Infraleichtbeton
Entwurf, Konstruktion, Bau
Claudia Lösch, Philip Rieseberg
Hrsg.: Mike Schlaich, Regine Leibinger
2018, 214 S., zahlr. Abb. und Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-8167-9881-1

Inhalt

Infraleichtbeton ist ein sehr leichter Beton, der sowohl die tragende als auch die wärmedämmende Funktion der Gebäudehülle in einem monolithischen Material vereint und damit eine gestalterisch anspruchsvolle und nachhaltige Bauweise ermöglicht.
Die Erkenntnisse aus langjähriger Forschung zum Einsatz von Infraleichtbeton im Geschosswohnungsbau sind in diesen Leitfaden eingeflossen. Die Autoren stellen Ansätze für den materialgerechten Entwurf, die konstruktive Durchbildung und die Bemessung vor. Sie bieten darüber hinaus einen Überblick über bauphysikalische Eigenschaften des Materials sowie Hinweise zur Bauausführung.
Mit diesem Handbuch steht erstmals eine Planungshilfe für Planer, Bauherren und Baufirmen, die mit diesem neuartigen Hochleistungsleichtbeton arbeiten möchten, zur Verfügung.

Verfügbare Formate

Inhaltsverzeichnis

Danksagung

1 Einleitung

2 Theoretische Grundlagen

2.1 Definition und Einordnung von Infraleichtbeton

2.2 Entwicklung von Leicht- und Infraleichtbeton

2.3 Gestalterisches Potenzial des Materials

3 Materialtechnologie

3.1 Zusammensetzung und Rohdichteklassen

3.2 Eigenschaften

4 Gebäudetypologien

4.1 Exemplarischer Gebäudetyp

4.2 Baulücke

4.3 Zeilengebäude

4.4 Einfamilienhaus

4.5 Punkthaus/Hochhaus

5 Baukonstruktive Leitdetails

5.1 Wandaufbauten

5.2 Deckenanschlüsse

5.3 Balkone und Auskragungen

5.4 Fensteranschlüsse

5.5 Fußpunkte

5.6 Attikaanschluss bei Flachdächern

6 Grundlagen der Planung

6.1 Parametertabelle zur entwurflichen und statischen Vorbemessung

6.2 Infraleichtbeton im Kontext der EnEV

6.3 Bauphysikalische Eigenschaften

6.4 Dynamische simulationsbasierte Untersuchungen

6.5 Ökobilanz

6.6 Kosten

6.7 Rechtliche Grundlagen

7 Bemessungsansätze zur Tragwerksplanung

7.1 Grundlagen der Bemessung

7.2 Dauerhaftigkeit

7.3 Duktiles Bauteilverhalten

7.4 Ausgangswerte für die Bemessung

7.5 Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit

7.6 Bemessung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit

7.7 Besonderheiten bei der Bemessung mit GFK-Bewehrung

7.8 Konstruktionsgrundlagen

8 Baupraktische Aspekte

8.1 Geeignete Schalungen

8.2 Oberflächengestaltungen

8.3 Herstellung und Einbau

8.4 Ausschalfristen und Nachbehandlung

8.5 Oberflächenschutz – Hydrophobierung

8.6 Betonkosmetik und Nachbearbeitung

9 Ausgewählte Bauwerke

9.1 Einfamilienhaus aus Infraleichtbeton, Berlin

9.2 Betonoase, Berlin

9.3 Einfamilienhaus, Aiterbach

9.4 Small House I, Technische Universität Kaiserslautern

10 Anhang

10.1 Beispielhafte Bemessungen

10.2 ω-Tafeln als Bemessungshilfe

10.3 Herausgeber und Autoren

10.4 Literatur

10.5 Abbildungsverzeichnis

10.6 Tabellenverzeichnis

10.7 Stichwortverzeichnis

Autoreninfo

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Claudia Lösch studierte Bauingenieurwesen und Wirtschaftsingenieurwesen in Karlsruhe, London und Aachen. Seit 2014 ist sie wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren - Massivbau der Technischen Universität Berlin und forscht im Bereich des Infraleichtbetons.

Dipl.-Ing. Philip Rieseberg studierte Architektur an der Technischen Universität Berlin und der Ecole Nationale Supérieure d'Architecture Paris. Gemeinsam mit Tarek Massalme und Jan-Oliver Kunze führt er seit 2008 das Büro MARS Architekten in Berlin. Seit 2014 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Baukonstruktion und Entwerfen der Technischen Universität Berlin und forscht im Bereich des Infraleichtbetons.

