Forschungsprogramm

Durch die beanspruchungsgerechte Anordnung von Fasermaterialien wie Glas oder Carbon mit hervorragenden Trageigenschaften entstehen technische Textilien, die in eine Betonmatrix eingebracht werden können, so dass ein neuer, innovativer Verbundwerkstoff entsteht, der sowohl bei der Herstellung neuer Betonbauteile verwendet werden kann als auch für den Einsatz in der Instandsetzung und Verstärkung bestehender Bauwerke geeignet ist. Da die verwendeten Materialien im Gegensatz zum Stahl nicht korrosionsempfindlich sind und gleichzeitig hohe Festigkeiten aufweisen, können Verstärkungen aus textilbewehrtem Beton mit sehr geringen Abmessungen ausgeführt werden. Bei Holzkonstruktionen können textile Verstärkungen die durch die Anisotropie bedingten Festigkeits- und Steifigkeitsunterschiede kompensieren und die Dauerhaftigkeit erhöhen. Bei Verzicht auf Knotenbleche aus Stahl und durch Applikation von textilen Strukturen können beachtliche Steigerungen der Tragfähigkeit und der Duktilität von Verbindungen erreicht werden. In den fünf Projektbereichen des Sonderforschungsbereiches 528 "Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung" werden in theoretischen und experimentellen Untersuchungen die Grundlagen für die Werkstoffe, die mechanische Beschreibung, die konstruktive Durchbildung und die Bemessung, die technologische Aufbringung, bautechnische Umsetzung und die Langzeiteigenschaften und damit für die Sicherheit und die Lebensdauer bei der Verwendung textiler Bewehrungen für die Instandsetzung und Verstärkung geschaffen.

Der Sonderforschungsbereich im BauBlog

Multiscale analysis of microcrack / macrocrack interaction

Im Rahmen der Vortragsreihe des SFB 528 spricht am 16. November Stefan Löhnert vom Institute of Continuum Mechanics, Hannover, zum Thema “Multiscale analysis of microcrack / macrocrack interaction”. Der Vortrag findet im Beyer-Bau, Raum 67 statt und beginnt um 10 Uhr. Hier der Abstract des Autoren:

Large scale structures often fail due to cracks that start developing on a micro scale. The microstructure in the vicinity of a propagating crack has a significant influence on the propagation behavior. Due to the localization effect, in the vicinity of a propagating crack front homogenization methods based on the representative volume element concept usually fail since the representativeness of the volume element is lost. Thus, it is necessary to apply multiscale techniques that are capable of handling localization phenomena.

Here we present an adaptive multiscale projection method that can capture the influence of the microstructure on the crack propagation within a large scale structure correctly. The microstructure itself is modeled explicitly only on the fine scale. Its effects however are projected onto the coarse scale. The microscale domain is adapted to the domain of influence of the microstructure on the propagation of a macrocrack. In case of multiple fine scale domains, each domain can be simulated independently and in parallel. Thus the multiscale technique allows for the efficient and accurate simulation of general fine scale fracture processes. Microstructural effects such as crack shielding and crack amplification in two and three dimensions are reflected correctly. In order to further improve the accuracy of the simulation, the modified XFEM technique is employed in two and three dimensions. Different aspects of that extension of the XFEM in the context of three dimensions as well as the multiscale technique are addressed. The effects of finite deformations in two and three dimensions are investigated. Examples are shown for brittle material behavior and small as well as finite deformations.

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Advanced concrete materials

Tor-Arne Hammer

Im Rahmen der Vortragsreihe des SFB 528 spricht am 22. Oktober Dr. Tor-Arne Hammer von SINTEF, Norwegen, zum Thema “Advanced concrete materials for structural applications – Norwegian experience”. Der Vortrag findet im Potthoffbau, Hörsaal 161 statt und beginnt um 14:50 Uhr. Hier der Abstract des Autoren:

Concretes with high strength and/or low weight have been in focus for more than two decades, driven by the need for longer bridges, taller buildings and more slender structures. This has resulted in improved standards and codes allowing utilization of concrete with compressive strength of more than 100 MPa as well as densities down to 1200 kg/m3, for structural applications. However, the experience show that these concretes may have reduced execution properties, and together with relatively high material cost this has limited the use of these concretes. It can be interpreted from the ongoing ECO-serve thematic EU network, with main objective to identify the needs of the European Construction Industry, that future needs will be driven more by environmental issues. The term advanced concrete materials may be related to environmental issues.

