NORMA MEXICANA NMX-C-111-ONNCCE

NORMA MEXICANA NMX-C-111-ONNCCE-2004. (Esta norma cancela y sustituye a la
NMX-C-111-1988).
Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 27 de julio
de 2004.
“INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - AGREGADOS PARA CONCRETO
HIDRÁULICO-ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA”
OBJETIVO:
Esta norma mexicana establece los requisitos de calidad que deben cumplir los agregados
naturales y procesados, de uso común para la producción de concretos de masa normal.
CAMPO DE APLICACIÓN:
Esta norma mexicana es adecuada para asegurar agregados satisfactorios para concretos de
resistencia normal y de alta resistencia; concretos de masa normal (usualmente de 1 800 kg/m 3
a 2 400 kg/m3), elaborados con agregados naturales y procesados. No aplicable a agregados
ligeros (masa específica del concreto menor que 1 800 kg/m 3).
DEFINICIONES:
Agregado fino: Material conocido como arena.
Agregado grueso: Material generalmente conocido como grava.
Intemperismo: Es el efecto de la acción del medio ambiente sobre los agregados en su estado
natural.
Límites de consistencia: Tiene por objeto determinar la plasticidad de la porción de material
que pasa por criba 0.425 mm (malla No. 40) y que forma parte de los agregados. La plasticidad
es una propiedad de los suelos que les permite cambiar su forma sin agrietarse cuando se les
sujeta a una presión, reteniendo su nueva forma cuando desaparece el esfuerzo aplicado. La
porción de material que pasa por las cribas referidas, presenta una consistencia plástica para
una humedad comprendida entre dos límites, el límite plástico y el límite líquido y su amplitud
es medida como su índice plástico. (Véase Capítulo 9).
Módulo de finura: Es la sumatoria de los porcentajes retenidos acumulados a partir de la criba
4.75 mm (malla No. 4) hasta la criba 0.150 mm (malla No. 100), divididos entre 100. Aplicable
al agregado fino.
Reactividad potencial: Es la medida de la susceptibilidad para que ocurran reacciones
químicas cuyos efectos son cambios volumétricos adversos a la integridad del concreto, que
tienen lugar con cierta clase de agregados cuando éstos entran en contacto con la pasta de
cemento, las reacciones ocurren entre la sílice o el carbonato de ciertas rocas o minerales que
forman parte de los agregados y los álcalis (óxido de sodio y de potasio), que normalmente
provienen del cemento. Estas reacciones se conocen como reacción álcali-sílice y álcalicarbonato.
Sustancias nocivas: Se consideran sustancias nocivas en los agregados: terrones de arcilla y
partículas deleznables, carbón y lignito, materia orgánica, material fino que pasa la criba 0.075
mm, agregados potencialmente reactivos con los álcalis del cemento, materiales
intemperizados, y materiales con limitada resistencia al impacto y la abrasión.
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CLASIFICACIÓN Y DESIGNACIÓN DEL PRODUCTO
Agregado fino: Material obtenido de manera natural o de la trituración de rocas, escoria
volcánica, concreto reciclado o una combinación de estos u otros; que pasa por la criba 4.75
mm (malla No. 4) y se retiene en la criba 0.075 mm (malla No. 200).
Agregado grueso: Material obtenido de manera natural o de la trituración de rocas, escoria de
alto horno, escoria volcánica, concreto reciclado o una combinación de estos u otros; que es
retenido por la criba 4.75 mm (malla No. 4) y que pasa por la criba 90 mm (malla No. 3 1/2”).
ESPECIFICACIONES
Agregado fino: Debe cumplir con los límites granulométricos que se indican a continuación:
a) Estar dentro de los límites establecidos en la tabla 1 de esta norma mexicana, excepto
en los casos que se indican en los párrafos c y d de este inciso y en 6.3.1.
b) El módulo de finura debe estar comprendido entre 2.30 y 3.10. El módulo de finura
puede ser determinado con pruebas previas, de no existir éstas, se puede determinar
con el promedio del valor obtenido de las primeras 10 pruebas consecutivas o el
promedio de las pruebas que haya cuando no se completa este número.
c) El retenido parcial de la masa total en cualquier criba no debe ser mayor de 45 %.
