O documento discute o uso de armaduras de aço inoxidável em estruturas de concreto para estender sua vida útil. Ele explica que o aço inoxidável forma uma camada protetora que impede a corrosão das armaduras, ao contrário do aço carbono convencional. Também descreve os principais tipos de aços inoxidáveis e suas características em relação à resistência à corrosão.

1. Iº Encontro Luso-Brasileiro de Degradação em Estruturas de Concreto Armado
Salvador, Bahia, Brasil, 06 a 09 de agosto de 2014 86
Extensão da vida útil de estruturas de concreto com
uso de armaduras de aço inoxidável
MOREIRA, A.R.a*
; ZEHBOUR, P.a
; ARAUJO, A.a
a
Instituto de Pesquisas Tecnológias - IPT, Laboratório de Corrosão e Proteção –
LCP/CTMM, CEP 05508-901, São Paulo, Brasil
* anna@ipt.br
Resumo
A durabilidade das estruturas de concreto brasileiras é função quase exclusiva da especificação de um
concreto de qualidade e de uma adequada espessura de cobrimento das armaduras. Entretanto, outras
medidas podem ser tomadas para garantir e/ou estender a vida útil. Dentre elas, destaca-se o uso de
armaduras de aço inoxidável. Normalmente, usam-se vergalhões de aço inoxidável somente nos
elementos críticos da estrutura, expostos a condições bastante agressivas. Atualmente, está sendo muito
utilizado o aço inoxidável lean dúplex, que apresenta menor custo. No Brasil, não só esta técnica de
proteção como outras tecnologias já consagradas são muito pouco conhecidas. O presente artigo visa
justamente contribuir para o conhecimento da técnica.
Palavras-chave: armadura, aço inoxidável, lean dúplex, estruturas de concreto, corrosão.
Service life extension of concrete structures using
stainless steel as reinforcement
Abstract
The durability of Brazilian concrete structures is almost exclusively related to their
specification: concrete’s quality and adequate concrete thickness covering the reinforcement.
However, other measures can be taken to secure and/or to extend the structures’ service life.
Among them, we highlight the use of stainless steel rebars. Stainless steel rebars are typically
used in critical elements of the structure that are exposed to aggressive conditions. Currently, it
is being very used the lean duplex stainless steel type, which has lower cost. In Brazil, not only

2. 87
this technique but also others already established are very little known. This article aims
precisely at contributing to the knowledge of the mentioned technique.
Keywords: rebar, stainless steel, lean duplex, concrete structures, corrosion.
1 Introdução
De uma maneira geral, as barras de aço-carbono de um concreto armado reagem com o
oxigênio presente na água, o que leva a formação, sobre sua superfície, de uma fina camada de
óxido passivo que protege a estrutura contra a continuidade do processo corrosivo. Para que
esta proteção seja efetiva, o pH do meio precisa ser mantido em valor elevado (superior a 12) e
o concreto não deve estar contaminado, especialmente com íons cloreto.
A deterioração do concreto armado pode ocorrer por fatores físicos, mecânicos ou químicos e,
ainda, ser induzida por fatores internos e externos da estrutura de concreto. Entre os processos
de deterioração, a corrosão das armaduras de aço-carbono por íons cloreto é a principal
ameaça para a durabilidade de estruturas de concreto expostas a ambientes marinhos e
costeiros. Quando íons cloreto penetram no concreto e atingem a armadura em uma
concentração superior ao nível crítico, a camada passiva é destruída e um processo de corrosão
é estabelecido [1, 2]. O teor de cloreto total determinado no concreto é, em geral, comparado
com teores críticos estabelecidos em normas técnicas. Como uma das normalizações de
referência cita-se a norma brasileira NBR 12655, a qual estabelece para concreto armado em
ambiente com cloretos o teor de íons cloreto totais máximos de 0,15 %, em relação à massa do
cimento [3]. A norma NBR 6118 não estabelece um teor máximo de cloreto, sendo que a única
consideração quanto a cloreto está no item 7.4.4 que descreve que não é permitido o uso de
aditivos contendo cloreto na composição de concreto armado ou protendido [4]. No entanto,
nota-se que, na prática, o processo de corrosão por íons cloreto pode ocorrer em valores
inferiores à limites normalizados, o que se deve à ação de diferentes variáveis, em destaque a
relação Cl-/OH- na solução aquosa de poros. Por isso, os teores de cloreto apresentados em
normalização devem ser vistos com critério. Isto porque o processo de corrosão pode ocorrer
em valores diferenciados dos apresentados como limite crítico nas normalizações. Desta
forma, é recomendado analisar o teor de cloreto obtido em conjunto com as características do

