【国家标准(GB)】 预应力混凝土用钢材试验方法

ICS77.140.15;77.040.01
中华人民共和国国家标准
GB/T21839—2008
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预应力混凝土用钢材试验方法
Steel for prestressed concreteTest methods(ISO15630-3.2002,Steelfor
the reinforcement and prestressing of concrete-Test methods—Part 3:Prestressing steel,MOD)2008-05-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
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2008-11-01实施
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GB/T21839--2008
本标准修改采用ISO15630-3：2002《钢筋混凝土用钢和预应力混凝土用钢试验方法一第3部分：预应力用钢》(英文版）)。
本标准是根据ISO15630-3：2002重新起草。戴特标准检于我国相关规范的规定和工业的实际馨查辨套用国际标准时进行了修改。这费热森糖戴特标准检索系统
wua.cgdat差异用垂直单线标识在它们所涉及的条款的风动究a发，笨标准与对应国际标准ISO15630-3:200a.cgdate.c的章节对照见附录B。
为了方便我国预应力行业生产厂和用户的使用，与对应国际标准相比本标准主要做了如下技术性修改：
-增加了第8章扭转试验；
增加了第9章缠绕试验；
增加了附录A《预应力混凝土用多丝钢绞线试验方法》。本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会归口。本标准起草单位：国家建筑钢材质量监督检验中心、天津高力预一预应力钢绞线有限公司、宝钢集团上海二钢有限公司，冶金工业信息标准研究院。本标准主要起草人：朱建国、张莹、崔丽鑫、毛爱菊、刘立军、李文佳、张恩炜、周代义、王玲君、戴石锋。
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1范围
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GB/T21839-2008
本标准规定了预应力混凝土用钢材的拉伸、弯曲、反复弯曲、扭转、缠绕、等温松弛、疲劳、应力魔蚀、偏斜拉伸、化学分析、几何尺寸测量和相对肋面积确定等试验方法。戴特标准检素柔准适用于预应力钢丝、钢棒、钢绞线等萨瀛稍美锤髓的测定。cadate.cn
2规范性引用文件
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下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T228金属材料室温拉伸试验方法（GB/T228—2002，eqvISO6892：1998）GB/T230.1金属洛氏硬度试验第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）(GB/T230.1--2004,ISO6508-1:1999，MOD)GB/T232金属材料弯曲试验方法（GB/T232—1999，eqvISO7438:1985）GB/T238金属线材线材反复弯曲试验方法（GB/T238-2002，ISO7801:1984，IDT）GB/T239金属线材扭转试验方法（GB/T239—1999，eqvISO7800：1984）GB/T2976
金属线材缠绕试验方法（GB/T2976-2004，ISO7802：1983，IDT)GB/T3505产品几何技术规范表面结构轮廊法表面结构的术语、定义及参数（GB/T3505—2000,eqIS04287:1997)
GB/T12160-—2002单轴试验用引伸计的标定（GB/T12160—-2002，ISO9513：1999，IDT）GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分：拉力和（或)压力试验机测力系统的检验与校准(GB/T16825.1—2002ISO7500-1:1999,IDT)3符号说明
本标准使用的符号见表1。
表1符号
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中点肋高
刻痕深度最大值/最高点肋高
肋在单位长度△上的平均高度
在1/4点处的肋高
在3/4点处的肋高
最大力总伸长率
断后伸长率
断裂总伸长率
助或刻痕距