Prof. Regine Leibinger studierte Architektur an der Technischen Universität Berlin und der Harvard University, USA. Sie führt seit 1993 gemeinsam mit Frank Barkow das Büro Barkow Leibinger in Berlin. In der Zeit von 2006 bis 2016 war sie Professorin für Baukonstruktion und Entwerfen an der Technischen Universität Berlin. Derzeit ist sie als Gastprofessorin an der Princeton University, School of Architecture, USA. Zahlreiche Projekte im In- und Ausland wurden mit Preisen ausgezeichnet.

Prof. Dr. sc. techn. Mike Schlaich studierte Bauingenieurwesen und promovierte an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich. Er ist geschäftsführender Gesellschafter des Ingenieurbüros schlaich bergermann und partner (sbp GmbH). Seit 2004 ist Mike Schlaich Professor an der Technischen Universität Berlin, Lehrstuhl Entwerfen und Konstruieren - Massivbau und seit 2005 anerkannter Prüfingenieur für Baustatik. Er wurde 2015 mit der Gold Medal der Institution of Structural Engineers, London ausgezeichnet und ist Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften (BBAW).

Publikationslisten zum Thema:
Beton, Betonbau, Infraleichtbeton, Materialtechnologie, Materialeigenschaft, Projektbeitspiel, Wohnhaus, Mehrfamilienhaus, Einfamilienhaus, Baukonstruktion, Wandaufba, Anschluss, Planung, Bemessung, Bauphysikalische Eigenschaft, Brandschutz, Schallschutz, Simluation, Wärmebrücke, Ökobilanz, Bemessung, Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit, Gebrauchstauglichkeit,

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Bücher, Broschüren

Chemischer Angriff auf Beton - Prüfverfahren zur Bewertung des Säurewiderstands von Beton
DBV-Heft, Band 41
Fassung Mai 2017.
2017, 27 S., 12 Abb., 4 Tab.,

In den letzten Jahren wurden diverse Prüfverfahren und Methoden entwickelt, um die Leistungsfähigkeit von Beton bzw. Bindemittel hinsichtlich des Widerstands gegenüber betonaggressiven Einwirkungen beurteilen zu können. Ein wesentliches Ziel von Prüfverfahren zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen ist, die im Laufe der Nutzungsdauer zu erwartenden Einwirkungen auf den Baustoff realitätsnah abzubilden. Dazu sind die Prüfparameter auf die im jeweiligen Anwendungsbereich vorherrschenden Umgebungs- und Randbedingungen anzupassen. Daneben sind auch die Bewertungskriterien individuell unter Berücksichtigung der im Einzelfall geforderten Nutzungsdauer eines Bauwerks festzulegen. Eine systematische Zuordnung von adäquaten Prüfverfahren bzw. Prüfparametern und Bewertungskriterien für die verschiedenen Anwendungsbereiche im Betonbau, in denen betonaggressive Einwirkungen auftreten, ist mit Ausnahme von Einzelfällen bislang nicht vorhanden. Daneben stellt sich in der Praxis immer wieder das Problem, das Angriffspotenzial der Umgebung eines Bauwerks prüftechnisch zu erfassen und zu bewerten. In Ergänzung zum DBV-Merkblatt "Chemischer Angriff auf Beton - Empfehlungen zur Prüfung und Bewertung" (Fassung Mai 2017) werden im DBV-Heft 41 "Chemischer Angriff auf Beton - Prüfverfahren zur Bewertung des Säurewiderstands von Beton" bisher nicht in Normen geregelte, aber in Deutschland durchaus gängige Prüfverfahren zur Beurteilung des Säurewiderstands von Beton zusammengestellt und in Bezug auf die wesentlichen Prüfparameter beschrieben.