Pueden aumentarse los porcentajes del retenido acumulado de la masa ensayada en
las cribas 0.300 mm (No. 50) y 0.150 mm (No. 100) a 95 % y 100 % respectivamente,
siempre y cuando el contenido de cemento del concreto en que se vaya a utilizar el
agregado sea mayor de 240 kg/cm2 para concreto con aire incluido, o mayor de 300
kg/m3 para concreto sin aire incluido, o bien añadiendo un adicionante (cementante)
que supla la deficiencia de material que pase por estas cribas.
d) En el caso de que los agregados que se pretendan emplea no cumplan con las
tolerancias indicadas en los incisos a, b, y c, estos, pueden usarse siempre y cuando
se tenga antecedentes de comportamiento aceptable en el concreto elaborado con
ellos, o bien, que los resultados de las pruebas realizadas a estos concretos sean
satisfactorias; los agregados se pueden usar siempre que se haga un ajuste apropiado
en el proporcionamiento del concreto, para compensar las deficiencias en la
granulometría.
TABLA 1.- Límites de granulometría para agregado fino
Agregado grueso:
Debe cumplir con los límites granulométricos que establece la tabla 2 de esta norma mexicana.
Cuando se tengan agregados gruesos fuera de los límites indicados en la tabla 2, se deben
procesar para que satisfagan dichos límites.
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En el caso de aceptar que los agregados no cumplan con estos límites debe de ajustarse el
proporcionamiento del concreto para compensar las deficiencias granulométricas, por lo tanto,
debe demostrarse que el concreto elaborado tiene un comportamiento adecuado.
TABLA 2.- Límites granulométricos del agregado grueso, en masa, en porcentaje que pasa.
Coeficiente volumétrico (de forma)
Los agregados gruesos deben tener un coeficiente volumétrico mayor o igual de 0.20
En caso de utilizar agregados con coeficiente volumétrico menor que 0.20, debe realizarse un
estudio que muestre el impacto de su uso, y hacer los ajustes correspondientes en las mezclas
de concreto, para satisfacer los requisitos de cohesión, trabajabilidad módulo de elasticidad y
contracción requeridos por el cliente.
Esta especificación se verifica de acuerdo con lo establecido en 8.2.
Sustancias nocivas
Los límites establecidos para las sustancias nocivas son los que se indican del inciso 6.3.1. al
6.3.4.
Sustancias nocivas en el agregado fino
La cantidad de partículas deleznables y carbón o lignito en el agregado fino no debe exceder
los límites que establece la tabla 3 de esta norma mexicana.
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TABLA 3.- Límites máximos de partículas deleznables y carbón o lignito en agregados finos.
Impurezas orgánicas (Materia orgánica)
Los agregados finos deben estar libres de cantidades perjudiciales de impurezas orgánicas.
Los agregados después de efectuar la prueba, que den un color más oscuro que la coloración
No. 3, deben rechazarse, excepto, si se demuestra que la coloración es debida a la presencia
de pequeñas cantidades de carbón, lignito o partículas semejantes, o bien, si se demuestra que
el efecto de las impurezas orgánicas en morteros ensayados a la edad de 7 días, dan
resistencias calculadas no menores del 95 %, conforme al método que establece la
NMX-C-076-ONNCCE.
Materiales finos que pasan por la criba 0.075 (No. 200).
Para determinar si los agregados finos satisfacen este requisito, se deben cumplir con las
condiciones establecidas en la tabla 4.
TABLA 4.- Materiales finos que pasan por la criba 0,075 mm (No. 200).
(1) En caso de agregados triturados, sí el material que pasa por la criba 0,075 mm (malla
No. 200) es el resultado de la pulverización de rocas exentas de arcilla y/o pizarras,
este límite puede incrementarse a 6 % y 10 %, respectivamente.