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涉及章节
15.3,16.2
15.3,16.2
15.3,16.2
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表1(续）
偏斜拉伸试验用的芯轴凹槽宽度明
预应力钢棒、钢丝、钢绞线的公称直径偏斜拉伸试验用芯轴公称直径
偏斜拉伸试验用两棒放在芯轴凹槽中的直径偏斜拉伸试验用量棒的直径
偏斜拉仲试验用芯轴凹糖的内经准检索系统偏斜拉伸试验中最大力减少率的均征cn应力腐蚀试验中容器内径
偏斜拉伸试验中单根试样最大力碱少的百分比两排相邻的肋或刻痕之间的平均间隙弹性模量
轴向疫劳试验中负荷循环频率
相对肋面积
偏斜拉伸试验中单根试样破断力最大力
最大力平均值
0.1%屈服力
0.2%届服力
轴向疲劳试验中的应力范国
松弛试验t时间试样上的剩余力
松弛试验t时间试样松损失的力
横肋轴向剖面面积
轴向疫劳试验中的最大力
应力松弛试验和应力腐蚀试验中的初始力偏斜拉伸试验用芯轴凹槽深度
预应力钢材平面矢高
应力腐蚀试验中试样的长度
等温松弛试验原始标距，应力腐蚀试验中试样在溶液中的没入长度等温应力松弛试验中在力F。时标距L。的伸长偏斜拉伸试验中固定端长度
偏斜拉伸试验中活动端长度
钢绞线挖距
偏斜拉伸试验中芯轴凹槽底部圆角半径偏斜拉伸试验中芯轴表面粗糙度戴特标准检索系统
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涉及章节
11.2,11.4.6,12.3.4
13.3潮特标准检索系统
13.2,13.4
15. 3. 1. 4,15, 3. 2. 4
11.1,11,4.2
10.2,12.2,13.2
11.1,11.3,11.4.2
11.1,11.3,11.4.2
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10.1,10.3,10.4,12.4.2
10.1,10.3,10.4
12.2,12.3.4,12.4.5
10.1,10.3,10.4
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试样公称横截面积
表1（续）
应力魔蚀试验中最大规定时间
应力腐蚀试验中单根试样的断裂时间应力魔蚀试验中试样断裂时间中值恒温松弛试验和应力腐蚀试验中开始时间应力魔蚀试验容器中溶戴晰体彩准检索系统偏斜拉伸试验中偏斜角度
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钢棒或钢丝的横肋或刻痕与中心线的夹角松弛率
横肋间源周长
注：1N/mm2=1MPa.
试样的一般规定
除非另有其他协议，试样一般在成品包装前在成品中截取。GB/T21839--2008
涉及章节
10.4.2,12.4
12.特标准检索系统
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15.3.1.4,15.3.2.4,16.2
当样品是包装产品时（例如成卷或成捆），截取试样应特别小心，防止试样因发生塑性变形而改变其性能。
注：必要时，可在相关条款中对试样的要求进行补充。5拉伸试验
5.1试样
试样应符合第4章的规定。
5.2试验设备
试验设备应按GB/T16825.1进行校验和校准，并至少为1级精度。测定Fpo.1或Fp0.2时，引伸计的精度应为GB/T12160中1级；用于测定Agt的引伸计可以为GB/T12160中2级精度。
应使用合适的夹具，避免试样在夹具内或在夹具附近断裂。5.3试验程序
5.3.1概述
拉伸试验应按GB/T228的要求执行。在测定弹性模量（E),0.1%届服力和0.2%屈服力（Fpo.1和Fpo.2)及最大力总伸长率（Agt）时，应使用引伸计。引伸计的标距按相关产品标准的要求确定。注1：A的精确值只能用引伸计来测得。如果试样上的引伸计不能延伸到试样断裂时，可按下列方法测定伸长率A，用测定A，替代Agt：
一继续加载直至引伸计记录的伸长率稍大于Fpo.2时的伸长率，此时取下引伸计，记录试验机上下工作台的距离。继续加载至试样断裂，记录此时试验机上下工作台的最终距离。计算出两次试验机上下工作台的距离之差，将此差值与试验机上下工作台的初始距离之比和用引伸计测得的百分数相加即为断裂总伸长率At对于钢丝和钢棒，也允许在试样自由长度上划等距离标记的方法测定A，用测定A替代Agt。标记3
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间的距离应根据钢丝和钢棒的直径确定，可为20mm，10mm或5mm。注2：在装引伸计前，最好给试样预加一负荷，例如该预加负荷为试样预期最大负荷的约10%。如果Ag不是完全用引伸计测定的，应在试验报告中注明。拉伸性能值，Fpo.1,Fpo.2,Fm均用力的单位表示。当试样在距夹具3mm之内发生断裂，原则上试验应判为无效，应允许重新试验。然而，如果所有试验数据大于或等于相应的规定值，其试验结果有效。5.3.2弹性模量的测定