Based on this fundament a Norwegian consortium prepared a proposal for a Centre for Research based Innovation (CRI), and was granted with governmental money (through the Research Council of Norway) as well as industrial support for 8 years, as one of presently 14 Centers, in competition with proposals from most other business sectors. In fact, concrete was the only materials proposal granted. The main objective for CRIs is to enhance the capability of the business sector to innovate by focusing on long-term research based on forging close alliances between research-intensive enterprises and prominent research groups.

The Centre is called COIN – Concrete Innovation Center. The vision is creation of more attractive concrete buildings and constructions. Attractiveness implies aesthetics, functionality, sustainability, energy efficiency, indoor climate, industrialized construction, improved work environment, and cost efficiency during the whole service life. The primary goal is to fulfill this vision by bringing the development a major leap forward by more fundamental understanding of the mechanisms in order to develop advanced materials, efficient construction techniques and new design concepts combined with more environmentally friendly material production.

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Studienbeginn vor 60 Jahren!

Absolventen vom Immajahrgang 1949 trafen sich zur 60jährigen Immatrikulationsfeier

Sie haben in Dresden Bauingenieurwesen studiert – und sich in schweren Zeiten eingeschrieben: Der Immatrikulationsjahrgang 1949 der damaligen Technischen Hochschule Dresden, aus der die TU Dresden hervorgegangen ist, trifft sich jetzt eine Woche lang am alten Studienort. Heute waren sie zu Gast im Beyer-Bau, wo sie vor 60 Jahren die meisten Vorlesungen und Übungen zu absolvieren hatten – unter anderem beim Namensgeber des Hauses, Prof. Kurt Beyer. “Er hat uns die Statik gelehrt und auch die Prüfungen abgenommen. Das war hart, aber fair, und wir sind heute noch stolz darauf, seine Studenten gewesen zu sein!” sagt Prof. Günter Schümberg, der die Wiedersehensfeier organisiert hatte.

Der Dekan der Fakultät Bauingenieurwesen, Prof. Rainer Schach, begrüßte die Truppe der Bauingenieure, die 1954 mit insgesamt 82 Kommilitonen das Studium als Dipl.-Ing. abgeschlossen hatte. Er zeichnete die neuere Entwicklung der Fakulät auf, die als eine der kleineren der TU Dresden dennoch eine gut aufgestellte sei – und mit dem beibehaltenen Abschluss Diplom-Ingenieur bundesweit Beachtung findet. Silvio Weiland, Geschäftsführer des Deutschen Zentrums Textilbeton und des Markenverbandes TUDALIT berichtete von der erfolgreichen Forschung des hauptsächlich an der Fakultät Bauingenieurwesen installierten Sonderforschungsbereichs 528 der DFG zum Textilbeton – und wie die Grundlagenforschung jetzt erfolgreich in das normale Wirtschaftsleben überführt wird. Dr.-Ing. Uwe Reuter vom Fakultätsrechenzentrum stellte neue Entwicklungen im medial begleiteten Lernen vor – da eröffnen sich, einmal konsequent durchdacht und angewandt, viele bislang ungeahnte Möglichkeiten. Vieles ist noch im Erprobungsstadium, aber noch mehr geht bereits – auch Dank vorangegangener Forschung an der Fakultät.

