Armatures en PRFV vs armatures en acier - Partie 2 : Comparaison numérique du poids, de la charge de traction et des propriétés mécaniques

Points clés à retenir

• Les barres d'armature en PRFV mesurent généralement environ 4 fois plus léger que les barres d'armature en acier en termes de densité.
• Les échantillons de PRFV testés en laboratoire et produits sur des équipements Composite-Tech ont atteint des valeurs de résistance à la traction d'environ 1 100 à 1 199 MPa / 160 à 174 ksi, en fonction du diamètre et du type de produit.
• Un échantillon de barre d'armature en PRFV de 10 mm, dans les données du laboratoire roumain, a atteint environ tely 89,5 kN / 20,1 kip charge de traction, comparée à environ 39,3 kN / 8,8 kip pour une barre d'armature en acier de 10 mm calculée à 500 MPa.
• Les barres d'armature en PRFV offrent une excellente résistance à la corrosion, tandis que les barres d'armature en acier peuvent se corroder dans les environnements chlorés, marins et agressifs.
• L'acier possède un module d'élasticité beaucoup plus élevé, ce qui signifie qu'il est plus rigide et se comporte différemment sous les charges de service.
• Le PRFV ne se déforme pas comme l'acier ; il est élastique linéaire jusqu'à la rupture et doit être conçu conformément aux normes spécifiques aux PRFV.
• Les comparaisons de poids et de charge de traction sont utiles pour comprendre le potentiel des matériaux, mais elles ne constituent pas un tableau de substitution directe pour la conception.
• La technologie de production de Composite-Tech est importante car les performances du PRFV dépendent fortement de l'imprégnation des fibres, de la géométrie des nervures, du durcissement, du refroidissement et du contrôle qualité.

Note technique importante : 

Cet article fournit un comparaison numérique Il ne s'agit pas d'un tableau de correspondance universel entre les barres d'armature en PRFV et les barres d'armature en acier.

Les barres d'armature en PRFV et les barres d'armature en acier ont un comportement mécanique différent :

• L'acier présente une limite d'élasticité ductile ;
• Le PRFV présente un comportement élastique linéaire jusqu'à la rupture ;
• L'acier possède un module d'élasticité plus élevé ;
• Le PRFV présente une résistance à la corrosion plus élevée et un poids beaucoup plus faible ;
• Le PRFV nécessite des vérifications de conception spécifiques aux PRFV concernant la déflexion, la largeur des fissures, la longueur de développement, l'adhérence, la rupture par fluage et les conditions d'incendie.

C’est pourquoi les ingénieurs ne doivent pas se contenter de remplacer le diamètre de l’acier par celui du PRFV sans calcul préalable. Cette comparaison vise à mettre en évidence les avantages et les différences numériques en termes de poids, de résistance à la traction et de propriétés des matériaux.

Source des données sur le PRFV utilisées dans cette comparaison

Les valeurs GFRP utilisées dans cet article sont basées sur la documentation d'homologation technique roumaine et sur des essais en laboratoire de barres d'armature composites fabriquées par Composite-Tech.

Les documents comprennent :

• acceptation technique des barres d'armature composites renforcées de fibres pour éléments structuraux et fondations ;
• acceptation technique des barres d'armature composites renforcées de fibres pour les ponts routiers et maritimes, les plateformes offshore, les piliers et les murs de soutènement ;
• principales caractéristiques techniques des barres d'armature composites ;
• caractéristiques physico-mécaniques dépendant du diamètre et du type de barre d'armature ;
• Essais en laboratoire sur des barres d'armature en PRFV de diamètres variés.

Les homologations techniques comprennent les exigences minimales de résistance à la traction et des données comparatives pour les barres d'armature en fibre de verre, en acier non allié et en acier inoxydable.

Armatures en PRFV vs armatures en acier : Propriétés clés des matériaux

Le tableau ci-dessous compare les propriétés d'ingénierie les plus importantes en unités métriques et impériales.