在力-伸长率曲线中，用0.2F㎡到0.7F㎡范围内的直线段的斜率除以试样的公称横截面积（S.）测戴特标准趁弹模（E)。
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斜率可以通过对测定数据进行线性回归得出，以用最优拟合目测法得出。戴特标准检索系统
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注3：在一些特定情况下，例如热轧钢棒和拉拔钢棒，上述方法不适用；需要在0.05F到0.7F.范围内测定弹性模量。除5.3.1规定的要求外，测定弹性模量时，在力值范围内应力速率应保持不变。6弯曲试验
6.1试样
试样应符合第4章规定。
6.2试验设备
6.2.1试验设备的弯曲原理如图1所示。注1：图1为弯曲设各的外形构造，可以是芯抽1和支撑2旋转，支座3被固定：也可以是支座3旋转，支撑2或芯轴1被固定。
1—芯轴：
2—支撑；
3—支座。
图1弯曲设备的原理
6.2.2弯曲试验也可以按GB/T232中带有支撑和芯轴的装置来进行。6.3试验程序
弯曲试验应在10℃～35℃的温度进行，试样应沿着芯轴进行弯曲。注2：弯曲速率应大约在60/s。
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弯曲角度和芯轴的直径应该符合相关产品标准的要求。6.4试验结果的判定
弯曲试验结果的判定应符合相关产品标准的要求当产品标准没有规定时，若弯曲试样无目视可见的裂纹，则判定该试样为合格。7反复弯曲试验
7.1试样
除符合第4章规定外，试样的制备应符合GB/T238中的相关规定。戴特标准检索免发设备
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试验设备应符合GB/T238中的相关规定。7.3试验程序
反复弯曲试验应按GB/T238的要求执行。8扭转试验
8.1试样
除按第4章规定外，试样的制备应符合GB/T239中的相关规定。8.2试验设备
8.2.1试验设备应符合GB/T239中的相关规定。GB/T21839--2008
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8.2.2试验机夹头之间的标准长度取钢丝公称直径的50倍，当试验机不能用50倍标距长度时，经协议可改用30倍标距长度，但最小标距长度不小于210mm。当相关产品标准有规定时，按产品标准执行。
8.3试验程序
8.3.1扭转试验按照GB/T239执行。8.3.2使用的扭转速率不大于30r/min。8.3.3使用的轴向拉紧力为线材公称抗拉强度相应拉力负荷的0.5%～2%。9缠绕试验
9.1试样
试样应符合第4章的规定。
9.2试验设备
试验设备应符合GB/T2976中的相关规定。9.3试验程序
反复曲试验应按GB/T2976的要求执行。10等温松弛试验
10.1试验原理
等温应力松弛试验是在给定温度下（除另有其他规定，通常为20℃)，将试样保持一定长度（Lo十△Lo），从初始力F。开始，测定试样上力的变化（见图2)。力的损失用给定时间内与初始力的百分数表示。5
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10.2试样
10.2.1试样应符合第4章规定。
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图2等温应力松弛试验原理
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10.2.2松弛试验用试样应保持伸直状态。试样在夹具间的自由段不应有任何形式的机械损伤和处理。
10.2.3在松弛试验取样的附近再取两个试样，该两试样用于测定试样最大应力Fm，m的平均值，松弛试验的初始力为Fm，m的某个百分数，如70%Fm，m。10.3试验设备
10.3.1机架
机架的任何变形都应处于不影响试验结果的范围之内。10.3.2测力装置
10.3.2.1可以使用同轴测力传感器或其他合适的装置（如杠杆式加载系统）。10.3.2.2测力传感器应按照GB/T16825.1校准，在不大于1000kN时其精度为土1%，在大于1000kN时为士2%。其他合适的装置应具有与上述测力传感器相同的规定精度。10.3.2.3力的测量装置的输出分辨率应不小于5×10-4F。。10.3.3长度的测量装置（引伸计）标距L。不小于200mm，尤其对钢绞线，当实际长度（L。十△Lo）是在钢绞线中同一根钢丝上测量时，其标距宜为1000mm或者为钢绞线抢距的整数倍。引伸计的精度范围应为士1%，并且分辨率为5×106Lo。10.3.4夹持装置