(2) Este valor, queda condicionado por los parámetros de contracción por secado y
deformación diferida del concreto cuando así se solicite en el proyecto, y por la
naturaleza de estos finos como se establece en las tablas 5 y 6.
El contenido máximo de material fino que pasa por la criba 0,075 mm (No. 200), está en función
de los límites de consistencia (Limites de Atterberg, obtenidos de acuerdo a lo indicado en la
NMX-C-416-ONNCCE), los cuales determinan las propiedades de plasticidad de estos finos, y
no deben exceder los limites que establece la tabla 6 de esta norma mexicana.
TABLA 5.- Cantidades de material máximas permisibles menor que la criba 0,075 mm
(No. 200) en agregados finos.
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La contracción lineal de los finos no debe ser mayor que el 2 % en todos los casos.
NOTA 1: La aceptación del material en base a estos límites de plasticidad está condicionado al
cumplimiento del contenido de materia orgánica (véase 6.3.1.2)
Sustancias nocivas en el agregado grueso
Se deben cumplir con los límites que establece la tabla 6 de esta norma mexicana, tomando
como base la severidad del intemperismo de la región donde se construya la obra (véase figura
1). El mapa de la figura 1, sirve solamente de guía de una probable severidad de intemperismo.
FIGURA 1.- Intemperismo: grado de severidad (Tamayo J.L.)
Para aquellas construcciones localizadas en los límites de regiones (véase figura 1), deben
considerarse los parámetros que correspondan al mayor grado de severidad de intemperismo
de ambas zonas, o bien, para evaluar mejor el intemperismo que pueda esperarse, se deben
consultar las cartas de riesgo de congelación y deshielo, así como las isotérmicas de la oficina
meteorológica local (véase figuras 2 y 3) o, en ausencia de ésta, de la unidad rectora de esta
información a nivel nacional (INEGI). Estos datos deben usarse para asignar el grado de
severidad del intemperismo y, con base en ello, establecer las especificaciones para el
agregado grueso. Para construcciones de concreto en regiones cuya altitud sea mayor de 3
000 m sobre el nivel del mar, los valores de estos requisitos deben reducirse en uno por ciento
(véase nota 4, de la tabla 6.).
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FIGURA 2.- Carta de riesgo de congelación y deshielo (Tamayo J.L.)
FIGURA 3.- Carta isotérmica correspondiente a las temperaturas mínimas extremas absolutas
1941 - 1977 (Tamayo J.L.)
Puede aceptarse el agregado grueso cuyos resultados en las pruebas no cumplan los límites
que establece la tabla 6, si se demuestra que en concretos de propiedades semejantes,
elaborados con agregados del mismo banco, acusan un comportamiento satisfactorio en
condiciones de intemperismo semejantes a las que va a someterse al nuevo concreto.
Esta especificación se debe verificar de acuerdo con lo establecido en 8.4.2
Es de esperarse que los límites para el agregado grueso correspondientes a cada clase
designada, sean suficientes para asegurar un comportamiento satisfactorio del concreto para
los diferentes tipos y partes de la obra.
Cuando no puedan conseguirse los agregados con la calidad adecuada para satisfacer por lo
menos alguno de los usos mencionados, éstos pueden cumplir al ser sometidos al tratamiento
adecuado.
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Nota 2: Esta limitación se aplica a materiales donde el pedernal se encuentra como impureza;
no es aplicable a agregado grueso que es predominantemente pedernal. Limitaciones de uso
de tales agregados en cuanto a intemperismo, deben basarse en antecedentes de servicio
donde se pretende emplear tales materiales.
Nota 3: En caso de agregados triturados, si el material que pasa por la criba 0.075 (malla No.
200) es el resultado de la trituración de rocas exentas de arcilla y/o pizarras, este límite puede
incrementarse en 1.5 %.