Tableau 1 : Armatures en PRFV vs Armatures en acier — Propriétés des matériaux

Propriété	Barres d'armature en PRFV	Barres d'armature en acier	Signification pratique
Densité	1,8–2,0 t/m³ / 112–125 lb/pi³	7,85 t/m³ / 490 lb/pi³	Le PRFV est environ 4 fois plus léger
Résistance à la traction approuvée	≥800 MPa / ≥116 ksi	Souvent de classe de limite d'élasticité de 400 à 500 MPa / 58 à 72,5 ksi	Le PRFV présente une résistance à la traction élevée dans le sens des fibres.
résistance à la traction testée en laboratoire	environ 1100–1199 MPa / 160–174 ksi	Cela dépend de la nuance d'acier.	Les échantillons Composite-Tech ont montré des valeurs de test élevées
Module d'élasticité	environ 45 à 70 GPa / 6 500 à 10 150 ksi, selon le type	environ 200 GPa / 29 000 ksi	L'acier est plus rigide ; le PRFV nécessite des contrôles de service.
Conductivité thermique	<0,56 W/(m·K) / <0,32 Btu/(h·ft·°F)	environ 56 W/(m·K) / 32 Btu/(h·ft·°F) pour l'acier au carbone	Le PRFV possède une très faible conductivité thermique.
conductivité électrique	diélectrique / non conducteur	Conducteur	Le PRFV est utile pour les applications non conductrices
Propriétés magnétiques	Non magnétique	Magnétique	Le PRFV est utile dans les applications d'IRM, électriques et d'infrastructures spéciales.
Résistance à la corrosion	Haute qualité; ne rouille pas	Peut corroder	Le PRFV est plus résistant dans les environnements agressifs.
Format d'approvisionnement typique	Barres ou bobines, selon le diamètre et le type de produit	Généralement des barres droites	Le PRFV peut simplifier la logistique des bobines
Cintrage sur site	Déconseillé après durcissement	Peut être plié sur place	Les éléments cintrés en PRFV doivent être fabriqués en usine.

Résumé: Les barres d'armature en PRFV offrent une combinaison avantageuse de légèreté, de haute résistance à la traction, de résistance à la corrosion et de non-conductivité. L'acier, plus rigide et plus ductile, est cependant vulnérable à la corrosion en milieux agressifs.

Comparaison de poids : les barres d’armature en PRFV sont beaucoup plus légères que l’acier.

L'un des avantages numériques les plus évidents des barres d'armature en PRFV est leur poids. Un poids réduit facilite le transport, la manutention et l'installation.

Le tableau suivant compare le poids des barres d'armature en acier standard avec les valeurs des barres d'armature en PRFV issues des données d'homologation technique roumaines pour les barres d'armature à section pleine ACN-S.

Tableau 2 : Comparaison des poids selon le diamètre

Diamètre nominal	Poids de l'acier kg/m	Poids de l'acier lb/pi	Poids en PRFV kg/m	Poids en PRFV (lb/pi)	Réduction du poids du PRFV
6 mm / 0,24 po	0.222	0.149	0.055	0.037	briquet 75% environ
8 mm / 0,31 po	0.395	0.265	0.098	0.066	briquet 75% environ
10 mm / 0,39 po	0.617	0.414	0.153	0.103	briquet 75% environ
12 mm / 0,47 po	0.888	0.597	0.221	0.149	briquet 75% environ
14 mm / 0,55 po	1.209	0.812	0.300	0.202	briquet 75% environ
16 mm / 0,63 po	1.579	1.061	0.392	0.263	briquet 75% environ
18 mm / 0,71 po	1.998	1.343	0.496	0.333	briquet 75% environ

Résumé: À diamètre nominal égal, les barres d'armature en PRFV pèsent environ un quart du poids des barres d'armature en acier. C'est un avantage considérable pour le transport, la manutention, la rapidité d'installation et les projets où la logistique est complexe.

Exemple : Quel poids peut-on économiser sur 10 000 mètres de barres d’armature ?

Pour comprendre l'impact pratique, comparez 10 000 mètres de barres d'armature de 10 mm.

Tableau 3 : Exemple de gain de poids — Barre d’armature de 10 mm

Matériel	Poids kg/m	Poids lb/pi	Poids total pour 10 000 m	Poids total en tonnes américaines
Barre d'armature en acier de 10 mm	0,617 kg/m	0,414 lb/pi	6 170 kg	environ 6,8 tonnes américaines
Barres d'armature en PRFV de 10 mm	0,153 kg/m	0,103 lb/pi	1 530 kg	environ 1,7 tonne américaine
Poids économisé	—	—	4 640 kg	environ 5,1 tonnes américaines

Un projet utilisant 10 000 mètres de barres d'armature en PRFV de 10 mm au lieu d'acier peut réduire le poids du transport et de la manutention des armatures de plus de [montant manquant]. 4,6 tonnes métriques / 5,1 tonnes américaines.