3. 88
concreto, com o estado de conservação da estrutura, com as medidas preventivas adotadas
para sua proteção e, ainda, com o ambiente e o tempo de exposição.
A contínua formação de produtos de corrosão causa uma expansão considerável da estrutura,
com consequente fissuração, lascamento ou delaminação do concreto de cobrimento. A
corrosão induzida por íons cloreto depende dos seguintes fatores: espessura da camada de
passivação do aço-carbono, coeficiente de difusão dos íons cloreto no concreto e concentração
de íons cloreto na superfície do aço-carbono em nível superior ao crítico necessário para que a
corrosão da armadura se inicie [5]. Um segundo tipo de deterioração muito comum é causado
pela carbonatação do concreto [2], a qual ocorre quando o dióxido de carbono (CO2), vindo do
ambiente, reage com os componentes alcalinos do cimento com formação de carbonato de
cálcio (CaCO3). Como consequência, tem-se uma diminuição do pH da fase aquosa dos poros
do concreto, passando este de valores muito alcalinos (superiores a 12) para valores até
inferiores a 8. Se a carbonatação do concreto atingir a superfície do aço-carbono, a camada
passiva pode ser destruída [6]. De qualquer maneira, independentemente da causa da
deterioração da estrutura de concreto armado, as perdas econômicas geradas para garantia da
integridade estrutural serão significativas.
Uma forma eficaz de mitigar a corrosão das barras de reforço de uma estrutura de concreto
armado seria a substituição do aço-carbono, convencionalmente utilizado, por aço inoxidável.
Neste sentido, enquanto no exterior o aço inoxidável tem sido utilizado em construções de
elevada responsabilidade, para as quais é requerida uma vida útil elevada, no Brasil não só esta
técnica de proteção contra corrosão como também outras tecnologias já consagradas são
muito pouco conhecidas. Assim sendo, o presente artigo tem justamente o objetivo de
contribuir para o conhecimento da aplicação de armaduras de aço inoxidável.
2 Aços inoxidáveis
Os aços inoxidáveis são ligas que contêm predominantemente ferro (Fe) e uma porcentagem
de cromo (Cr) não inferior a 12 %. Além do Cr, outros elementos também podem ser
introduzidos sempre que se pretender melhorar suas características, tanto do ponto de vista de
resistência à corrosão, como das propriedades mecânicas [7].

4. 89
Os aços inoxidáveis distinguem-se dos aços-carbono e dos aços baixa liga, principalmente, pelo
seu comportamento frente à corrosão, pois em ambientes oxidantes, ocorre formação de uma
camada passiva de óxidos de Cr de natureza contínua, insolúvel e não porosa. Esta camada
protege o metal da ação do ambiente agressivo, tornando o aço resistente à corrosão. A
camada, filme ou película passiva é fundamental aos aços inoxidáveis para manter a resistência
à corrosão, sendo sua formação e integridade função de inúmeras variáveis provenientes do
meio de exposição, da composição química e dos fatores metalúrgicos característicos de cada
tipo de aço inoxidável. O grau de proteção proporcionado pela camada passiva é também
dependente da espessura da camada, de sua continuidade, da aderência ao substrato e das
velocidades de difusão iônica e eletrônica através do óxido [8]. No entanto, caso as condições
de exposição sejam alteradas, pode-se desestabilizar a homogeneidade da camada o que pode
provocar a degradação, primeiro da própria camada e segundo do metal, decorrente de sua
corrosão [7].
Os principais elementos de liga que normalmente são adicionados visando à melhora da
resistência à corrosão são: Cr, molibdênio (Mo), nitrogênio (N), níquel (Ni) e manganês (Mn).
O Cr é elemento essencial para a formação da camada passiva, devendo estar presente em um
teor mínimo de 12 %. Com a associação de Cr e Mo, tem-se uma estabilização da camada
passiva, mesmo na presença de íons cloreto [7]. Além disso, o Mo determina uma melhora na
resistência à corrosão por pite. Um dos mecanismos propostos para tal diz que a corrosão
acarreta na formação de molibdatos e estes, por sua vez, adsorvem-se na superfície do metal
favorecendo a repassivação do pite. Outro mecanismo proposto dita que o Mo substitui o Fe e
o Cr nos óxidos que compõem a camada de passivação, tornando o filme mais resistente [9]. O
efeito do Mo torna-se ainda mais significativo na presença de N. Acredita-se que há um efeito
sinérgico entre os dois elementos, o que torna os aços inoxidáveis formulados com Mo e N
muito mais resistentes à corrosão por pite. O Ni determina um ganho na resistência à
corrosão, além de proporcionar uma melhora na tenacidade e uma redução da dureza do
material. O Mn, quando presente em pequenas proporções, potencializa as funções do Ni [7].
Os aços inoxidáveis austeníticos contêm em sua matriz uma porcentagem de Cr mínima de
16 %, de Ni mínima de 8 % e um teor de carbono (C) variando entre 0,02 % e 0,15 %. Outros
elementos de liga podem ainda estar presentes. Suas principais características são: não serem
ferromagnéticos, possuírem baixo limite de escoamento em relação aos martensíticos e