Nota 4: La pérdida por abrasión del agregado debe ser determinada en una muestra con
granulometría lo más cercana a la que va a ser usada en la producción de concreto. Cuando se
use más de un tamaño o más de una granulometría en un solo tamaño, el límite de abrasión
debe de aplicarse a cada una de ellas. Las escorias de altos hornos enfriadas al aire y
trituradas quedan excluidas de los requisitos de abrasión; la masa volumétrica compactada con
varilla de estos materiales debe ser mayor que 1120 kg/m3.
Nota 5: Para construcciones de concreto en regiones cuya altitud sea mayor de 3 000 m sobre
el nivel del mar, estos requisitos deben reducirse en uno por ciento.
TABLA 6.- Límites máximos de contaminación y requisitos físicos de calidad del
agregado grueso.
La tabla 7 establece los contenidos máximos permisibles de sustancias nocivas en las gravas:
grumos de arcilla y partículas desmenuzables, pedernal no denso, material más fino que malla
No. 200, carbón y lignito, y material con limitaciones en cuanto a su resistencia a la abrasión y
a su resistencia a los efectos de cristalización de sales de sulfato de magnesio.
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Material más fino que la malla 200 en mezcla de agregados finos y gruesos
El contenido máximo de material fino que pasa por la criba 0.075 mm (malla No. 200), está en
función de los límites de consistencia (límites de Atterberg, obtenidos de acuerdo con lo
especificado en la NMX-C-416-ONNCCE) y no debe exceder los límites que establece la tabla
7.
Tabla 7.- Material máximo permisible menor de la criba 0,075mm (No. 200) en agregados
finos y gruesos.
La contracción lineal de los finos no debe ser mayor que el 2 % en todos los casos.
Esta especificación se verifica de acuerdo con lo establecido en 8.4.3.
Reactividad potencial (reacción álcali-agregado).
Para la elaboración de concreto debe evitarse el uso de agregados, finos y gruesos que
contengan rocas y minerales identificados como potencialmente reactivos con los álcalis. Esto
es aplicable cuando el concreto en servicio vaya a estar en contacto permanente, o en periodos
prolongados, con agua o rodeado de condiciones húmedas (humedad relativa 80 %). Los
mapas de las figuras 4 y 5 sirven de guía para delimitar las regiones con rocas silíceas y
carbonatadas, potencialmente reactivas con los álcalis.
Si las expansiones obtenidas rebasan los límites máximos permisibles, tal como se ilustra en
las figuras 6 y 7, se considera confirmado el carácter reactivo de los agregados y su empleo
debe quedar condicionado a la aplicación de la siguiente medida:
FIGURA 4.- Regiones con materiales silíceos potencialmente reactivos con los álcalis.
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FIGURA 5.- Regiones con materiales carbonatados potencialmente reactivos con los
álcalis.
-Utilizar un cemento Portland con bajo contenido de álcalis: menor o igual que 0,60 % (de la
masa del cemento) si la reacción es álcali - sílice y menor o igual que 0,40 %, si la reacción es
álcali carbonato. O bien hacer ajustes necesarios al diseño para que el contenido total de
álcalis en la mezcla de concreto, aportados por sus diversos componentes no exceda de 3,0 kg
por m3. Si este recurso no es factible, entonces la medida pertinente consiste en incorporar al
concreto un material (por ejemplo: adicionante mineral) que sea efectivo para inhibir la acción
álcali – agregado.
-En el caso de la reacción álcali -sílice, ciertos adicionantes minerales en la mezcla de concreto
son capaces de inhibir satisfactoriamente sus efectos deletéreos, lo cual puede verificarse
mediante pruebas de expansión en mortero como se indica en el método de prueba de la NMXC-298, (véase Capítulo 3).
-Cuando la reacción es álcali-carbonato, hay menos expectativas de éxito con el uso de
adicionantes minerales para inhibir sus efectos. En este caso, la capacidad inhibidora del
adicionante puede verificarse con pruebas de expansión en concreto con agregados reactivos
en cuestión y un cementante compuesto por el cemento de uso previsto y el adicionante
propuesto, determinando la expansión por medio de la NMX-C-272-ONNCCE (véase Capítulo
3).