Cela ne signifie pas que le remplacement de la conception est automatique. Mais cela montre clairement pourquoi le PRFV est intéressant pour la logistique et l'installation.

Comparaison de la charge de traction : échantillons de PRFV testés par rapport à l’acier de référence

La résistance à la traction se mesure en MPa ou en ksi. La charge de traction est la force maximale qu'une barre peut supporter avant rupture et se mesure en kN ou en kip.

Pour l'acier de référence ci-dessous, le calcul utilise 500 MPa / 72,5 ksi comme référence courante pour la classe de limite d'élasticité de l'acier.

Pour le PRFV, le tableau utilise les valeurs de charge de traction maximale testées en laboratoire à partir de la documentation d'approbation roumaine pour les échantillons de barres d'armature composites nervurées.

Tableau 4 : Comparaison de la charge de traction en fonction du diamètre

Diamètre nominal	Charge de traction de référence pour l'acier (kN)	Kip de référence en acier	Charge de pointe testée en PRFV (kN)	kip de charge de pointe testé en PRFV	Rapport de charge GFRP/acier
6 mm / 0,24 po	14.1	3.2	32.6	7.3	2,30×
8 mm / 0,31 po	25.1	5.7	56.0	12.6	2,23×
10 mm / 0,39 po	39.3	8.8	89.5	20.1	2,28×
12 mm / 0,47 po	56.5	12.7	135.0	30.3	2,39×
14 mm / 0,55 po	77.0	17.3	183.5	41.3	2,38×
16 mm / 0,63 po	100.5	22.6	239.7	53.9	2,38×
18 mm / 0,71 po	127.2	28.6	303.4	68.2	2,38×

Résumé: Dans les valeurs de test en laboratoire utilisées ici, les échantillons GFRP fabriqués par Composite-Tech ont montré des charges de traction maximales plus de deux fois supérieures à la charge de référence de l'acier calculée à 500 MPa pour des diamètres nominaux comparables.

Résistance à la traction : comparaison entre MPa et ksi

Le tableau ci-dessous présente les valeurs de résistance à la traction en unités métriques et américaines.

Tableau 5 : Comparaison de la résistance à la traction

Type de matériau/données	Résistance à la traction MPa	Résistance à la traction ksi	Signification
classe de référence de l'acier	500 MPa	72,5 ksi	Référence commune de classe de rendement utilisée à des fins de comparaison
minimum approuvé en PRFV	800 MPa	116 ksi	Exigences techniques minimales dans la documentation d'approbation
Gamme testée en laboratoire en PRFV	environ 1100–1199 MPa	environ 160–174 ksi	Valeurs testées à partir d'échantillons fabriqués par Composite-Tech
Catégories de PRFV haute résistance dans les tableaux techniques	jusqu'à 1750–1850 MPa	jusqu'à 254–268 ksi	Valeurs dépendant du type de produit indiquées dans la documentation technique

Résumé: Les barres d'armature en PRFV peuvent présenter une résistance à la traction bien supérieure à celle d'un acier de référence de 500 MPa. Cependant, le PRFV est moins rigide et ne présente pas de limite d'élasticité ; leur conception doit donc respecter les règles spécifiques aux matériaux composites.

Pourquoi une résistance à la traction plus élevée ne signifie pas un simple remplacement du diamètre

Une erreur fréquente consiste à ne considérer que la résistance à la traction et à conclure qu'une barre en PRFV plus petite peut toujours remplacer une barre en acier plus grosse. C'est inexact.

La raison en est que la conception du renforcement du béton dépend de bien plus que la force de traction ultime.

Les ingénieurs doivent également vérifier :

Le PRFV offre une résistance à la traction supérieure et un poids inférieur, mais son comportement diffère de celui de l'acier. Son module d'élasticité plus faible implique que la durabilité peut être un facteur déterminant dans la conception de nombreuses structures.

Module d'élasticité : l'acier est plus rigide, le PRFV est plus léger et résistant à la corrosion.