5. 90
apresentarem alta ductilidade [7]. Em relação à resistência à corrosão por pite, os aços
inoxidáveis austeníticos são significativamente afetados por parâmetros metalúrgicos como:
trabalho a frio, composição, presença de inclusões e de precipitações secundárias, tratamento
térmico, tamanho de grão e sensitização. As características do meio (pH, temperatura,
concentração, velocidade, etc.) e do filme passivo (condutividade, estrutura, composição,
capacitância, etc.) são variáveis que também influenciam a resistência à corrosão deste tipo de
aço [10].
Os aços inoxidáveis martensíticos constituem o principal grupo de aços que podem ser
endurecidos por tratamento térmico. Em geral, a maioria destes aços contém no máximo 14 %
de Cr e uma quantidade de C suficiente para promover o endurecimento. A resistência à
corrosão dos aços inoxidáveis martensíticos está intimamente ligada à relação C/Cr (% m/m),
uma vez que o C reage com o Cr formando carbonetos, fato que determina a diminuição do Cr
na matriz e, consequentemente, interfere na formação do filme passivo de óxido [7, 8]. Já a
redução de C impacta na temperabilidade, que por sua vez dá origem à martensita. A adição de
elementos como N, Ni e Mo melhora a tenacidade e a resistência à corrosão destes aços [7,
10].
A microestrutura dos aços inoxidáveis ferríticos é constituída de ferrita, solução sólida de C em
Feα, com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado. Os teores de Cr podem variar entre
14,5 % e 27 % e suas principais características são: ferromagnéticos, alto limite de escoamento
e baixa ductilidade. A resistência à corrosão dos aços inoxidáveis ferríticos é superior à
oferecida pelos aços martensíticos, sendo sua maior vantagem a alta resistência à corrosão sob
tensão apresentada em meios contendo íons cloretos [7, 12].
Os aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação são aços que podem ser endurecidos por
tratamento térmico. As melhores propriedades mecânicas são atingidas após o envelhecimento
das ligas termicamente tratadas [8]. Estes aços são subdivididos em martensíticos e
semiausteníticos, tendo como propulsão do seu desenvolvimento a necessidade de alta
resistência mecânica, melhor resistência à corrosão e maior soldabilidade. O teor de Cr deste
tipo de aço está em torno de 13 % [7].
Os aços inoxidáveis dúplex são ligas a base de Fe, Cr e Ni e apresentam microestrutura
ferrítico-austenítica a temperatura ambiente. Embora exista predominância das fases ferrítica e
austenítica, microestruturas ferrítico-martensítica e austenítico-martensítica também podem ser

