第二章气硬性胶凝材料

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第二章-气硬性胶凝材料

二、建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：
CaSO4·0.5H2O + 1.5 H2O = CaSO4·2H2O
建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：
建筑石膏+水
浆体
凝结
硬化
建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；
硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。
石灰的品种
按石灰中的氧化镁含量的高低分
生石灰
钙质石灰镁质石灰
MgO≤5% MgO＞5%
按成品的加工方法分
块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉(熟石灰粉) 、石灰膏、石灰乳等。
三、石灰的技术性质
石灰的质量等级
建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教材p49。
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。
水硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强度。通称为“水泥”。
§2－1 石灰
§2－1 石灰
（
）、（
）、（
）、（
种。
）、）五
8.建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉按照其主
要活性指标（
）的含量划分为（
）、
（
）和（
）三个质量等级。
答案：
7. （块状生石灰）、（生石灰粉）、（消石灰粉）、（石灰膏）、（石灰浆）

02气硬性胶凝材料_土木工程材料

2 气硬性胶凝材料 – 2.1 建筑石灰
石灰的应用
工程案例某工地因工期紧，急需配置石灰砂浆。现建材市场有消石灰粉、
生石灰粉和生石灰三种可供选择。因生石灰价格相对便宜，工地选择了生石灰作为原材料，买回后立刻加水进行配置石灰膏，再配置成石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝。试分析其原因。
钠水玻璃： Na2O•nSiO2 (常用) 钾水玻璃： K2O•nSiO2 水玻璃的模数：分子式中SiO2 与Na2O分子数比n。水玻璃的模数越大，越难溶于水。
2 气硬性胶凝材料 – 2.3 水玻璃
水玻璃的硬化和性质
➢ 水玻璃的硬化
液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定
型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：
将液态水玻璃和氯化钙溶液交替注入土壤中，两者反应析出硅酸胶体，能起胶结和填充孔隙的作用，并可阻止水分的渗透，提高土壤密度和强度。
2 气硬性胶凝材料 – 2.1 建筑石灰
➢ 石灰的品种按成品的加工方法分 1. 生石灰：石灰石煅烧后的块状物 CaO 2. 生石灰粉：块状生石灰磨细后的粉末 CaO 3. 消石灰粉：生石灰消化并干燥后的粉末 Ca(OH)2 4. 石灰膏：生石灰充分消化后的膏状物 Ca(OH)2和水
石灰的品种
2 气硬性胶凝材料 – 2.1 建筑石灰
建筑石膏+水
浆体
凝结
硬化
➢初凝：开始失去塑性的时间。 ➢终凝：开始具有强度的时间。
2 气硬性胶凝材料 – 2.2 建筑石膏
➢建筑石膏凝结过程
建筑石膏的凝结与硬化
溶解
反应
结晶
半水石膏溶解
半水石膏与水反应生成二水石膏
二水石膏溶解度较小，饱和析出，游离水分逐渐减少，二水石膏不断增加，浆体稠度增大

《气硬性胶凝材料》课件

压力调节
适当增加压力可以提高胶凝材料的密实度，从而提高其强度和耐久性。
表面处理技术
表面涂层处理
在气硬性胶凝材料表面涂覆一层保护涂层，以提高其耐腐蚀性和抗老化性能。
表面研磨与打蜡
通过表面研磨和打蜡处理，提高气硬性胶凝材料的外观质量和光滑度。
04
气硬性胶凝材料的市场趋势与未来发展
市场现状
气硬性胶凝材料市场保持稳定增长，随着环保意识的提高和技术的不断进步，市场需求持续扩大。
感谢观看
气硬性胶凝材料
目录
• 气硬性胶凝材料的定义与特性 • 气硬性胶凝材料的生产工艺 • 气硬性胶凝材料的性能优化 • 气硬性胶凝材料的市场趋势与未来发展 • 气硬性胶凝材料的环境影响与可持续发展
01
气硬性胶凝材料的定义与特性
定义
气硬性胶凝材料是指通过空气中的二氧化碳或水硬性胶凝材料是指通过与水反应来硬化的胶凝材料。与水硬性胶凝材料不同，气硬性胶凝材料不能与水混合使用，只能在干燥的环境中使用。
气硬性胶凝材料在硬化过程中不会释放出大量的热量，因此不会对周围环境造成过大的影响。同时，由于其硬化过程比较缓慢，所以硬化后可以获得较高的抗压强度和耐久性。
特性
硬化过程缓慢
气硬性胶凝材料的硬化过程比较缓慢，需要较长时间才能达到完全硬化的状态。因此，在施工过程中需要耐心等待，避免过早移动或加载。
应用领域
01 02
建筑行业
气硬性胶凝材料在建筑行业中广泛应用于砌筑、抹灰、地面铺设等工程中。由于其硬化后具有较高的抗压强度和耐久性，能够保证建筑物的质量和安全性。
工艺品制作
气硬性胶凝材料也可以用于制作各种工艺品和装饰品。由于其硬化后具有细腻的表面质地和良好的光泽度，能够制作出精美的艺术品。