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Die Zukunft macht Halt in Dresden

Dresden Hauptbahnhof: Expedition Zukunft

Zwölf Packwagen der Bahn haben sich in fünf Monaten zu sehr abgefahrenen Zukunftsräumen gewandelt: Als “Expedition Zukunft” tourt der “Science Express” durch die Lande (wir berichteten). Der Zug ist 333 Meter lang (inklusive zwei Lokomotiven) und lädt Neugierige auf eine ganz eigene Forschungsexpedition ein: Wissenschaft kennen zu lernen – und zu erahnen, was sich abspielt in unseren Universitäten und den anderen Forschungseinrichtungen, die die Forschungslandschaft Deutschland ausmachen. Seit heute hält der Zug auf dem Gleis 14 im Dresdner Hauptbahnhof – bis Samstag noch kann man tagsüber durchschlendern und wird garantiert schlauer herauskommen als man reingegangen ist.
Zur Begrüßung des Science Express war hochkarätige Prominenz auf den Bahnsteig gekommen: Es sprachen Dirk Hilbert (Erster Bürgermeister Landeshauptstadt Dresden, Beigeordneter für Wirtschaft), Prof. Roland Wöller (Kultusminister Sachsen), Dr. Dietrich Nelle (Leiter der Projektgruppe Wissenschaftsjahr 2009, Bundesministerium für Bildung und Forschung), Prof. Dr. Dr. Bernhard Müller (Wissenschaftlicher Vizepräsident der Leibnitz Gemeinschaft, Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung, Dresden), Prof. Hermann Kokenge (Rektor der TU Dresden), Prof. Wieland B. Huttner (Max-PIanck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik) und Bernd Haberkorn (Leiter Siemens Niederlassung Dresden). Ob’s am Bahnsteig oder am zukunftsweisenden Zug nebenan lag: trotz der vielen Redner war es kurzweilig! Schönstes Zitat: Die Expedition, die Christoph Kolumbus statt nach Indien nach Amerika brachte, sei nach heutigen Kritierien als misslungen zu betrachten – weswegen heutzutage in so einem Fall die Forschungsgelder zurückgezahlt werden müssten. Augenzwinkernd vorgetragen war klar: Forschung ist ergebnisoffen – muss es sein, denn Forschung kennt zwar ein Ziel, kann aber auch auf dem Weg der Neugierde ganz woanders hinkommen.
Dass in Dresden dieser Weg der Erkenntnis mit Freuden und nicht erst in jüngster Zeit beschritten wird, konnte man den Grußworten von Rekor Prof. Kokenge entnehmen: “Biologische Vielfalt”, über die man in dieser Woche so viel in Dresden hören kann, sei hier nämlich ein schon lange gepflegtes Thema: “Der Forstbotanische Garten Tharandt kann auf eine knapp 200-jährige Geschichte zurückblicken, er ist der älteste der Welt und beherbergt auf 33 Hektar fast 2000 Arten. Der Botanische Garten, nahe des Dresdner Stadtzentrums, in dem rund 10.000 Pflanzenarten kultiviert werden, existiert seit 1820″ sagte Prof. Kokenge. Neben der Tradition ist aber auch die aktuelle Forschung wichtig – und nicht ganz ohne Stolz konnte der Rektor darauf hinweisen, dass drei Exponate der TU Dresden im Science Express mitreisen: Zum einen stellen Chemiker der TU Dresden ein Forschungsprojekt vor, das sich mit chemischen Substanzen beschäftigt, deren Oberflächen so beschaffen sind, dass ein halbes Fußballfeld in ein Stück Würfelzucker passen würde. In einem zweiten Exponat präsentiert eine Arbeitsgruppe des CRTD, dem DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden, ihre Forschungen zum Beitrag von Stammzellen und neuen Nervenzellen zur Hirngesundheit im Alter. Und nicht zuletzt ist im Wagen 10 des Zuges ein innovativer Baustoff vorgestellt, der an der TU Dresden im Sonderforschungsbereich 528 erforscht wird. “Textilbeton erobert als leichter und flexibler Baustoff neue Einsatzfelder bei Neubauten wie auch bei der Sanierung und ermöglicht ein nachhaltiges und ressourcenschonendes Bauen!” betonte der Rektor.

