6 Nov 13

Pavimentos de concreto: ensayo de compresión vs ensayo de flexión

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En Colombia la participación de los pavimentos de concreto en la construcción de vías es cada vez mayor, esto ha hecho necesario para fines de diseño de estas estructuras tener una relación confiable entre el módulo de rotura y la resistencia a la compresión del concreto.

Para entender por qué evaluar los concretos para los pavimentos a través de cilindros y no de viguetas expliquemos qué es el ensayo de la flexión.

¿Qué es el ensayo de resistencia a la flexión?

Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de carga a vigas de concreto de 150X150 mm de sección transversal y con una luz de tres veces el espesor.

La resistencia a la flexión se expresa en MPa – kg.f/cm2 y el ensayo se realiza de acuerdo a las exigencias de la norma NTC 2871.

El ensayo de resistencia a la flexión de vigas se utiliza como un ensayo de control en el campo pero es una prueba que presenta diferentes dificultades en el momento de la evaluación, por esta razón cada vez son más los proyectos que han optado por hacer correlación entre compresión y flexión y utilizar el ensayo de compresión para calificar la calidad de un pavimento de concreto.

Ensayo a flexión ASTM C880

Ensayo a flexión ASTM C880.

¿Qué inconvenientes presenta el ensayo de flexión en viguetas de concreto?

A.    Los ensayos de flexión son extremadamente sensibles a la preparación, manipulación y procedimientos de curado de los especímenes de concreto.

B.    Las viguetas son muy pesadas: llegan a estar entre 26 a 30 kg, y son susceptibles a ser dañadas cuando se manipulan y transportan desde el lugar de la obra hasta el laboratorio donde son ensayadas.

C.    Realizar el ensayo a la flexión de la vigueta en condiciones secas arroja un resultado más bajo. Las viguetas deben ser bien curadas y deben ser ensayadas en condiciones húmedas.

D.    La máquina de ensayo  debe manejar rangos bajos de fuerza y debe estar completamente calibrada.

E.    La máquina de ensayo debe contar con sistema operativo que controle la velocidad de carga de acuerdo a las exigencias de la norma NTC 2871.

El cumplimento de todas la exigencias de la norma NTC 2871 para realizar el ensayo a la flexión es extremadamente difícil, frecuentemente como resultado de los valores de módulo de rotura  no son  confiables y generalmente son bajos. Un periodo corto de secado o una falta de control en la velocidad de carga pueden producir una caída violenta de la resistencia a la flexión.

En muchos proyectos viales con pavimentos de concreto se ha recurrido al ensayo de resistencia a la flexión, pero ahora la tendencia es migrar hacia el ensayo de resistencia a la compresión o resistencia a la tracción para el control de los ensayos y poder calificar la calidad de los pavimentos de concreto.

¿Cómo calificar la calidad de un pavimento?

Tramo de prueba

Se hace un tramo de pavimento de concreto con una longitud considerable con el mismo equipo de colocación, la misma velocidad, el mismo espesor y la misma mano de obra que va a construir el pavimento.

Este tramo de pavimento tiene varios objetivos:

A)    Verificar las condiciones de la mezcla de concreto.

B)    Verificar las condiciones de los equipos de colocación, vibración, compactación y el kit de terminación del pavimento.

C)    Verificar el espesor del pavimento.

D)    Verificar uniformidad y regularidad de la superficie establecida.

E)    Revisar el método de protección y curado del concreto.

F)    Ajustar la ventana de corte de juntas.

G)    Ajustar en el proceso de sellado de juntas.

H)    Definir la correlación entre la compresión de los cilindros de concreto y la flexión de viguetas, así como los criterios de aceptación de núcleos de concreto.

Pavimento  en concreto

Fotografía: Juan David Melo para Argos.

De este proceso constructivo se debe realizar un muestro mínimo de 12 viguetas (53X15X15) cm  y 12 cilindros de diámetro 15 cm y hacer una relación entre compresión y flexión. Posterior a la colocación del concreto en el tramo de prueba se extraen mínimo cinco (5) núcleos de concreto cumpliendo con las exigencias de la norma NTC 3658 que serán utilizados para determinar la resistencia a la compresión de los mismos.

Los núcleos se deben extraer después de los 26 días de colocado el concreto, luego de la extracción se deben curar durante 48 horas y posteriormente pasar por ensayo a la compresión cumpliendo con las exigencias de la norma NTC 673.