6. 91
encontradas, assim como aços tríplex com microestrutura ferrítico-austenítico-martensítica. O
teor de Cr dos aços dúplex varia entre 21 % e 28 % e o de Ni entre 5 % e 7 %. Estes aços
podem conter outros elementos em pequenas quantidades, tais como: N, Mo, Mn, cobre (Cu),
silício (Si) e tungstênio (W), os quais controlam o equilíbrio microestrutural e melhoram a
resistência à corrosão. A maioria das ligas dúplex contém teor de C inferior a 0,08 % [13]. Em
meios contendo íons cloreto, os aços inoxidáveis dúplex apresentam resistência à corrosão
superior aos aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos, especialmente à corrosão sob tensão, à
corrosão por pite e à corrosão em frestas. Estes aços apresentam, ainda, a vantagem de conter
cerca de 50 % do teor de Ni dos aços austeníticos, o que torna o mercado do dúplex menos
sensível à flutuação do preço do Ni [14].
Historicamente, o primeiro aço inoxidável dúplex foi produzido na Suécia, em 1930, para a
indústria de papel sulfite. A primeira geração de aços dúplex apresentava bom desempenho,
porém com limitações em relação à soldabilidade. Limitação esta que confinou a primeira
geração de aços dúplex a uma estreita gama de aplicações, as quais não necessitavam de solda.
No final da década de 60 e início da década de 70 do século passado, dois fatos impulsionaram
o uso dos aços dúplex: a escassez de Ni fez com que o preço dos aços austeníticos disparasse,
enquanto a indústria de petróleo e gás demandava grande quantidade de aços inoxidáveis e as
técnicas de produção melhoraram drasticamente com a introdução de práticas para a redução
do teor de C por meio de processos VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) e AOD (Argon
Oxygen Decarburization). As técnicas VOD e AOD possibilitaram a produção de aços com baixo
teor de C e com teor de N bastante controlado. A adição de N e a diminuição do teor de C
acarretaram na melhora da resistência à corrosão e em uma estabilidade da estrutura do dúplex
mesmo em temperaturas elevadas. Nos anos 70 do século passado, a introdução do
lingotamento contínuo na produção de aço inoxidável contribuiu para o abaixamento dos
custos de produção e para o aumento da qualidade dos produtos produzidos. No início dos
anos 80 do século passado, uma segunda geração de aços inoxidáveis dúplex surgiu
apresentando uma melhora em relação à soldabilidade, principalmente quando possuíam N na
liga. Neste momento da história, o aço dúplex mais popular era o UNS S31803/S32205, liga
comumente conhecida como dúplex 2205 e com composição química de: 22 % Cr; 5 % Ni;
3 % Mo e 0,16 % N. O aço inoxidável dúplex UNS S32205 apresenta resistência à corrosão
superior aos aços inoxidáveis austeníticos AISI 304, AISI 316 e AISI 317. No entanto, apesar
de ser uma excelente alternativa técnica, para algumas aplicações não se constituiu em uma

7. 92
alternativa economicamente viável. Apesar disso, o grande sucesso da liga UNS S32205 levou
ao desenvolvimento de uma família de ligas dúplex, sendo esta constituída por quatro grupos
[15]:
 aços lean dúplex: baixos teores de Ni e Mo permitiram uma grande redução de custo e,
consequente, ampliação das potenciais áreas de utilização. Eles possuem resistência
mecânica equivalente à dos aços dúplex convencionais, mas menor resistência à corrosão
localizada. Em relação à resistência à corrosão apresentada pelos aços austeníticos mais
largamente utilizados (AISI 304 e AISI 316), tem-se que são comparáveis [16];
 tipo UNS 32205: responsável por 80 % do aço inoxidável dúplex consumido pelo mercado
mundial;
 ligas com 25 % de Cr: como por exemplo as ligas UNS S 32550 (comercialmente
conhecida como 255) e UNS S31260 (comercialmente conhecida como DP-3);
 ligas super-dúplex: (25 a 26) % de Cr e teores elevados de Mo e N. Como exemplo, citam-
se as ligas UNS S32507 (comercialmente conhecida como 2507), UNS S32760
(comercialmente conhecida como Zeron 100), UNS S32520 (comercialmente conhecida
como UR52N+) e UNS S39274 (comercialmente conhecida como DP-3W).
Hoje, os aços inoxidáveis dúplex representam 1 % dos aços inoxidáveis comercializados no
mercado mundial, sendo seu uso vasto nas indústrias de petróleo e gás, nas indústrias químicas
e na indústria da construção civil [15].
Em termos estruturais, para a indústria da construção civil, são dois os tipos de aços
inoxidáveis de real interesse: aços inoxidáveis austeníticos e aços inoxidáveis dúplex [1, 17, 18].
3 Aços inoxidáveis na construção civil
O uso do aço inoxidável em armaduras de concreto teve início com o austenítico AISI 304.
Um grande exemplo é o píer Progreso (Figura 1), o qual possui 6 km de extensão e está
localizado no Golfo do México, na Península de Yucatán, ambiente de alta agressividade (grau
5 segundo a norma ISO 9223) [19]. O píer foi construído por uma empresa dinamarquesa,
Christiani & Nielsen, utilizando armaduras de aço inoxidável AISI 304. A obra foi iniciada em
1937 e finalizada em 1941. Cabe salientar que na época da construção, em virtude de ser