2气硬性胶凝材料

项
目
(CaO+MgO)含量，％，不小
于
游离水，％
体积安定性
0.9mm筛
筛余，
％不大
细
于
度 0.125
mm筛筛
201余9/8，/27％
不大于
优等品 70
0.4～ 2
合格
0
3
一等品 65 0.4～ 2 合格
0
10
合格品 60 0.4～ 2 -
0.5
15
优等品 65
0.4～ 2
合格
0
3
一等品 60 0.4～ 2 合格
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27
2.2 石膏
表2-5 建筑石膏的分类
类别代号
天然建筑石膏脱硫建筑石膏磷建筑石膏
N
S
P
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28
2.2 石膏
表2-6 建筑石膏的技术要求
细度
凝结时间（min）
2h强度
（0.2mm方孔筛等级筛余）（%）初凝终凝
（MPa）抗折抗压
3.0
≥3.0 ≥6.0
氧化镁含量，％
≤4
4≤MgO<24
24≤MgO<30
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7
2.1 石灰
3.过火石灰的危害及防止：（1）危害：过火石灰熟化很慢，当石灰已经硬化后才开始熟化，并产生体积膨胀，引起隆起鼓包和开裂。（2)防止：
陈伏：石灰浆使用前放置2-3周。
过筛：用小于3mm×3mm的筛网去除。
三、磨细
块状生石灰磨细
2019/8/27
生石灰粉（0.08mm的方孔筛筛余小于30%）
优点：硬化快，强度高缺点：生产和使用成本高

高校高等职业教育《建筑工程材料与检测》教学课件第2章气硬性胶凝材料

2.1.2 石灰的熟化一般情况下，在生石灰熟化过滤时即可筛除块状的欠火石灰，
而过火石灰则难以通过滤网除去，被存留在石灰膏中，使之可能成为石灰工程的质量隐患。
为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使用之前须进行“陈伏”。陈伏是指石灰膏（或石灰乳）在储灰坑中放置2周以上时间，使过火石灰逐渐熟化的过程。其间石灰膏表面应保持一层水分，目的是使其与空气隔绝，以免与空气中的二氧化碳发生碳化反应。
未消化残渣含量（5mm圆孔筛筛余量）（%），≤
5
10 15
5
10 15
CO2含量（%），≤
5
7
9
6
8
10
产浆量（L/kg），≥
2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0
Civil Engineering Materials
建筑生石灰粉的技术指标（JC/T 480-1992）
项目
钙质生石灰粉
镁质生石灰粉
Civil Engineering Materials
2.1.7 工程案例 2. 防治措施
（1）选用熟化充分的石灰配制抹面砂浆。抹面混合砂浆所用的石灰膏熟化“陈伏”时间一般不少于30天，以消除过火石灰后期熟化时的体积膨胀。
（2）淋制石灰膏时，选用孔径不大于3mm×3mm的滤网进行过滤，并防止黏土等杂质混入化灰池和储灰池。
《建筑消石灰粉》（ JC/T481-92）标准规定：MgO≤4%的消石灰粉称为钙质消石灰粉；4%≤MgO＜24%的消石灰粉称为镁质消石灰粉；24%≤MgO＜30%的消石灰粉称为白云石质消石灰粉。
Civil Engineering Materials
2.1.2 石灰的熟化消石灰粉在使用前，一般也需要“陈伏”，如果将生石灰磨细

气硬性胶凝材料介绍(石灰、石膏、水玻璃)