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Textilbeton im Deutschen Ingenieurblatt

Titel der neuen Ausgabe des Deutschen Ingenieurblatts

“Eine äußerst sinnvolle Ergänzung” ist der Aufmacher-Beitrag im neuen Deutschen Ingenieurblatt betitelt. Dipl-Ing. Silvion Weiland vom Deutschen Zentrum Textilbeton und Prof. Manfred Curbach vom Institut für Massivbau zeigen auf sieben Seiten auf: “Für das Bauen im Bestand wird textilbewehrter Beton immer bedeutungsvoller”. Um Geschmack auf den Beitrag zu machen, den Newsletter-LeserInnen des Deutschen Ingenieurblatts auch als PDF komplett lesen können, hier die Einleitung:

Ersetzt man im Beton den Stahl durch Hochleistungsfasergarne, entsteht textilbewehrter Beton, der neue Verbundwerkstoff, der mittlerweile als äußerst sinnvolle Ergänzung herkömmlicher Baustoffe gilt. Im folgenden Beitrag wird sein Potenzial als Verstärkungssystem für Stahlbetontragwerke herausgearbeitet, das insbesondere beim Bauen im Bestand und bei der Umnutzung bestehender Bauten eine immer wichtigere Rolle spielt.

Textilbeton bietet die Möglichkeit, sehr dünnwandige Bauteile zu planen, die in Kombination mit der sehr guten Formbarkeit textiler Bewehrungen eine völlig neue Anwendung des Baustoffes Beton darstellen und die Planungsfreiheit von Architekten und Ingenieuren enorm erweitern. Außerdem können sie mit dünnen Schichten aus textilbewehrtem Beton die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Stahlbetonbauteilen deutlich erhöhen.

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TV-Tipp: Neue Baumaterialien

Silvio Weiland vom Deutschen Zentrum Textilbeton im Gespräch mit Einfach-genial-Moderatorin Ulrike Nitzschke

Am Dienstag um 19.50 Uhr (und mit etlichen Widerholungen, siehe Auflistung) steht die mdr-Reihe “Einfach genial” unter dem Motto “Neue Baumaterialien”. Von Trockenbauplatten mit Lehmputz über Häuser aus Papier und Leichtbauelemente zum Zusammenstecken bis zu Glasflächen aus Fotoverbundglas reicht das Spektrum vorgestellter Erfindungen. Ulrike Nitzschke führt durch die Sendung – und auch in der Moderation geht es um einen neuen Baustoff: der im Sonderforschungsbereich 528 erforschte Textilbeton hat das Team begeistert. Gefilmt wurde an verschiedenen Orten der TU Dresden – vor und im Beyer-Bau, in der Textilmaschinenhalle und im Otto-Mohr-Labor.

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Nicht top, aber Spitze!

Die 90er Jahre waren insbesondere durch den Neuaufbau des ostdeutschen Forschungssystems geprägt. Die Etablierungsprozesse dort angesiedelter Hochschulen halten bis heute an – besonders beeindruckend ist dies etwa am Beispiel der TU Dresden, die im ersten Förder-Ranking, das die Jahre 1991 bis 1995 in den Blick nahm, bezogen auf ihr DFG-Bewilligungsvolumen noch auf Platz 35 angesiedelt war und sich seither kontinuierlich auf Rang 18 verbessert hat.

Statement des Präsidenten der Deutschen Forschungsgemeinschaft Professor Dr.-Ing. Matthias Kleiner anlässlich der Vorstellung des “Förder-Ranking 2009” der DFG am 10. September 2009 in Berlin

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Textilbeton in Einfach genial!

Dreharbeiten im Otto-Mohr-Labor

“Einfach genial” heißt eine Sendereihe des mdr, die einen gewissen Kultstatus genießt. Das Team war jetzt zu Filmaufnahmen an der TU Dresden – denn die Sendung am 15. September wird von hier aus moderiert. Das Thema, das sich durch die Sendung zieht: Textilbeton.