夹持装置应保证试样在试验期间不产生滑动和转动。10.3.5加载装置
加载装置应对试样平稳加载而不能有振荡。在试验过程中，随着试样中力的减少，加载装置应使得试样的长度（Lo十△Lo）保持在10.4.5中规定的范围内。6
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10.4试验程序
10.4.1试样
在试验前，试样应至少在松弛试验内放置24h试样应用试验夹具夹紧，以保证试样在加载和试验期间不产生任何滑动。10.4.2加载
10.4.2.1在整个试验过程中，力的施加应平稳，无振荡。GB/T21839--2008
10.4.2.2前20%F。可按需要加载。从20%Fo～80%F。应连续加载或者分为三个或多个均勾阶段，或以均匀的速率加载，并在6min内完成。当达到80%F。后，80%Fo～100%F。的过程应连续加载，戴特标准验裤2绳内完成。
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wwu.cgdater0. 4. 2.3当达到初始载荷 F。时，力值应在 24ki肉保特恒定，2 min后，应立即建立并记录 to。其沼u.cgdate.ca对力的任何调整只能用于保证L。十△L。保持恒定。10.4.2.4加载过程如图3所示。
图3松弛试验中力的施加
10.4.3初始力
时间/min
初始力按相关产品标准的规定。F。的测定值应符合表2规定的允许偏差。表2Fo的允许偏差
Fo≤1000
Fo>1000
10.4.4试验过程中的力
任何时间力不允许超出表2给出的初始力F。偏差范围。10.4.5应变的保持
F。的允许偏差/%
在to时刻，初始力F。产生的应变应采用合适的机械、电子或光学引伸计测量，其测量精度与10.3.3所选定的初始标距L。测量精度相同，在测量期间，△Lo/L。的变化范围不应超过5×10-6，在随后的两次连续测量中的变化不应超过5×10-5。10.4.6温度
试验室的温度及试样的温度应保持在20℃士2℃范围内。7
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10.4.7力值记录频率
试验开始后，至少按照表3给出的标准时间间隔连续记录或测量力的损失，然后至少每周测量或记录一次。
记录力的标准时间
10.4.8试验时间
试验的时间应不少于120h。
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wwu.cgdate.cm 差了通常试验时间为 120 h 或 1 000 h。6
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注2：1000h大于1000h)的应力松弛值可以用不少手120h的松弛试验值进行外推，但应提供充分证据证明外推1000h(大于1000h)的松弛值与实测1000h(大于1000h)的松弛值相当，在这种情况下，试验报告中应注明外推方法。
日前的外推方法按照公式：logp=Alogt+B式中，p代表松弛率，通常以%表示，时间t以h表示。11轴向疲劳试验
11.1试验原理
疲劳试验是在弹性变形的范围内，使试样承受个呈固定频率正弦曲线交替变动的轴向拉力。试验一直进行到试样损坏为止，或者根据规定负荷使试验一直达到相关产品标准规定的次数为止。力
11.2试样
11.2.1试样应符合第4章规定。
载荷循环曲线
11.2.2试样的自由长度应符合表4规定。11.2.3夹具间的试样的自由长度部分不应承受任何形式的处理。表4试样的自由长度
钢丝或钢棒
钢绞线
11.3试验设备
140mm或公称直径的14倍（二者取大者）500mm或大于两倍抢距（二者取大者）疲劳试验机应定期校准，精度等级至少应为士1%，试验机应能够保持加载（Fp）误差范围应在规定8
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值的士2%之内，应力范围(F.)应保持在规定值的士4%之内。11.4试验程序
11.4.1试样
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试样应按轴向受力方向夹持在试验机中，使试样上不受弯曲。对于钢绞线来说，最重要的是保持所有钢丝受力均匀。
11.4.2循环力和频率的稳定性
试样应当在稳定的最大力（Fup）、应力范围（F.)和频率（f)下进行。整个试验过程中循环负荷不应出现停顿。然而，当试验出现意外中断时可允许继续试验。任何中断应在试验报告中注明。戴特标准检索.系缆循环次数的记录戴特标准检索系统
wwu.cgdate.cn应力循环次数应当从第一个完整的循环弹始说聚e.cn11.4.4循环频率