Gabriele Patitz, Andreas Gerdes, Hermann Rothenhöfer, Guido Buschbacher, Tobias Bürkle, Lorena Rombach, Bettina Marquardt, Alexander Amann
BAUSUBSTANZ Thema: Betoninstandsetzung
Edition Bausubstanz, Band 1
Instandsetzung des Laufenmühle-Viadukts
2017, 49 S., 50 Abb. , Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Mit dem Sonderheft der Zeitschrift "BAUSUBSTANZ" mit Themenschwerpunkt Betoninstandsetzung werden umfassende Informationen über die Bestandserfassung, Bestandsbewertung und Sanierung des über 100 Jahre alten denkmalgeschützten Laufenmühle-Viadukts gegeben. Das Viadukt ist mit zwei weiteren vergleichbaren Bogenbrücken Bestandteil der historischen Bahnstrecke der Schwäbischen Waldbahn. Heute wird diese für den Museums- und Freizeitverkehr mit historischen Dampf- und Dieselzügen von Schorndorf über Rudersberg nach Welzheim befahren. Die Schwäbische-Wald-Bahn GmbH ist als Eisenbahninfrastrukturunternehmen für die Unterhaltung des 11 Kilometer langen Streckenabschnitts zwischen Rudersberg und Welzheim verantwortlich. Die Sanierung des Laufenmühle-Viadukts hat sich als eine große Herausforderung erwiesen, sowohl in technischer als auch in finanzieller Hinsicht. Eine erste Sanierungsplanung sah zur statischen Sicherung eine ergänzende, ca. 30 bis 50 cm starke Betonvorsatzschale unterhalb der Bögen vor, ein Fahrverbot ab 2016 für die Zeit der Sanierungsarbeiten sowie Kosten von geschätzten 3,5 Mio. Euro. Der Bauherr entschied sich jedoch dazu, ein interdisziplinäres Team aus Bauingenieuren, Bauwerksprüfern, Geophysikern, Bauchemikern und Baustoffingenieuren mit einer Überarbeitung des bestehenden Konzeptes zu beauftragen. Es erfolgten ergänzende und erweiternde Voruntersuchungen zur Bestandsbewertung. Durch den flächigen Einsatz von Bauradar konnten geschädigte und ungeschädigte Bogenbereiche auskartiert und über gezielte Materialproben verifiziert werden. Auf dieser Basis war eine innovative Herangehensweise bei der statischen Nachweisführung möglich. Für die nur noch lokal auszuführenden Verpressarbeiten wurde von der IONYS AG das geeignete Verpressmaterial konzipiert und am Objekt dessen Praktikabilität getestet. Der Erfolg der Verpressungen wurde mit Bauradar kontrolliert und dokumentiert.

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Globalisierte Geologie
Reihe , Band 30
Eine Wissensgeschichte des Eisenerzes in Brasilien (1876 - 1914). Dissertationsschrift
2017, 328 S., 213.0 mm, Softcover
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Am Vorabend des Ersten Weltkriegs galt Brasilien als eines der eisenreichsten Länder der Erde. Damit verbunden war die Wahrnehmung des Landes als strategischer Rohstofflieferant, aber auch als Großmacht der Zukunft. Doch wie kam es zu der Assoziation von Eisenreichtum und Macht? Und wie entstand überhaupt das Wissen über Natur, auf dem derartige Vorstellungen basierten? Georg Fischer untersucht den Bedeutungswandel des Eisens im Kontext der Globalisierung von wissenschaftlichen Praktiken, Industrialisierungsvisionen, materiellen Knappheitsängsten und der wachsenden Bedeutung technischer Experten in staatlichen Institutionen und transnationalen Investorennetzwerken.

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Stoffgesetz zur Beschreibung des Kriech- und Relaxationsverhaltens junger normal- und hochfester Betone
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Band 624
2017, 208 S., 297 mm, Softcover
Beuth

Im Rahmen der Dissertation wird ein Stoffgesetz entwickelt, welches das Kriech- und Relaxationsverhalten normal- und hochfester Betone sowohl im sehr jungen als auch im höheren Belastungsalter korrekt zu beschreiben vermag. Es basiert auf einer Reihenschaltung verschiedener rheologischer Grundelemente, deren alternde mechanische Kennwerte innerhalb des gesamten Gültigkeitsbereichs des Modells thermodynamisch widerspruchsfrei definiert sind. Das Stoffgesetz berücksichtigt das komplexe nichtlineare Kriechverhalten unter konstanten und veränderlichen Spannungen. Für den Fall der Relaxation erfolgt die Lösung der zugrundeliegenden Integralbeziehung anhand eines numerischen Algorithmus. Grundlage für die Entwicklung und Optimierung des Modells bildete ein umfassendes Versuchsprogramm zum Kriechen und der Relaxation von im jungen Alter belasteten Betonen. Für die Verknüpfung der dort gewonnenen Erkenntnisse mit dem Spannungs-Dehnungs-Zeitverhalten von Beton mit höheren Belastungsaltern wird auf den in der Literatur veröffentlichten Kenntnisstand zurückgegriffen.; Within the dissertation a material law was developed which correctly describes the creep and relaxation characteristics of young and mature normal strength and high strength concretes. It is based on a series connection of different thermodynamically sound rheological elements with aging mechanical parameters. The material law considers the complex nonlinear creep behaviour under constant and variable stresses. In case of relaxation the corresponding integral relation is solved by means of a numerical algorithm. The development and optimisation of the material law was based on a comprehensive experimental programme on the creep and relaxation behaviour of young concretes. The validity of the model for mature concrete was achieved by considering existing material laws published in corresponding literature.