Silvio Weiland, Geschäftsführer des Deutschen Zentrums Textilbeton, beantwortete die Fragen der Moderatorin Ulrike Nitzschke an den diversen Stationen. Gedreht wurde auf der Wiese hinterm Beyer-Bau – an der allerersten Brücke aus Textilbeton, quasi der Nullnummer vor der offiziellen Nummer eins: Diese Brücke wurde im Otto-Mohr-Labor auf Herz und Nieren auf ihre Gebrauchstauglichkeit geprüft und hatte diese Prüfung mit Bravour bestanden. Die nach der Prüfung im Einzelfall gebaute Brücke steht in Oschatz auf dem Gelände der Landesgartenschau und erhielt am 5. Juni 2006 in Neapel den “Special Encouragement Award” der “fédération internationale du béton” (fib).

Weitere Moderations- und Informationsszenen wurden natürlich auch an Betonbooten aus Textilbeton draußen auf der Wiese, aber auch im Beyer-Bau (im U-Boot “Gelber Oktober” der Studentinnen und Studenten für die Betonbootregatta 2002) gedreht – denn darüber gab es vor Jahren schon einmal einen einfach genialen Beitrag. Wie die Technik funktioniert, sieht man in Szenen aus der Textilmaschinenhalle und aus dem Otto-Mohr-Labor. Dort entstand auch – im Rahmen der Arbeiten des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereichs 528 zum Textilbeton am Versuchsstand zur Messung des Verhaltens von Dehnkörpern unter Hitzeeinfluss – unser Bild. Es zeigt Silvio Weiland im Gespräch mit der Moderatorin Ulrike Nitzschke sowie – im Vordergrund – Teile des insgesamt achtköpfigen MDR-Teams.

Die Erstsendung dieser Folge von Einfach genial wird im MDR am Dienstag, 15.9. um 19.50 Uhr zu sehen sein. Danach gibt es eine Reihe von Wiederholungen:

• MDR – Mittwoch 16.9., 11.20 Uhr
• 1plus – Freitag 18.9., 21.00 Uhr
• NDR – Samstag 19.9, 17.30 Uhr
• NDR – Sonntag 20.9., 07.30 Uhr
• RBB – Sonntag 20.9., 13.35 Uhr
• MDR – Montag 21.9., 06.00 Uhr
• 1plus – Montag 21.9., 10.00 Uhr
• 1plus – Dienstag 22.9., 06.00 Uhr
• 1plus – Mittwoch 23.9., 03.00 Uhr
• 1plus – Donnerstag 24.9., 00.00 Uhr

Außerdem ist die Sendung ab dem 15.9. eine Woche lang online abrufbar in der MDR-Mediathek.

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Textilbeton als zukunftsträchtiger Baustoff im Science Express

Textilbeton im Zukunftszug: TUDALIT-Exponate in Wagen 10

Wenn der Science Express auf seiner Tour durch Deutschland vom 17. bis 19. September in Dresden Halt macht, haben Exponate aus TUDALIT ein Heimspiel: Das Deutsche Zentrum Textilbeton hat sie zur Verfügung gestellt – und nun tourt es in Wagen zehn in sieben Monaten durch 60 Städte. “Hightech verändert den Bau” heißt es auf dem Infotext zur Vitrine – bei Neubauten wie bei der Sanierung. Textilbeton erobert als leichter und flexibler Baustoff neue Einsatzfelder und ermöglicht ein nachhaltiges und ressourcenschonendes Bauen. Im Wagen 10 des Ausstellungszuges ist der innovative Baustoff zu sehen, der an der TU Dresden im Sonderforschungsbereich 528 erforscht wird.

Der Ausstellungszug “Expedition Zukunft” ist ein Höhepunkt im Jahr der Wissenschaft. Die “Expedition Zukunft” wurde von einem Projektteam der Max-Planck-Gesellschaft konzipiert und realisiert. Sie wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und wird von vielen Universitäten, der Fraunhofer-Gesellschaft, der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren, der Leibniz-Gemeinschaft, der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie Unternehmen unterstützt. In dem umgebauten Zug wird in 12 Waggons nach Themen geordnet ein Ausblick in die Zukunft gegeben – in die Entwicklung von Wissenschaft und Technik, in neue Technologien und zukünftige Materialien, die unser Umfeld gestalten werden. In Dresden wird der Zug auf Gleis 14 im Hauptbahnhof stehen, und zwar am 17. und 18. September von 9 – 17 Uhr und am 19. September von 10 – 18 Uhr. Der Eintritt ist kostenlos.