Si aún así la expansión resulta excesiva, las opciones que deben evaluarse para evitar el
riesgo de una reacción deletérea álcali-carbonato, son:
a) Cambiar la fuente de suministro de los agregados por otra no reactiva
Efectuar una explotación selectiva de los bancos o canteras para desechar el material reactivo
o bien mezclar con otro material para reducir su proporción, en ambos casos a no más del 15
% en total de los agregados. Deben efectuarse las pruebas correspondientes para determinar
la expansión resultante. Seleccionar el cemento cuyo contenido de álcalis sea menor a los
límites antes mencionados, para obtener una expansión tolerable del concreto conforme al
método de prueba correspondiente.
Sanidad (intemperismo acelerado)
Agregados finos
Los agregados finos se sujetan a cinco ciclos, con sulfato de sodio o con sulfato de magnesio.
La pérdida resultante en la prueba de intemperismo no debe exceder los valores indicados en
la tabla 5.
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Los agregados finos que no cumplan con lo descrito en el párrafo anterior, pueden aceptarse si
existen antecedentes escritos del empleo de los mismos de concreto con propiedades
semejantes, elaborados con agregados del mismo banco, que acusen un comportamiento
satisfactorio en condiciones de intemperismo semejantes a las que se va a someter al nuevo
concreto.
Los agregados finos que no cumplan con lo requerido en párrafos anteriores, pueden aceptarse
si se obtienen por el usuario resultados satisfactorios en concretos que se sometan a la prueba
de congelación y deshielo.
Agregado grueso
Estos agregados deben cumplir los límites establecidos en la tabla 7 de esta norma mexicana.
En caso de no cumplir, se pueden utilizar si se obtienen por el usuario resultados satisfactorios
en concretos que se sometan a la prueba de congelamiento y de deshielo.
Abrasión (desgaste)
Los agregados gruesos deben cumplir con los límites que establece la tabla 6 de esta norma
mexicana, conforme al método de prueba de la NMX-C-196 (véase Capítulo 3) determinado
con base a la granulometría original de la muestra. Esto es aplicable en casos donde el
concreto vaya a ser sometido a efectos de abrasión y deba mostrar un buen desempeño.
MUESTREO
Debe tomarse una muestra representativa de los agregados conforme a la NMX-C-030ONNCCE y reducirla por cuarteo conforme a la NMX-C-170-ONNCCE (véase Capítulo 3),
hasta dejar una muestra del tamaño requerido para poder hacer las pruebas que indica la
presente norma Mexicana.
MÉTODOS DE PRUEBA
Granulometría
La determinación de la granulometría del agregado fino objeto de la presente norma mexicana
se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-077-ONNCCE (véase Capítulo 3.).
La determinación de la granulometría del agregado grueso objeto de la presente norma
mexicana se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-077-ONNCCE (véase
Capítulo 3.).
Coeficiente volumétrico (de forma)
La determinación del coeficiente volumétrico (de forma) en los agregados objeto de la presente
norma mexicana se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-436-ONNCCE
(véase Capítulo 3).
Sustancias nocivas
En el agregado fino
La determinación del contenido de terrones y partículas deleznables en los agregados finos se
debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-071-ONNCCE (véase Capítulo 3).
En el agregado grueso
La determinación del contenido de terrones y partículas deleznables en los agregados gruesos
se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-071-ONNCCE (véase Capítulo 3).
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Impurezas orgánicas (Materia orgánica)
La determinación del contenido de impurezas orgánicas en los agregados finos se debe
realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-088-ONNCCE (véase Capítulo 3).
Materiales finos que pasan por la criba 0,075 mm (No. 200)
Agregados finos
La determinación del contenido máximo de material fino qué pasa por la criba 0,075 mm (No.
200), está en función de los límites de consistencia de Atterberg, obtenidos de acuerdo a la
norma mexicana NMX-C-416-ONNCCE (véase Capítulo 3).