8. 93
impossível a obtenção de água fresca, a água utilizada no preparo da mistura de concreto foi
água salobra. Após aproximadamente 60 anos sem a realização de nenhuma manutenção, não
havia sinal visível de deterioração [20].
Figura 1 – Vista do píer Progreso.
Não há dúvidas quanto à importância histórica do aço inoxidável austenítico AISI 304 na
construção civil; no entanto, a utilização de aços inoxidáveis dúplex vem crescendo
gradualmente [20, 21]. Como exemplo de construção que utilizou barras de aço inoxidável
dúplex, tem-se a ponte Haynes Slough na cidade de North Bend, estado de Oregon/Estados
Unidos. Ela foi construída utilizando o aço inoxidável dúplex UNS S32205 (Figura 2a). A obra
foi finalizada em 2003 e espera-se, para ela, uma vida útil superior a 120 anos sem a realização
de qualquer manutenção periódica. Isto representa uma vida útil 2,5 vezes superior à
apresentada por uma ponte construída na mesma região na década de 40 e a qual utilizou
armaduras convencionais de aço-carbono (Figura 2b). Cabe salientar que o ambiente de
exposição é marinho severo. O custo total da obra finalizada em 2003 foi de US$12,5 milhões
e o custo das barras de aço inoxidável representou 13 % deste valor. O acréscimo no custo se
torna desprezível quando comparado ao custo necessário para a construção de uma nova
ponte a cada 50 anos [16] ou quando comparado aos custos operacionais somados aos de
manutenções e de reposições necessárias ao longo da vida útil da estrutura [20]. Cabe ainda
salientar:
 o aumento do custo de construção, no caso de se optar por armaduras em aço inoxidável,
pode variar de 1 % a 15 % do valor da obra, dependendo da complexidade da estrutura
[22];
 a opção por concreto armado com barras de aço-carbono, implica em manutenção
periódica [16] a cada 18 anos a 23 anos [22];

9. 94
 a diminuição da necessidade de manutenção traz, como resultado, sustentabilidade ao
projeto [20], assim como diminuição da espessura de concreto necessária no recobrimento
da armadura (50 mm para barras de aço-carbono e 30 mm para barras de aço inoxidável)
[20];
 o desenvolvimento das ligas lean dúplex proporcionou uma maior variedade de opções e
aliou menor impacto econômico [17, 23].
(a) Haynes Slough Bridge – construção finalizada em
2003 (armaduras de aço inoxidável dúplex e
expectativa de vida superior a 120 anos) [20]
(b) Conde McCullough Memorial Bridge – construção
finalizada em 1941 (armaduras de aço-carbono e
expectativa de vida de 50 anos) [22]
Figura 2 – Pontes construídas na cidade de North Bend, estado de Oregon/Estados Unidos, em
épocas diferentes.
O uso de barras de aço inoxidável é recomendado quando o local de instalação é de alta
agressividade (zonas de arrebentação de ondas e locais onde a probabilidade de ataque por íons
cloreto é alta) [16, 20]. Nestes casos, seu uso aumenta a durabilidade da estrutura, aliando
resistência à corrosão a excelentes propriedades mecânicas [20].
De uma maneira geral, o uso de barras de aço inoxidável em concreto armado de estruturas
litorâneas está em ascensão. Isto é mais evidente em regiões litorâneas dos Estados Unidos,
Canadá e Europa [16]. Os exemplos mais frequentes de utilização são: pontes e túneis (Figuras
1 e 2), píeres e portos (Figura 3), muros de contenção, parapeitos, prédios e em projetos de
restauração (Figuras 4 e 5), instalados em locais vulneráveis a ocorrência de falha prematura de
estruturas de concreto armado com barras de aço-carbono [22].