Le module d'élasticité indique la rigidité d'un matériau. L'acier possède un module d'élasticité bien supérieur à celui du PRFV.

Tableau 6 : Comparaison des modules d'élasticité

Matériel	Module GPa	Module ksi	Effet pratique
Barres d'armature en acier	environ 200 GPa	environ 29 000 ksi	Rigidité élevée ; comportement RC familier
Barres d'armature en PRFV, gamme documentée courante	environ 45 à 70 GPa	environ 6 500 à 10 150 ksi	Rigidité réduite ; la déflexion et la largeur de la fissure doivent être vérifiées.
Types de produits à module élevé sélectionnés dans la documentation	jusqu'à environ 100 GPa	environ 14 500 ksi	une rigidité plus élevée possible dépend du produit

L'acier est plus rigide, mais la rigidité n'est pas le seul critère de conception. Dans les environnements sensibles à la corrosion, le PRFV peut constituer une meilleure solution à long terme car il élimine le mécanisme de corrosion de l'acier.

Densité et logistique : le PRFV change la donne en matière d’économie de la manutention

La densité explique pourquoi le PRFV est beaucoup plus léger que l'acier.

Tableau 7 : Comparaison des densités

Matériel	Densité t/m³	Densité g/cm³	Density lb/pi³
Barres d'armature en PRFV	environ 1,8–2,0	1,8–2,0	environ 112–125
Barres d'armature en acier au carbone	environ 7,85	7.85	environ 490
Barres d'armature en acier inoxydable	environ 7,85	7.85	environ 490

Cette différence de densité signifie qu'un camion, un conteneur ou un entrepôt peut transporter une longueur beaucoup plus importante de barres d'armature en PRFV pour un même poids.

Pour les entrepreneurs, cela peut signifier :

• manutention manuelle plus facile ;
• besoins réduits en matériel de levage ;
• des déplacements plus rapides sur les chantiers ;
• des transports plus faciles vers les régions reculées ;
• logistique d'exportation simplifiée ;
• risque réduit de fatigue des travailleurs lors de la manutention.

Conductivité thermique : le PRFV présente un avantage majeur en termes de performances thermiques.

Les barres d'armature en PRFV présentent une conductivité thermique très faible comparée à celle de l'acier. Ceci peut s'avérer utile dans les applications où les ponts thermiques sont problématiques.

Tableau 8 : Comparaison de la conductivité thermique

Matériel	Conductivité thermique W/(m·K)	Conductivité thermique Btu/(h·ft·°F)	Signification
Barres d'armature en PRFV	<0,56	<0,32	conductivité thermique très faible
Barres d'armature en acier au carbone	environ 56	environ 32	conductivité thermique élevée
Barres d'armature en acier inoxydable	environ 17	environ 9,8	Inférieur à celui de l'acier au carbone, mais bien supérieur à celui du PRFV

Le PRFV conduit la chaleur, il est donc inexact d'affirmer qu'il est “ sans conductivité thermique ”. L'affirmation exacte est que le PRFV possède conductivité thermique très faible comparée à celle de l'acier.

Résistance à la corrosion : la plus grande différence pratique

La corrosion de l'acier est l'une des principales causes des coûts de réparation élevés des infrastructures. Lorsque l'acier se corrode à l'intérieur du béton, les produits de corrosion se dilatent et peuvent provoquer des fissures, des écaillures et une perte d'adhérence.

Les barres d'armature en PRFV ne rouillent pas car elles ne contiennent pas d'acier. Cela les rend particulièrement intéressantes pour :

Tableau 9 : Résistance à la corrosion et à l'environnement

Condition	Barres d'armature en PRFV	Barres d'armature en acier
exposition à l'humidité	Ne rouille pas	Peut corroder
Exposition au chlorure	Haute résistance	Risque de corrosion élevé
milieu marin	Avantage important	Nécessite une protection
sels de dégivrage	Avantage important	Risque de corrosion courant
installations chimiques	Souvent attrayant	Cela dépend du système de protection
Maintenance à long terme	Réduction de la maintenance liée à la corrosion	Peut nécessiter des réparations au fil du temps

Résumé: La résistance à la corrosion est la raison pratique la plus convaincante de choisir les barres d'armature en PRFV plutôt qu'en acier dans les environnements agressifs.