La extracción de los testigos de concreto también sirve para observar la homogeneidad de la colocación del concreto, observar si hay presencia de hormigueros y, de manera general, observar la calidad del concreto compactado para el pavimento.

Posterior al trabajo de campo y de los ensayos de compresión de los cilindros, núcleos a compresión y los ensayos de flexión, se hace un análisis de acuerdo a las recomendaciones del Comité Europeo del Concreto, las normas ACI y el artículo del 500 del Invías.

Las investigaciones de correlación entre las resistencias de compresión y flexión han llevado a concluir que el ensayo de compresión es el método más indicado para calificar la calidad del concreto por ser un método más confiable y menos incertidumbre.

El ensayo de resistencia a la flexión es una herramienta útil en la investigación y en la evaluación de laboratorio de los ingredientes del concreto, pero no es el ensayo que se utiliza como base para la aceptación o rechazo de la calidad del concreto en pavimentos, lo útil es realizar un tramo de prueba y hacer correlación entre compresión y flexión y que el ensayo de compresión sea la prueba que califique la calidad del concreto.

Ensayo a compresión del concreto

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

 

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Sobre el autor

Jesús David Osorio ingeniero_civil Ciudad: Ocaña País: Colombia

Soy ingeniero Civil con especialidad en Gerencia de Calidad y Gerencia de Proyectos con 16 años de experiencia en el campo de la tecnología del concreto y sus aplicaciones en obras civiles. Como investigador me han interesado las patologías y la petrografía del concreto, el módulo de elasticidad, contracción y permeabilidad del concreto, así como la reactividad álcali de los agregados. Soy docente de cátedra en la Universidad Javeriana de Cali y actualmente trabajo en Argos como Asesor Técnico del Negocio Industrial. En los últimos años he trabajado en el desarrollo de estrategias de investigación enfocadas a la venta y al mercado de la construcción.


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62 Responses to Pavimentos de concreto: ensayo de compresión vs ensayo de flexión

    Ruben Dario says:

    Si me piden un concreto para losas de pavimento hidraulico que tenga un MR=41, a cuantos PSI equivale este MR=41 Kg/cm2

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    Orlando Lamilla Cuellar says:

    En su articulo hace mención: “El ensayo de resistencia a la flexión de vigas se utiliza como un ensayo de control en el campo pero es una prueba que presenta diferentes dificultades en el momento de la evaluación”

    Por favor aclarar cuales son estas dificultades.

    Si un resultado de ensayo a flexion es del 85% de la resistencia a la flexión especificada, se podría recibir, cual es el porcentaje mínimo, con el cual se puede aceptar?

    Gracias

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      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Orlando,

      El ensayo de flexión de viguetas es un método de evaluación un poco complejo pero es una de las mejores formas para evaluar el modulo de rotura. se debe consultar la norma ACI 316 9R y la norma de INVIAS 500.

      saludos,

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    Alejandro Goyeneche. says:

    Ingeniero muy buena tarde quisiera una asesoria de su parte podria enviarme su correo para colocarme en contacto con usted

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    Christian Herrera says:

    Buenas noches, mi inquietud es porque en la NSR10 castigan tanto la correlación entre la resistencia a la compresión y el módulo de rotura, proponiendo la ecuación: MR = 0.62*√f´c para concretos de peso normal, mientras que la ecuación que sugieres del ACI: MR = k*√f´c estando k entre 2 y 2,7; genera valores significativamente mayores. Saludos

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      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Christian,

      El concreto tiene su mejor comportamiento a la compresión y a la flexión es un 10 %. esas ecuaciones que mencionas son dos formulas diferentes donde una se enfoca al comportamiento del concreto en un pavimento de concreto. y la otra puede estar enfocada a otro tipo de elemento.

      saludos,

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    Buenas noches como es el nombre de la primera maquina que se utilizo para el ensayo de flexion dle concreto ? GRACIAS

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    Jesus buenos dias, que concepto tecnico puedo aplicar para determinar el equivalente del MR (MPa) de un pavimento que tiene resistencia a la compresion 4000PSI. Cuanto es esa equivalencia?

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    Buenos dias…quisiera saber cual es la formula de correlacionar ensayo de compresion y flexion para un MR-42.

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    Buenas tardes. Qué formulas para correlacionar además de la de mr-Fc suministra la ACI para correlacionar Tracción indirecta – MR y Tracción indirecta – Compresión.