七、石灰的应用
• 配制建筑砂浆和石灰乳 • 配制三合土（石灰＋粘土＋砂）、石灰土（石灰＋粘
土）
• 作为其它建材制品的原料
如：硅酸盐制品、灰砂砖、碳化板等。
• 配制无熟料水泥
石灰＋火山灰活性材料
• 软土地基加固（石灰桩） • 制造静态破碎剂和膨胀剂
第2章气硬性胶凝材料
2.1 石灰( lime)
石灰是使用最早的矿物胶凝材料之一。由于原料分布广泛，生产工艺简单，成本低廉，所以在建筑上历来应用很广。
石灰要点
•化学组成与品种 •制备工艺 •熟化与陈伏 •凝结与硬化 •技术要求 •特性 •应用
第2章气硬性胶凝材料
一、石灰的化学组成与品种
生产石灰的原料：
CaCO3为主要成分的天然岩石。如：石灰石、白垩等。
• 过火石灰
煅烧温度过高或时间过长，部分块状石灰表层会被煅烧成十分致密的釉状物。过火石灰颜色较深，与水反应很慢，石灰硬化后再与水反应发生体积膨胀而引起开裂。
第2章气硬性胶凝材料
3、石灰的陈伏
• 为了避免过火石灰吸水熟化产生膨胀，造成已硬化的砂
浆或制品隆起、开裂等质量事故，生石灰在使用前必须进行彻底的熟化（水化）。
➢ 生石灰水化理论需水量32.1％，但为充分水化，实际加水量为70～100％。
第2章气硬性胶凝材料
2、欠火石灰和过火石灰
煅烧过程中，由于块度、受热状态及煅烧时间的差异，不可避免地存在过火石灰和欠火石灰。
• 欠火石灰
煅烧温度不足或时间不足时，碳酸钙不能完全分解，即生石灰中含有石灰石。欠火石灰不能完全熟化，产浆量低。石灰利用率低。
硬化时大量水分蒸发，导致显著的体积收缩，使硬化石灰体产生裂纹。石灰浆不宜单独使用，施工时常掺入一定量的骨料(砂子) 或纤维材料(麻刀、纸筋等)。

第二章.石灰和水泥

硅酸盐水泥的技术性质
（1）技术性质 ①化学性质：氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量、不溶物 ②物理性质：细度、标准稠度用水量、凝结时间、体积安定性、强度（2）技术标准见课本
2.2.2 硅酸盐水泥石的腐蚀与防治（一）硅酸盐水泥石腐蚀的类型

软水腐蚀
盐类腐蚀
酸类腐蚀强碱腐蚀
1、硫酸盐的腐蚀 1、碳酸腐蚀亦称溶出性侵蚀，雨水、雪水、 4CaO•Al2O3 • 12H2O+3CaSO4+20H2O Ca(OH)2 +CO2 +H2O = CaCO3+2H2O 蒸馏水、工厂冷凝水及含重碳) 2 =3CaO • Al2O3 3 + 6NaOH 3CaO•Al2O• 3CaSO • 31H2O+Ca(OH) CaCO3 + CO2 + H2O4 == CaH(CO3 2 酸盐甚少的河水与湖水等都属 2 水泥杆菌 • Al2O3 + 3Ca(OH) = 3NaO 2、一般酸的腐蚀于软水 2、镁盐的腐蚀 2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O MgSO + + CO 2H O Ca(OH)2Ca(OH)22 =3)22=2CaCO3O 2 2O 2NaOH+Ca(HCO Na2CO3 2 H H2SO44+Ca(OH)+=CaSO4•2H++2HO 2 溶析 = CaSO4 • 2H2O + Mg(OH)2 自动填实
2.1.4.1.石灰的应用

（2）石灰土（灰土）和三合土石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。

第二章气硬性无机胶凝材料

第二章气硬性无机胶凝材料1．在以下胶凝材料中，属于气硬性胶凝材料的为哪一组?Ⅰ．石灰；Ⅱ．石膏；Ⅲ．水泥；Ⅳ．水玻璃(A)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(B)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(C)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ(D)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ[答案] D。

[说明]胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成坚硬固体的物质，并能把散粒的或块状的材料胶结成为一个整体。

水泥属于水硬性无机胶凝材料；石灰、石膏、水玻璃和菱苦土等镁质胶凝材料属于气硬性无机胶凝材料。

各类沥青和各种天然、人造树脂属于有机胶凝材料。

2．调制石膏砂浆所用的熟石膏，是用生石膏在多高温度下煅烧而成的?(A) 150～170℃(B) 190～200℃(C) 400～500℃(D) 750～800℃[答案] A。