试验中，载荷循环的频率应保持稳定，在一系列试验中应保持同一频率。试验频率应：a）对钢丝和钢棒，循环频率不超过120Hz。b）对钢绞线，循环频率不超过20Hz。11.4.5温度
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试样温度在整个试验过程中不应超过40℃。除非另有要求，试验室环境温度应保持在10℃～35℃范围内。对于在可控制条件下完成试验，试验室温度应为23℃士5℃。11.4.6试验终止
当试样发生损坏或钢绞线中一根或多根钢丝发生断裂时试验应终止，或未发生损坏且达到产品标准规定的循环次数时试验应终止。11.4.7试验的有效性
如果试样在夹具内断裂或者距离夹具2d范围内断裂或者试样有缺陷，试验应视为无效。12硫氮酸盐溶液中的应力腐蚀试验12.1试验原理
本试验用来测定试样在一恒定拉力作用下，浸在给定的恒定温度的硫氰酸盐溶液（见12.3.5）中直至断裂时所用的时间。
12.2样品及试样
试样应符合第4章规定，应提供不少于6个试件用于应力腐蚀试验和2个试样通过轴向拉力试验确定Fmm，初始力表示为Fm，m的某个百分数，例如80%Fm，m。试样长度Lt应足够长以使得夹持端引起的弯曲最小，建议L，为L。的两倍长度，12.3试验设备
12.3.1机架
应使用刚性机架。通过杠杆装置、液压或机械装置，在封闭框架上沿着水平方向或垂直方向对试样进行加载。
12.3.2测力装置
按GB/T16825.1标准校准，测力装置的校准及使用中的精度至少为士2%。12.3.3时间测量装置
时间测量装置应至少有0.01h分辨率，测量时装置应带有自动控制设备，在断裂时能自动停止并保留或记录断裂时的时间，记录精度达士0.1h。也可以人工记录断裂前的最终断裂时间。12.3.4试验容器
12.3.4.1含有溶液的容器应为圆柱形，两端封闭，内径D。的最小值由式（1)确定：D。≥V(200十d）×d（所有的量的单位为毫米）戴特标准检索系统
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表5中给出的是内径D。的推荐值。表5试验容器的内径D。
试样的直径(d）
d≤19
19D。推荐值
12.3.4.2容器应具有足够的长度，使得浸在溶液中的试样长度L。不小于200mm。12.3.4.3容器的制作材料在50℃时应能抵抗试验溶液浸蚀。戴特标准检臻4素统容器应在试验中保持封闭并避黛等雄检素系统cgdata.2u3.5试验溶液
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单位为旁米
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试验溶液可在以下两种规定溶液中选择，这两种溶液分别为高浓度和低浓度的硫氰酸盐溶液：溶液A：将200gNH4SCN(分析纯）溶解在800mL蒸馏水（或去除矿物质水）中制成的硫氰酸铵溶液。
一溶液B：K2SO4，KCI,KSCN溶解在蒸馅水（或去除矿物质水）中。试验溶液B应含有5g/LSO,2-,0.5g/LCI-和1g/LSCN-。用于制备溶液A和B的水的导电率不应超过20μS/cm。注：两种落液给出的结果没有互比性。12.4试验程序
12.4.1试样的制备
试样应用软布擦拭和用丙酮（CH3COCH3）进行脱脂处理，并在空气中晾干。试样在进入容器内至少50mm长的部分应用涂漆等防止魔蚀的方法进行防护。试验长度（L。）是试样与溶液接触的长度。
12.4.2加载及持荷
试样从容器中穿过，放到机架中，对试样加载直到Fo。在整个试验期间显示的试验力F。的变化应保持在士2%之内。F。值应在to时刻记录，并对力值进行确认，如果必要，在试验中应以适当的时间间陷调整。12.4.3容器的填充
加载完成之后，容器应密封好以防泄漏，每次测试时溶液都要重新更换。试验溶液应预先加热到50℃～55℃，再注入到容器中。溶液的体积V。应保证沿着试样的长度Lo每平方厘米表面至少有5mL。溶液的填充应在1min之内完成，然后计时装置开始计时to。测试中，溶液不能循环流动。
12.4.4测试中的温度
在时间to到（to十5)min内，对于钢丝及钢绞线溶液的温度应调整到50℃士1℃；对于钢棒溶液温度应调整到50℃士2℃；在试验过程中温度应保持在相应的范围之内。12.4.5试验的终止
在发生断裂或达到规定时间t。时，试验被认为完成。在测试绞线时，当至少一根钢丝断裂时试验终止。如果试样的断裂发生在测试长度L。以外，试验判定无效。
测量并记录断裂时间tf.t，记录精度为0.1h。如果在时间ta之内试样未发生断裂，结果应被记录为tfi>ta。
12.4.6断裂时间中值ty，m的确定当所有的一系列试样测试完成后，结果tf.应按照断裂时的时间排序记录下来，中值tfm应是排序数值中的中间，试样是偶数时中值.是两个中值的算术平均值。10
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