Konrad Bergmeister, Frank Fingerloos, Johann-Dietrich Wörner
Beton-Kalender 2018, 2 Bde
Beton-Kalender
Schwerpunkte: Bautenschutz, Brandschutz
2017, 958 S., 552 SW-Abb., 225 Tabellen. 22 cm, Hardcover
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Der neue Beton-Kalender 2018 mit den Schwerpunkten Bautenschutz und Brandschutz bietet eine solide Arbeitsgrundlage und ein topaktuelles und verlässliches Nachschlagewerk für die fehlerfreie Planung dauerhafter Betonkonstruktionen. Dabei geht es um den Schutz vor Betonschäden und den Schutz der Bewehrung, um die Sicherstellung der Gebrauchstauglichkeit, sowie um die Abwehr von Gefahren für Füllgüter oder für die Umwelt. Das Buch stellt den neuesten Stand der Technik der Oberflächenschutzsysteme für verschiedene Anforderungen dar und enthält praxisgerechte Hinweise für die Planung wirtschaftlicher Betonkonstruktionen mit minimalen Instandsetzungskosten und nachhaltig wirksamer Schutzmaßnahmen im Bestand. Eine wesentliche Innovationskraft der Betonbauweise besteht in neuen Betonen und in der immer besseren Verarbeitung und Qualitätssicherung, wie z. B. mit dem neuen System der Frischbetonverbundfolie. Diese bietet für wasserundurchlässige Betonbauwerke eine zusätzliche Sicherheit bei besonderen und schwierigen Randbedingungen oder bei hohen Nutzungsanforderungen. Ihre Anwendung dient der Abdichtung erdberührter Bauteile, aber auch z. B. zum Verkleben von Wärmedämmung auf Außenwänden. Zusätzlich werden aktuelle Erläuterungen zur Neuausgabe der DAfStb-Richtlinie WU-Beton aus erster Hand gegeben. Ein Kapitel befasst sich auf aktuellem Stand mit der Bemessung der Schalungssysteme aufgrund von Frischbetondruck. Dabei stellen geneigte oder gekrümmte Betonbauteile hohe Anforderungen an die Schalungstechnik und die Bauausführung. Ein neues Ingenieurmodell zur Betrachtung der Standsicherheit wird vorgestellt. Zum Schwerpunkt Brandschutz wird das Verhalten von Beton unter Brandbeanspruchung grundlegend zusammengefasst. Außerdem werden ausführliche Hintergrunderläuterungen zum konstruktiven baulichen Brandschutz gegeben. Für die "Heißbemessung" dient eine zusammenfassende Darstellung der wichtigsten bzw. gebräuchlichsten Bemessungstabellen aus DIN EN 1992-1-2 mit NA und aus DIN 4102-4/DIN 4102-22 (Tabellenverfahren) einschli

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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

Neuartige, mit nicht-metallischer Basaltbewehrung (BFRP) vorgespannte Rohrprofile aus Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) für außerordentlich dauerhafte, materialsparende Betontragkonstruktionen unter klimatisch und chemisch extremen Beanspruchungen. Abschlus. sbericht

Omid Moghaddam, Marcel Wichert, Martin Empelmann
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Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3071
2018, 80 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Stahlbetonbauteilen gegen klimatische und chemische Einwirkungen kann ein UHPC verwendet werden, der sich durch eine hohe Druckfestigkeit und äußerst dichte Gefügematrix auszeichnet. Die Dauerhaftigkeit lässt sich weiter steigern, wenn die Betonstahlbewehrung durch eine nicht korrodierende BFRP ersetzt wird. Ferner hat BFRP eine höhere Zugfestigkeit, so dass prinzipiell auch eine Vorspannung möglich ist. Insgesamt wurden umfangreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen zu verschiedenen Themen und Fragestellungen im Hinblick auf den Einsatz von BFRP in Betonbauteilen aus UHPC ausgeführt. Es konnten wertvolle Ergebnisse zu den verschiedenartigsten Fragestellungen gewonnen werden.