[说明]建筑石膏系以生石膏在107～170℃下煅烧至半水石膏而成。

3．调制石膏砂浆时，所采用的熟石膏是下列哪种石膏?(A)建筑石膏(B)地板石膏(C)高强度石膏(D)模型石膏[答案] A。

[说明]建筑石膏常用于配制石膏砂浆，制作建筑艺术配件、建筑装饰等石膏制品，也可做石膏粉刷之用；地板石膏主要用于石膏地面、石膏灰浆和石膏混凝土；高强度石膏供作人造大理石、石膏砖、人造石及粉刷涂料使用；而模型石膏则用作塑像、雕塑、人造石及粉刷等。

4．建筑石膏的使用性能何者不正确?(A)干燥时不开裂(B)耐水性强(C)机械加工方便(D)抗火性能好[答案] B。

[说明]建筑石膏的技术性质：表观密度小、导热性较低、吸声性较强、可钉可锯；硬化速度快、且硬化时不开裂；具有抗火性；具有较强的吸湿性；耐水性和抗冻性都较差。

5．建筑石膏主要技术性能的概念，哪条不正确?(A)白色，比重2.6～2.75(B)耐水性、抗冻性都较差(C)适用于室内装饰、隔热、保温、吸声和防火等(D)适用于65℃以上的环境[答案] D。

[说明]将二水石膏在常压及干燥条件下进行煅烧所得的半水石膏，为β型半水石膏，磨成细粉，即为建筑石膏，密度为2.5～2.8g/cm3。

【材料课件】2 气硬性胶凝材料

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2.2.3 石灰的特性
1. 良好的保水性于氢氧化钙粒子极细(直径约1μm)，数量多，总表
面积大，能吸附水膜而不易失去。利用保水性好的特性拌制石灰砂浆或石灰混合砂浆。
2. 凝结硬化慢、强度低石灰浆碳化在表面形成碳酸钙外壳，碳化作
用难以深入，内部水分又不易蒸发，因此凝结硬化缓慢。硬化后的强度也不高, 1:3 的石灰砂浆28天的抗压强度为 0.2～0.5 MPa。
2.熟化时的现象 (1) 石灰熟化过程中水化热较大，见表2.6 。 (2) 外观体积约增加 1.5~2 倍。
3. 结论生石灰使用前必须熟化。 4.熟化时注意事项为了消除过火石灰的危害，须将石灰在化灰池内放置
两周以上，称为“ 陈伏 ” ；“ 陈伏” 期间石灰膏表面应保持一层水膜，防止其碳化。
3. 耐水性差石灰浆体在潮湿环境中，难以晶体析出，凝结硬化不会
进行。而硬化后的石灰长期受水浸泡，氢氧化钙晶体也会重新溶于水，使硬化的石灰溃散。
4. 硬化后体积收缩大石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引
起毛细管显著的收缩，从而造成了体积极大的收缩。
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2.2.4 石灰的应用
1. 砂浆常用于配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆。 2. 粉刷石灰膏加水拌合，可配制成石灰乳，用于粉刷墙面。 3. 石灰土和三合土石灰土由石灰、粘土组成 , 三合土由石灰粘土和
（2）石膏空心条板以建筑石膏为主要原料，掺加适量填充料或少
量纤维材，加水搅拌、振捣成型、抽芯、脱模、烘干而成, 该板不用纸，不用胶，强度高。可用作内隔墙，安装时不需龙骨。
（3）石膏装饰板石膏装饰板是以建筑石膏为主要原料，掺加少量
纤维增强材料和胶结料，加水搅拌制成。装饰板有平板、多孔板、花纹板、浮雕板等多种。

建筑材料课件第02章--气硬性胶凝材料

第 16页
2.1.4 石灰的应用
品种名称生石灰石灰膏
生石灰粉 (磨细生石灰粉)
消石灰粉
适用范围
配制石灰膏；磨细成生石灰粉
用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆稀释成石灰乳(石灰水)涂料，用于内墙和平顶刷白
用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆
配制无熟料水泥(石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等) 制作硅酸盐制品(如灰砂砖等) 制作碳化制品(如碳化石灰空心板) 用于石灰土(灰土)和三合土
应注意防潮和防碳化
生石灰应贮存在干燥的环境中，要注意防雨防潮，并不宜久存。最好运到工地（或熟化工厂）后立即熟化成石灰浆，将储存期变为陈伏期。
消石灰贮存时应包装密封，以隔绝空气，防止碳化；对石灰膏，应在其上层始终保留2cm以上的水层，以防止其碳化而失效。
注意安全
由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。
水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和发展其强度，如各种水泥。
第 2页
2.1石灰
2.1.1 石灰的生产及分类石灰的来源之一是某些工业副产品。如：
CaC2＋2H2O＝C2H2↑＋Ca（OH）2 生产石灰的原料为石灰石、白云质石灰石或其他含
碳酸钙为主的天然原料。
品种名称
钙质消石灰粉镁质消石灰粉白云石消石灰粉
氧化镁含量/％
≤4
4≤MgO<24
24≤MgO<30
第 15页
建筑消石灰粉的技术指标
钙质生石灰粉
镁质生石灰粉
白云石消石灰粉
项
目
优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品