Agregados gruesos
La determinación del contenido máximo de material grueso que pasa por la criba 0,075 mm
(No. 200), está en función de los límites de consistencia de Atterberg, obtenidos de acuerdo a
la norma mexicana NMX-C-416-ONNCCE (véase Capítulo 3).
Mezcla de agregados finos y gruesos
La determinación del contenido máximo de material de la mezcla de finos y gruesos que pasa
por la criba 0,075 mm (No. 200), está en función de los límites de consistencia de Atterberg,
obtenidos de acuerdo a la norma mexicana NMX-C-416-ONNCCE (véase Capítulo 3).
Reactividad potencial (reacción álcali-agregado)
Para determinar la reactividad potencial de los agregados, debe realizarse un examen
petrográfico con el método de prueba de la NMX-C-265 (véase Capítulo 3). Si los agregados
disponibles son potencialmente reactivos y no hay al parecer alternativa de cambio, debe
hacerse lo siguiente:
En el caso de los agregados constituidos por sílices, primero se hace un análisis químico
conforme al método de prueba de la NMX-C-271-ONNCCE, (véase Capítulo 3). Tras confirmar
su potencial reactivo, se determina entonces la expansión conforme al método de prueba de la
NMX-C-180-ONNCCE, (véase Capítulo 3). Para los agregados constituidos por carbonatos se
determina la expansión en roca con el método de prueba de laNMX-C-272-ONNCCE, (véase
Capítulo 3).
En el caso de la reacción álcali -sílice, ciertos adicionantes minerales en la mezcla de concreto
son capaces de inhibir satisfactoriamente sus efectos deletéreos, lo cual puede verificarse
mediante pruebas de expansión en mortero como se indica en el método de prueba de la NMXC-298, (véase Capítulo 3).
La capacidad inhibidora del adicionante mineral puede verificarse con pruebas de expansión en
concreto con agregados reactivos en cuestión y un cementante compuesto por el cemento de
uso previsto y el adicionante mineral propuesto, determinando la expansión por medio de la
NMX-C-272-ONNCCE (véase Capítulo 3.).
Sanidad (intemperismo acelerado)
Agregados finos
La determinación de la sanidad en los agregados finos se realiza de acuerdo con la norma
mexicana ONNCCE (véase Capítulo 3).
La determinación de la resistencia del concreto a la congelación y el deshielo acelerados se
realiza de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-205 (Véase Capítulo 3).
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Agregado grueso
La determinación de la sanidad en los agregados gruesos se realiza de acuerdo con la norma
mexicana ONNCCE (véase Capítulo 3).
La determinación d la resistencia del concreto a la congelación y el deshielo acelerados se
realiza de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-205 (véase Capítulo 3).
Abrasión (desgaste)
La determinación de la abrasión de los agregados objeto de la presente norma mexicana se
realiza de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-196 (véase Capítulo 3) determinado con
base a la granulometría original de la muestra.
BIBLIOGRAFÍA
1. NMX-C-251-1997-ONNCCE INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN – CONCRETO –
TERMINOLOGÍA.
2. ASTM-C-33-2001 STANDARD SPECIFICATIONS FOR CONCRETE AGGREGATES
3. Suplemento Mexicano al informe del ACI 201 “Guía para la durabilidad del
concreto”
4. Titulo No. 85 M 44207. 5R “ROLLER COMPACTED MASS CONCRETE REPORTED
BY ACI COMMITTEE 207 (SEPTEMBER - OCTOBER 1988)
5. CONCRETE MANUAL U.S. DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF
RECLAMATION (1975)
6. ASTM C 1105 “STANDARD METHOD FOR LENGTH CHANGE OF CONCRETE DUE
TO ALKALI -CARBONATE ROCK REACTION (2000)
7. Secretaría de Comunicaciones y Transportes.- SCT, Normas para muestreo y
pruebas de materiales, equipos y sistemas. Carreteras y Autopistas. Materiales
para Terracerías. Libro 6.01.01, Capítulo 6.01.01.002
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