Bewertung von Rechengrundlagen zur Restfestigkeit von Beton im Zuge der Novellierung von EN 1992-1-2. Abschlussbericht

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Bauforschung , Band T 3355
2018, 50 S., 34 Abb. u. 1 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Gesicherte Kenntnisse über die Restfestigkeit von Beton nach einer Brandbeanspruchung sind für die Beschreibung des Materialverhaltens in der Abkühlphase und damit für die Berücksichtigung von natürlichen Bränden erforderlich, insbesondere für die Bewertung der Resttragfähigkeit nach einem Brand. In der aktuellen Fassung der EN 1992-1-2 (EC 2-1-2) sind keine Angaben hinsichtlich der Restfestigkeit von Betonen nach der Abkühlphase enthalten. Umfangreiche Untersuchungen an Betonzylindern zur Bestimmung von Restdruckfestigkeiten nach Brandbeanspruchung sind im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs durchgeführt worden. Zusammen mit internationalen Forschungsergebnissen zu diesem Thema wurden diese zusammengefasst. In diesem Bericht werden die Ergebnisse des o. g. und weiterer Forschungsvorhaben sowie internationaler Literatur für die Normung aufbereitet und Empfehlungen für Regelungen in der überarbeiteten Fassung des EC 2-1-2 für die praktische Anwendung formuliert.

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2018, 159 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Sandwichelemente mit Deckschichten aus Stahlbeton weisen üblicherweise Schalendicken von mindestens 8 bis 9 cm auf. Die ökologischen sowie energetischen Anforderungen an die Gebäudehüllen werden sich in den nächsten Jahren weiter verschärfen. Dies bedeutet eine kontinuierliche Vergrößerung der Außenwandstärke durch dickere Dämmungen. Um dem entgegenzuwirken, sollen dünne textilbewehrte Schalen die gängigen Stahlbetonschalen ersetzen. Das Projekt verfolgte das übergeordnete Ziel, die technischen Grundlagen zur Herstellung und Bemessung von großformatigen, leichten und energieeffizienten Sandwichelementen für Außenwände mit Deckschichten aus textilbewehrtem Beton und innenliegender Wärmedämmung zu schaffen.

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Bildgebende Ultraschallechoverfahren gewinnen in der zerstörungsfreien Prüfung von Betonbauteilen zum Zweck der Bauwerksdiagnose zunehmend an Bedeutung. Der gerätetechnische Aufwand für die Bildgebung mit scannenden Verfahren ist noch relativ groß. Mit einer automatisierten Positionserfassung und deren softwareseitiger Einbindung in die Bildgebung soll die Anwendungsbreite ultraschallbasierter Prüfmethoden erweitert werden. Nach der Auswahl und Einbindung eines Positionserfassungssystems wurde die Anwendung eines neuen, handgeführten Ultraschallechogerätes an bekannten Probekörpern und realen Prüfobjekten auf ihre Praxistauglichkeit geprüft. Ein besonderer Vorteil des Vorhabens stellt die zeitgleiche bildgebende Auswertung auf der Baustelle dar.

Entwicklung ressourcenschonender, modularer Betonkonstruktionen aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC). Abschlussbericht

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Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3053
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Fraunhofer IRB Verlag

Im Projekt wurden ressourcenschonende, modulare und leichte Betonkonstruktionen mit tragenden Bauelementen aus UHPC entwickelt. Im Fokus der Untersuchungen standen Träger und Stützen sowie die entsprechenden Querschnittsformen. Als Anschlusskonstruktionen für die Bauteile wurden Verbunddübelleisten in Klothoidenform betrachtet. Anhand der experimentellen und numerischen Untersuchungen wurde gezeigt, dass mit den UHPC-Verbundträgern und -stützen sehr tragfähige, schlanke und dennoch duktile Konstruktionselemente zur Verfügung stehen. Die maßgeblichen Vorteile von UHPC gegenüber Normalbeton sind die größere Dauerhaftigkeit und die höhere Druckfestigkeit. Dies ermöglicht eine grundsätzlich schlankere Bauweise, welche durch die Verwendung von modularen Elementen sehr gut in die Praxis umgesetzt werden.

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Zellhofer, Martin
SOS Brutalismus - SOS Kulturzentrum Mattersburg
ISG-Magazin, 2018

Büscher, Lucas
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Stadt und Grün / Das Gartenamt, 2018

Roye, Andras
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Buchenau, Geraldine
Beton und seine wachsende Rolle in der Denkmalpflege. Teil 2: Hochbauten aus Eisenbeton in Baden-Württemberg bis in die Goldenen Zwanziger (kostenlos)
Denkmalpflege in Baden-Württemberg, 2017

Rechenbach, Bärbel
Vom Labor auf die Baustelle. Textilbeton (kostenlos)
Beratende Ingenieure, 2017

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