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Ausgewählter Ort im Land der Ideen: Spot an für Textilbeton

Ein Ort der Idee: SFB 528 Textilbeton. Im Bild: Prof. Manfred Curbach (Sprecher SFB 528), Friedbert Damm (Deutsche Bank), Dr. Eva-Maria Stange (Wissenschaftsministerin Sachsen), Prof. Jörg Weber (Prorektor TU Dresden).

Heute stand der an der Technischen Universität Dresden entwickelte “Textilbeton” im Rampenlicht Deutschlands. Für seine einzigartige Werkstoffinnovation wurde der Sonderforschungsbereich 528 an der TU Dresden von Friedbert Damm, Deutsche Bank Dresden, als “Ausgewählter Ort” im Land der Ideen ausgezeichnet. Der SFB 528 “Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung” ist damit einer der Preisträger des bundesweit ausgetragenen Innovationswettbewerbs “365 Orte im Land der Ideen”.

Anlässlich der Preisverleihung betonte Friedbert Damm: “Bei Beton denken die meisten an starre Einheitsbauten. Wie kreativ und abwechslungsreich man aber in Zukunft mit Beton bauen kann, führen die Wissenschaftler der TU Dresden vor. Der hier entwickelte neuartige Textilbeton macht es durch flexible textile Hochleistungsfasern die mit Beton kombiniert werden möglich, stabiler und gleichzeitig origineller zu bauen. Soviel Innovation ist beispielhaft für Deutschland und kommt uns allen zugute!”

Prof. Manfred Curbach, Sprecher des SFB 528, freut sich über die Auszeichnung: “Wir sind sehr stolz, ein ausgewählter Ort im Land der Ideen zu sein”. Es sei kein Zufall, dass immer wieder mal eine wissenschaftliche Einrichtung als ein Ort im Land der Ideen ausgezeichnet werde, meinte Prof. Curbach: “Ohne Neugier, ohne Experimentieren, ohne Mut, Kreativität und Lust auf Neues würde nämlich Wissenschaft und Forschung nicht funktionieren.”

Nach der Preisverleihung fand ein wichtiger Schritt einer anderen guten Idee statt: Auf der Wiese hinter dem Beyer-Bau entsteht als interdisziplinäres studentisches Projekt ein “Spiel_Ort” – aus Textilbeton gestalten Studentinnen und Studenten des Bauingenieurwesens, der Architektur und anderer Fachbereiche einen Ort der Kommunikation. Das erste von insgesamt 500 Elementen wurde – mit tatkräftiger Unterstützung von Kindern und drei MediClowns – feierlich enthüllt.

Im Anschluss an die Preisverleihung gaben die Bauingenieure im Rahmen der Langen Nacht der Wissenschaft Einblicke in die Faszination Bauen – mit kurzen Vorlesungen, Experimenten und Laborführungen.

Hintergrund

Aus mehr als 2.000 eingereichten Bewerbungen wurde der “Textilbeton” von einer unabhängigen Jury 2009 als Botschafter für das Land der Ideen ausgewählt. Die Veranstaltungsreihe wird bereits im vierten Jahr gemeinsam von der Deutschen Bank und der Standortinitiative “Deutschland ? Land der Ideen” unter der Schirmherrschaft von Bundespräsident Horst Köhler durchgeführt. “Mit Kreativität, Know How und Leidenschaft bilden die “Ausgewählten Orte” 2009 das ideenreiche Rückgrat, das Deutschland zum Land der Ideen macht. Jeden Tag sehen wir wie durch das enorme Potential, das hier in der Region steckt, das bundesweite Netzwerk an Ideen wächst”, begründet Friedbert Damm das Engagement der Deutschen Bank.

Bildergalerie

Bilder beider Veranstaltungen in einer Galerie

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