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      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Frank,

      Te recomiendo que veas el ACI 211 y el ACI 201 la formula es MR = K * RAIZ CUADRADA de f¨c

      K= esta entre 2,0 a 2,7 utiliza 2,45

      Saludos,

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    JoseLuis Chacon says:

    Buenos Días, interesantes aportes, y sobre todo muy prácticos.
    No es por aguafiestas, pero hay varias cosas que ayudarían a la causa, se trata de cosas formales por corregir pero que me parecen importantes. Por ejemplo en la respuesta a Pepe del 5 de junio 2017 se dice “Hay tienes que hacer…” debe decir “Ahí tienes que hacer..” , en muchas otras respuestas dice “de acuerdo a” debe decir “de acuerdo con”

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    hola tengo que hacer un trabajo para determinar la correlacion entre el modulo de ruptua y la compresion en si sigo sin entender esta relacio que es lo que demuestra por su ayuda muchas gracias

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      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Pepe,

      Hay tienes que hacer unos ensayos de compresión y flexión en cada diseño de MR donde calculas un K es el coeficiente correlación entre las dos resistencia.

      Te recomiendo el ACI 201 donde se menciona MR = k*POR LA RAIZ CUADRADA DE f´c

      Cordial saludo,

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    Carolina Rojas says:

    Saludos ing , una consulta q norma icontec determina el ensayo de flexion en vigas de ccto reforzadp

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      Jaime Sossa says:

      Carolina muy buenos días.

      para resolver tus dudas puedes revisar la literatura que nos ofrece la Norma Técnica Colombina NTC 2871.

      saludos.

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    Alvaro Lopez says:

    quisiera conocer si es posibl determinar una resistencia maxma a compresion de un concreto con modulo de rotura 50 kg/cm2 sin hacer el ensayo de cilindros saludos y gracias de antemano

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      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Alvaro,

      Existe varias norma y codigo que hacen una correlación entre la compresión y flexión pero desde la optica técnica de una obra es importante realizar una correlación entre compresión y flexión en obra.

      Saludos,

      Jesús David Osorio

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      ADRIAN CERVANTES says:

      SI TU CILINDRO ES DE DIAMETRO DE 15CM ENTONCES TENDRAS UNA SECCION DE 176.7 SOLO MULTIPLICA LA FC=50 POR LA SECCION Y TE DARA 8835 KG ESPERO TE SIRVA

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    Alexis Rubio says:

    Porque el diseño de hormigón para pavimento rigido para rotura a la flexión es 4.5 Mpa? claro esta que segùn las condiciones de uso se pueden realizar valores mas altos, porque los investigadores(ACI) determinan que mínimo 4.5 Mpa que factores intervienen para este resultado

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      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Alex,

      La resistencia se determina de acuerdo a varias varaibles donde se involucra el transito y la resistencia del material de soporte. El tener mucha resistencia en un pavimento puede volverse contraproducente ya que volvemos la estructura muy rigida.

      Saludos,

      JDO

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    sebastian jose says:

    El porcentaje del fallo de una vigueta para un concreto MR42 puede variar si estas viguetas se sacaron del agua y duraron tres dias viajando hasta llegar al laboratorio para fallarla?

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      Ana María Pereira says:

      Cordial Saludo Sebastian,

      Segun la NTC 1377, en las primeras 48 horas desde que el espécimen es sacado del molde, éste debe permanecer en condiciones húmedas y libre de vibraciones (condiciones de humedad con temperatura de 23°C +/- 2°C), si cumplieron con estos cuidados de curado inicial y durante el transporte tuvieron condiciones óptimas para evitar el desportillamiento, evitar pérdidas de agua, no habría problema, sin embargo claramente puede haber una pequeña desviación desde que se haya conservado como te digo un buen ambiente de transporte. Te recomiendo comparar los especímenes que fallaron en obra con los que se fallaron en el laboratorio para que puedas tener tranquilidad en cuanto las condiciones de transporte.

      Responder a este comentario
      Jesús David Osorio says:

      Buenas noches Sebastian,

      Ensayo a la flexión presenta mucha incerditumbre el resultado y afectado por el curado, el transporte y el ensayo. la Norma NTC 2871 habla que la viga se debe fallar en condiciones saturadas superficialmente secas es decir la viga se deba sacar 20 horas antes del ensayo.

      Te sugiero que revises la NTC 2871.

      saludos,

      Jesús David Osorio

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      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Sebastian,

      El curado afectan de manera importante el ensayo a la flexión y el transporte si no se hace de manera adecuada y los especímenes se golpean los resultados se ven afectados.