Propriétés électriques et magnétiques

Les barres d'armature en PRFV sont diélectriques et non magnétiques. L'acier est conducteur d'électricité et magnétique.

Tableau 10 : Comparaison électrique et magnétique

Propriété	Barres d'armature en PRFV	Barres d'armature en acier
conductivité électrique	Non conducteur / diélectrique	Conducteur
Comportement magnétique	Non magnétique	Magnétique
Utile pour l'infrastructure électrique	Oui	Limité
Équipements utiles à proximité des zones sensibles	Oui	Limité
Utile en IRM ou dans les zones non magnétiques	Oui	Limité

Cela rend le PRFV utile dans des applications spécifiques telles que :

• Installations d'IRM ;
• sous-stations électriques;
• Infrastructures ferroviaires et de signalisation ;
• teleinstallations de télécommunications;
• laboratoires;
• structures en béton non magnétiques ;
• structures nécessitant une isolation électrique.

Valeurs GFRP testées en laboratoire à partir d'échantillons fabriqués par Composite-Tech

La documentation technique roumaine relative à l'homologation comprend des essais en laboratoire sur des barres d'armature en PRFV de différents diamètres. Les valeurs ci-dessous résument certaines valeurs maximales testées issues des tableaux d'essais.

Tableau 11 : Valeurs sélectionnées de PRFV testées en laboratoire

Diamètre en PRFV	Résistance à la traction maximale testée (MPa)	Résistance à la traction maximale testée (ksi)	Charge de pointe testée kN	Kip de charge de pointe testé
6 mm / 0,24 po	1124 MPa	163 ksi	32,6 kN	7,3 kip
8 mm / 0,31 po	1115 MPa	162 ksi	56,0 kN	12,6 kip
10 mm / 0,39 po	1141 MPa	165 ksi	89,5 kN	20,1 kip
12 mm / 0,47 po	1194 MPa	173 ksi	135,0 kN	30,3 kip
14 mm / 0,55 po	1193 MPa	173 ksi	183,5 kN	41,3 kip
16 mm / 0,63 po	1190 MPa	173 ksi	239,7 kN	53,9 kips
18 mm / 0,71 po	1199 MPa	174 ksi	303,4 kN	68,2 kips

Ces valeurs sont particulièrement importantes pour les fabricants et les investisseurs car elles montrent que les barres d'armature en PRFV produites sur Composite-Tech L'équipement peut atteindre des performances mécaniques robustes, testées en laboratoire, lorsqu'il est correctement entretenu. matières premières, technologie de production et un contrôle de qualité est utilisé.

Que signifient ces chiffres pour les entrepreneurs ?

Pour les entrepreneurs, les chiffres mettent en évidence trois avantages pratiques :

1. Poids réduit

Les barres d'armature en PRFV sont beaucoup plus faciles à déplacer, à stocker et à manipuler. Cela peut s'avérer important sur les grands chantiers ou les projets d'infrastructures isolés.

2. Résistance à la corrosion

L'avantage d'une durabilité à long terme est particulièrement important dans les environnements agressifs. Le matériau ne rouille pas, ce qui réduit les risques de réparation liés à la corrosion.

3. Capacité de traction élevée

Les échantillons de PRFV testés en laboratoire peuvent atteindre des charges de traction élevées. C'est un atout, mais la conception technique doit néanmoins prendre en compte la rigidité, la déformation et la maîtrise de la fissuration.

Que signifient ces chiffres pour les fabricants ?

Pour les fabricants, cette comparaison numérique montre pourquoi la qualité de la production est importante.

Les barres d'armature en PRFV ne sont pas de simples “ barres d'armature en plastique ”. Il s'agit d'un produit composite technique. Ses performances dépendent de :

• type de fibre ;
• teneur en fibres ;
• système de résine ;
• qualité d'imprégnation ;
• géométrie des côtes ;
• polymérisation;
• méthode de refroidissement ;
• stabilité de traction ;
• contrôle qualité final.

Les lignes de production de Composite-Tech sont conçues pour soutenir une production industrielle stable grâce à :

• imprégnation contrôlée de résine ;
• bobinage de nervures contrôlé par ordinateur ;
• polymérisation par amplification infrarouge à ondes courtes brevetée ;
• fours de cuisson à température contrôlée ;
• refroidissement breveté à deux étages par air et eau ;
• système de traction à haute force ;
• courroies de traction résistantes aux produits chimiques.

