados.

RESULTADO:AGREGADO FINO: La curva granulométrica se muestra dentro de los parámetros de la norma, por ende si puede se utilizable de forma directa.Peso volumétrico suelto: 1.09 g/cm 3

Peso volumétrico compacto:1.75 g/cm 3

AGREGADO GRUESO: En esta curva se ve que no está dentro de los parámetros de la norma, pero como recomienda Asocem, se puede utilizar este agregado mientras tanto existan estudio calificados que la satisfagan, mejor utilizar el agregado, pero ver otros puntos y así no llegue a dañar nuestro diseño de mezcla. Peso volumétrico suelto: : 1.45 g/cm 3

Peso volumétrico compacto:1.54 g /cm3

HORMIGÓN: Su curva granulométrica no se encuentra dentro de la norma, es recomendable rechazar la muestra y ver si existen otras fuentes, si es lo contrario ve si es utilizable pero recompensándola desde otro punto, dado que el resultado final no llegue a ser perjudicado.

La norma da a conocer que las sustancias dañinas, no excederán los porcentajes máximos siguientes: Agregado grueso: Partículas deleznables 5%, material más fino que la malla No. 200, 1 %, carbón y lignito, 0,5%”. Es decir en nuestro platillo no debe haber más del 5%, cumple nuestra muestra ya que el resultado fue de 0.04%. La norma ASTM especifica la granulometría de los agregados gruesos en series granulométricas. Estas series, no constituyen curvas rigurosas, sino que definen zonas o franjas granulométricas, con límites amplios. En otras palabras, Los agregados gruesos deben cumplir con las gradaciones establecidas en la siguiente

tabla N°1. La elección de una serie granulométrica debe efectuarse de acuerdo con el tamaño nominal del agregado, en nuestra muestra los tamaños nominales van desde el tamiz de 1” hasta el N°4, es por eso que se escoge el N° ASTM 57Determinar mediante el tamizado la gradación que tienen los agregados ensayados.

RECOMENDACIONES

Siempre se deben realizar los ensayos a nuestros agregado, ya que no siempre estos cumple la norma.

Es indispensable que un ingeniero y/o estudiante de ingeniería civil conozca el procedimiento de estos ensayos.

El procedimiento del ensayo debe ser el adecuado, sino los resultados que estos nos arrojen puede ser errados.

Guiarse por las normas NTP y ASTC garantizan que el producto de nuestro trabajo sea confiable.

Al hacer el ensayo de peso volumétrico, es indispensable hacerlo dos veces y sacar como resultado el promedio aritmético, en esta ves solo se hizo uno por falta de tiempo.

Los instrumentos de laboratorio deben utilizarse lo más limpios posibles y a la ves dejarlos igual, ya que altera datos.

FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

http://www.asocem.org.pe

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http://www.astm.org/

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Boletín Técnico Lima (PE) N°9 p.6-11 1984. Granulometría de los Agregados Gruesos.

Ing. Civil César Jesús Díaz Coronel. Naturaleza del concreto.

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