      Saludos,

      Jesús David Osorio

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    Carlos Arturo Mahecha says:

    la constante de la formula descrita de 2.0 a 2.7 de donde sale valor, calculo matemático y que nos indica

    Responder a este comentario
      Jesús David Osorio says:

      Buenas tardes Carlos,

      De acuerdo a la inquietud te hago los siguientes comentarios:

      Como se conoce el mejor comportamiento mecánico es la resistencia a la compresión. a la flexión el conreto tiene un comportamiento menor que puede oscilar entre 10 a 15.

      La norma ACI hace unas sugerencias de una formula donde usa una K y sugiere que se utilice entre 2.0 a 2.7 pero esta constante depende de los agregados.

      te sugiero que cuando hagas una obra donde se utilice concreto para pavimento realices viguetas y cilindro y saque una correlación entre compresión y flexión.

      Saludos,

      Jesús David Osorio

      Responder a este comentario
    Dilan Arias Montañez says:

    Ing. Buena noche,

    Una resistencia a la flexión de 5 mpa es adecuada para plataformas de pavimentos en aeropuertos? Se puede más alta? No es muy bajo ese valor teniendo en cuenta que el pavimento trabaja a flexión.. ademas no es muy bajo ese valor con relación a la resistencia a la compresión que llega a tener ese concreto?.

    Gracias

    Responder a este comentario
    Marcela Palacios says:

    Puedo usar el ensayo de compresión para núcleos extraídos de una placa de piso de 7cm????

    De que diámetro deben ser los núcleos a extraer???

    Responder a este comentario
      Jesús David Osorio says:

      Buenas tardes Marcela,

      De acuerdo a la norma NTC 3658 la extracción de núcleos debe cumplir con la relación 1:2 con un espesor de 7 cm no se puede extraer núcleos.

      Les recomiendo realizar otro tipo de ensayo para verificar la resistencia del concreto.

      Cordial saludo,

      Jesús David Osorio

      Responder a este comentario
    Responder a este comentario
      Jesús David Osorio says:

      Buenas tardes apreciada Yulieth,

      Un MR 42 es un concreto de una resistencia de compresión de 4500 PSI

      Saludos,

      Jesús David Osorio

      Responder a este comentario
    Luis Felipe Ayala says:

    Ing estoy estudiando los ensayos de compresión y flexión en concretos, necesito mas información sobre procedimientos de la toma de muestras, curado y como se realiza el procedimiento para fallar esta muestras y su calculo. le agradezco me colabore gracias

    Responder a este comentario
      Jesús David Osorio says:

      Buenos días Luis Felpe,

      De acuerdo a la investigación que esta haciendo es un tema bien interesante y vas encontrar información sobre la metodología te recomiendo donde hay correlaciones entre compresión flexión y tracción hay una investigación que hicieron en Guatemala la podes buscar con google.

      Saludos

      Jesús David Osorio

      Responder a este comentario

    Buenos dias Ingeniero, la constante (K) para realizar la formula de correlacion, varia dependiendo de que.

    Responder a este comentario
    Jesús David Osorio says:

    Buenos días Gloria,
    Si consulto la norma NTC 3658 los núcleos deberian ser de 10 cm de diametro pero te queda un poco corto tiene dos opciones.
    A. Extraer los núcleos de 10 cm de diámetro y hacer corrección por esbeltez.
    B. Consultar con el interventor y llegar en a un acuerdo y extraer núcleos de 7.5 cm

    saludos,
    Jesús David Osorio

    Responder a este comentario
    Jesús David Osorio says:

    Buenos días Leandro,
    La pregunta no la tengo clara pero la entiendo de la siguiente manera la relación entre compresión y flexión no es igual. En toeria la relación puede estar entre un 10 al 15 depende de la calidad de los agregados y del mismo diseño. Hay una formula que tiene el ACI donde se hace una correlación entre compresión y flexión.
    MR = k*√f´c
    MR = Modulo de rotura
    K = Constante entre compressón y flexión que varia entre 2.0 a 2.7
    f´c Resistencia a la compresión
    Saludos,

    Jesús David Osorio

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      el diseño de pavimento rígido por cualquier método se realiza en base al MR; por lo cual así sea dispendiosa la prueba no dejar de realizarla mediante vigas con aplicación de carga a tercio medio .en la mayoria de paises desarrolados lo hacen para garantizar la calidad del concreto y el cumplimiento del diseño estructural