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第二章气硬性胶凝材料
判断题
1、水硬性胶凝材料不但能在空气中硬化，而且能在水中硬化，并保持和发展强度。
2、生石灰熟化会释放大量的CO2气体。 3、建筑石膏硬化后体积膨胀，因此可以单独
使用。
4、石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。
5、过火石灰用于建筑结构物中，使用时缺乏粘结力，但危害不大。
2、生石灰的主要化学成分是（），熟石灰的主要化学成分是（）。
3、规范对建筑石膏的技术要求有（）、（）和（）。
4、消石灰粉与粘土拌和后称为（），再加砂或石屑、炉渣等即为（）。
5、半水石膏的结晶体有（）型和（）型两种。其中（）型为普通石膏，（）为高强石膏。
选择题
1、石灰陈伏是为了消除（）的危害。
6、在水泥砂浆中掺入石灰膏主要是为了节约水泥。
7、石灰是气硬性胶凝材料，所以由熟石灰配制的灰土或三合土均不能用于受潮的工程。
8、建筑石膏一般只用于室内抹灰，而不用于室外。
9、高强石膏的强度高，是因为其调制浆体时的需水量大。
填空题
1、建筑石膏的化学成分是（），其硬化特点是：一是凝结硬化速度（），二是体积产生（）。
12、水玻璃硬化后的主要特性是( )。
A．耐碱性强 B．耐水性强
C．耐酸性强 D．粘结力差
13、生产石灰的原料是（）。
A.CaCO3
B. Ca(OH)2
C. CaSO4.H2O D.CaO
简答题
1、何谓石灰陈伏？石灰使用之前为什么要陈伏？
2、仓库存有三种白色胶凝材料，分别是生石灰粉、建筑石膏或白色水泥，问有什么简易方法可以辨认？
8、氧化镁含量为（）是划分钙质石灰和镁质石灰的界限。
A.5%
B.10%
C.15%
D.20%
9、关于建筑石膏主要技术性能的概念，下列哪条是不正确的？ A.白色，相对密度为2.6～2.75; B.耐水性、抗冻性都较差； C.适用于室内装饰、隔热、保温、吸声和防火等； D.宜用于65℃以上的环境。
10、有关建筑石膏的性质，下列哪一项的叙述是不正确的？
A.加水后凝结硬化快，且凝结时像石灰一样，出现明显的体积收缩；
B.加水硬化后有很强的吸湿性，耐水性与抗冻性均较差；
C.制品具有较好的防火性能，但不宜长期靠近65℃以上的高温部位； D.适用于室内装饰、绝热、保温、吸声等。
11、生石灰消解反应的特点是（）。 A.放出大量热且体积大大膨胀； B.吸收入大量热且体积大大膨胀； C.放出大量热且体积收缩； D.吸收入大量热且体积收缩。
A．正火石灰
B．欠火石灰
C．过火石灰
D．石灰膏
2、既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并发展其强度的胶凝材料为（）胶凝材料。
A．有机
灰膏在硬化过程中体积要发生（）等变化。
A．膨胀
B．收缩
C．不变
D．产生收缩裂缝
4、生石灰熟化的特点是( )和( )。
A．体积收缩 B．吸热
C．体积膨胀 D．放热
5、建筑石膏硬化后体积( )，石灰硬化后体积( )。 A．不变 B．收缩 C．膨胀 D．不一定
6、生石灰粉中存在过火石灰，( )使用。 A．可以直接 B．不能 C．不能直接 D．需陈伏后
7、生石灰熟化的特点是( )。
A．体积收缩 B．吸水
C．大量放热 D．放出大量气体

第二章气硬性胶凝材料

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