10. 95
Figura 3 – Novo terminal de Port Botany, em Botany Bay, Sydney/Austrália, com áreas críticas (sujeitas à
imersão e a zonas de respingo de cloretos) construídas em aço inoxidável lean dúplex UNS 32304, em
susbtituição ao AISI 316 L inicialmente especificado em projeto. Causa da susbtituição: redução de
custos.
Figura 4 – Restauração parcial do piso da arena do Coliseu com barras de aço inoxidável AISI 304L.
Obra supervisionada pela Superintendência Arqueológica de Roma.
Figura 5 – Reforço da estrutura da igreja Santa Maria degli Amalfitani (Bari/Itália), realizado com barras
de aço inoxidável AISI 316 devido à elevada agressividade local (presença de sais marinhos no chão e
na composição química da rocha).
A grande maioria das literaturas consultadas afirma não haver risco de ocorrência de corrosão
galvânica entre as barras de aço-carbono e as de aço inoxidável dúplex. Assim sendo, em

11. 96
estruturas sujeitas a diferentes condições de agressividade, poderiam ser utilizadas barras de
aço-carbono nas regiões de menor risco de corrosão e, nas de maior risco, barras de aço
inoxidável. As únicas literaturas que afirmam haver corrosão [24, 25], dizem que a taxa de
corrosão é inferior à verificada para o contato de barras de aço-carbono no estado passivo com
barras de aço-carbono no estado ativo de corrosão. Klinghoffer [25] afirma ainda que a
corrente galvânica estabelecida entre barras de aço-carbono e de aço inoxidável é
aproximadamente 15 vezes menor do que a verificada para barras de aço-carbono em contato,
estando uma no estado passivo e a outra no estado ativo.
O objetivo principal do uso de armaduras de aço inoxidável é, então, estender a vida útil das
estruturas, reduzir os períodos de intervenções de manutenções corretivas e,
consequentemente, reduzir os períodos de inatividade por elas causados. Sabendo-se que os
aços inoxidáveis podem conferir elevada proteção contra corrosão, seria importante conhecer a
fundo suas vantagens e limitações.
4 Construção civil brasileira – necessidade de novas tecnologias
Atualmente, a durabilidade das estruturas de concreto brasileiras é baseada, principalmente, na
especificação de um concreto de qualidade e em uma adequada espessura de cobrimento das
armaduras. Entretanto, medidas adicionais de proteção contra corrosão poderiam ser tomadas,
dentre as quais se destaca o uso de armaduras de aço inoxidável.
No Brasil, há poucos estudos de corrosão do aço inoxidável em concreto, enquanto no
exterior, além do avançado conhecimento, este metal já é amplamente utilizado como
armadura de reforço em estruturas de concreto. A defasagem brasileira na aplicação de
tecnologias já consagradas é muito séria, visto que até países que não possuem centros de
pesquisa como a Guatemala, já estão aplicando, por exemplo, proteção catódica em píeres de
concreto armado. No entanto, para seu uso em nosso país, é aconselhável que este seja
precedido de um estudo aprofundado. Para isso, o Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT
está se propondo a estudar o desempenho de armaduras de aço inoxidável em concreto e
conhecer a fundo suas vantagens e limitações. O projeto “Avaliação do desempenho de
armaduras de aço inoxidável em concreto em comparação a armaduras convencionais de aço-
carbono” terá três anos de duração e pretende estudar os aços inoxidáveis UNS 32205 (dúplex
clássico), UNS 32304 (lean dúplex, menor teor de Mo), UNS S32202 (lean dúplex, menores

12. 97
teores de Ni e Mo) e aço inoxidável austenítico AISI 304, em comparação ao aço-carbono
tradicionalmente utilizado em nosso país para a finalidade apresentada. O projeto visa dar
subsídio ao mercado para a elaboração de projetos de edificações que requeiram alto
desempenho, ou seja, que apresentem expectativa de vida útil superior a 100 anos, com custo
adicional inferior a 15 % do valor da obra.
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