      Responder a este comentario
    GLORIA SANCHEZ says:

    Buena Tarde, Ingeniero quiero preguntarle, de que diametro deben ser los nucleos que se extraen de un pavimento de 18 cm de espesor.
    Gracias

    Responder a este comentario
      Carlos Enrique says:

      Según la NSR10 el díametro de un nucleo debe ser mínimo 3 veces el díametro del tamaño máximo del agregado de la mezcla, teniendo en cuenta que la longitud debe ser el doble del díametro para no tener que hacer correccion por esbeltez

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    Leandro Martinez says:

    Buenos dias, soy de Argentina, trabajo en un laboratorio de suelos agregados y Hormigones, la duda que se nos planteo aqui con otros colegas es, el resultado a la compresion es igual a al resultado a la flexion, por ejemplo para ser mas claro, si un hormigon me da un resultado de 45 kg/cm2 a la compresion, tendria que ser igual o similar a la flexion, o cambia a por ejemplo 4.5 kg/cm2 de flexion, por llamarlo de alguna manera… Saludos desde Argentina y desde ya gracias por su ayuda.

    Responder a este comentario
    FRANCIS RODRIGUEZ says:

    Estimado colega, Gusto en saludarle. Fue enviado a su correo el avance del Capitulo I de la investigacion que actualmente realizo.. Agrdeciendo de Antemano los aportes y recomendaciones que pueda asesorar..
    Me despido
    Saludos

    Responder a este comentario
    Jesús David Osorio says:

    Buenos días Maria Cristina,
    Puedes utilizar el laboratorio SG Ingenieria, Concreservicios, tambien esta Contecon Urbar.
    Saludos,

    Jesús David Osorio

    Responder a este comentario
    MARIA CRISTINA HERNANDEZ R says:

    BUENAS TARDES PARA SABER SI USTED ME PUEDE AYUDAR A CONSEGUIR EN CALI UN LABORATORIO PARA UN ENSAYO DE COMPRENSION DE UNA ZAPATA DE CONCRETO EN CALI.

    Responder a este comentario
    Jesús David Osorio says:

    Buenos días Francis,
    Cuenta con toda la información que nosotros tengamos sobre el tema.
    Saludos,

    Jesús David Osorio

    Responder a este comentario
    FRANCIS RODRIGUEZ says:

    e informo que el tema fue aprobado por la universidad, y ya esta concretado el capitulo I, me pregunto si aun esta interesado en dar continuidad de aporte de esta investigacion, que sirva de sustento, algun antecedente que usted haya presenciado en su larga experiencia. saludos

    Responder a este comentario
    FRANCIS RODRIGUEZ says:

    Buenas noches Colega. adjunto a su email, Inicio de Capitulo I de esta investigacion. e informacion de interes.. Saludos.

    Responder a este comentario
    FRANCIS RODRIGUEZ says:

    Estimado Colega, agradeciada por su atencion, emito en su correo, el tema de investigacion con detalles.. a la espera de su sugerencias y recomendaciones.
    Hago extensiva la invitacion a ser parte de esta investigacion, seria gran honor..
    Saludos Cordiales.

    Responder a este comentario
      Jesús Davdi Osorio says:

      Buenos días Francis,
      Te envío un correo con algunos documentos anexos donde te explico la experiencia en Colombia. Claro para mi es un verdadero reto hacer parte de este proyecto.
      Saludos,
      Jesús David Osorio

      Responder a este comentario
    FRANCIS RODRIGUEZ says:

    Buenas noches, gusto en saludarle colega, soy estudiante de la especializacion de Control de Calidad e Inspeccion de obras. de la UJAP (Vzla) actualmente me encuento en el incio de mi tesis de grados, estoy interesada en contactar al Ing. Jesus Osorio. Algun email contacto??
    Gracias de Antemano

    Saludos

    Responder a este comentario
      Jesús Davdi Osorio says:

      Buenas tardes apreciado Francis
      Inicialmente agradecerte por ser un lector del blog de Argos para nosotros es un orgullo que el blog sea una fuente de información para invsitigación de proyectos. mi correo josoriore@argos.com.co cualquier información me escribes.
      Saludos
      Jesús David Osorio

      Responder a este comentario
    alfonso muñoz mejia says:

    Si un resultado de ensayo a flexion es del 85% de la resistencia a la flexión especificada, se podría recibir?

    Responder a este comentario

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