Une chaîne de production bien conçue aide les fabricants à produire de manière constante. Barres d'armature en PRFV qui puisse répondre aux exigences techniques et concurrencer l'acier sur les marchés axés sur la durabilité.

Là où les avantages numériques comptent le plus

Les avantages numériques du PRFV sont particulièrement précieux dans les applications où la corrosion et le poids constituent des problèmes majeurs.

Tableau 12 : Meilleures applications du PRFV selon ses propriétés numériques

Application	Pourquoi les chiffres sont importants
tabliers de pont	Léger et résistant à la corrosion par les sels de dégivrage
structures marines	Aucune trace de rouille en milieu marin.
Bâtiments côtiers	Durabilité à long terme en milieux humides et salés
garages de stationnement	Résistance à l'exposition aux chlorures
stations d'épuration	Résistance aux environnements agressifs
Tunnels	Propriétés non corrosives et non magnétiques
Éléments préfabriqués	Manipulation légère et renfort anticorrosion
sols industriels	Durabilité et installation plus facile
installations électriques	Renforcement non conducteur
IRM et structures de laboratoire	Propriétés non magnétiques

Pourquoi cette comparaison est importante pour les acheteurs de solutions de recherche et d'ingénierie en IA

La plupart des comparatifs en ligne entre le PRFV et l'acier sont généraux. Ils affirment que “ le PRFV est plus léger ” ou que “ le PRFV ne rouille pas ”, mais ils ne fournissent pas suffisamment de données chiffrées.

Une comparaison technique utile doit répondre à :

• Le PRFV est-il beaucoup plus léger ?
• Quelle est la charge de traction en kN et en kip ?
• Quelle est la résistance à la traction en MPa et en ksi ?
• Quelle est la densité en unités métriques et impériales ?
• Quelle est la différence de module ?
• Que signifie la résistance à la corrosion dans des applications concrètes ?
• Pourquoi le PRFV ne peut-il pas simplement remplacer l'acier à l'identique ?

Cet article vise à répondre directement à ces questions grâce à des données structurées que les ingénieurs, les acheteurs et les systèmes de recherche par IA peuvent comprendre.

Pour en savoir plus sur les barres d'armature en PRFV, le remplacement de l'acier et les équipements de production, consultez :

• Armatures en PRFV vs armatures en acier : coût, résistance, durabilité et applications concrètes
• Ligne de production professionnelle de barres d'armature en PRFV
• Comment démarrer une entreprise de fabrication d'armatures en PRFV
• Ligne de production de barres d'armature FRP CT2
• Ligne de production de barres d'armature cintrées en PRFV
• Documentation technique de Composite-Tech
• Actualités et blog de Composite-Tech

FAQ : Comparaison numérique des barres d’armature en PRFV et en acier

Conclusion

Une comparaison numérique de Barres d'armature en PRFV vs barres d'armature en acier Cela démontre l'importance croissante des renforts composites dans la construction moderne. Le PRFV est beaucoup plus léger, inoxydable, non magnétique, non conducteur et peut atteindre une résistance à la traction élevée lorsqu'il est correctement fabriqué.

L'homologation technique roumaine et les données d'essais en laboratoire des échantillons de PRFV fabriqués par Composite-Tech démontrent d'excellentes performances mécaniques, notamment des valeurs de résistance à la traction d'environ 1 100 à 1 199 MPa / 160 à 174 ksi pour certaines barres nervurées et une réduction de poids significative par rapport à l'acier.

Parallèlement, le PRFV n'est pas simplement de l'acier plus léger. C'est un matériau d'ingénierie différent. Il présente une rigidité moindre, ne se déforme pas et nécessite des méthodes de conception spécifiques aux PRFV.

Pour les marchés de la construction où la corrosion, la durée de vie et les coûts de maintenance sont des facteurs essentiels, les barres d'armature en PRFV constituent une alternative performante. Pour les fabricants, elles représentent une excellente opportunité de produire des armatures de pointe résistantes à la corrosion grâce à des équipements professionnels de production de barres d'armature en PRFV.

Pour en savoir plus sur la fabrication des barres d'armature en PRFV, consultez : Ligne de production professionnelle de barres d'armature en PRFV

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