预应力混凝土管桩常见质量缺陷产生及预防.docx

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预应力混凝土管桩常见质量缺陷产生及预防

预应力混凝土管桩常有质量缺点的产生及预防

(1)第一节外观质量管桩的外观质量包含粘皮和麻面、漏浆、空洞和蜂窝、表面露筋、表面裂纹、镦头零落、端面平坦问题、桩身曲折、露石等,外观质量的利害直接关系到产品外观销售能力,也是产品市场竞争力的有力表现。

下边详尽对生产过程中可能存在的问题进行剖析并提出一般的解决方法。

一、粘皮和麻面粘皮是指管桩表面的混凝土与模具粘连,拆模时势部混凝土从管桩表面面扯破的现象;而麻面是指脱模后管桩表面面的局部混凝土表现无强度,表面有渺小孔洞,颜色一般与正常混凝土相异,成近似黏土粉状的浅黄色。

上述缺点有时也修理的,但严重影响管桩的持久性,特别是有腐化性的土壤中使用。

粘皮和麻面均发生在管桩的表面面。

粘皮严重时甚至预应力钢筋均能肉目睹到;而麻面的管桩表面面可用钢筋等硬物刮去。

1、粘皮产生的原由及办理管桩混凝土的脱模强度不足按国标要求,管桩的脱模强度一定达到C40以上,但编者以为一般以控制在C50左右为宜,不然脱模时很简单出现粘皮现象,即使不出现粘皮现象,表面面也不是很圆滑,特别是采纳自用锅炉供蒸汽的状况,因为蒸汽一般为过饱和蒸汽,管桩表面面强度常常比同条件保养的试块要低,这一点特别要惹起重视。

合理的保养制度对达到设计要求的混凝土强度是特别重要的,特别要注意充足的静停时间和控制升温曲线,在冬天生产时显得较为突出。

自然切合要求的混凝土配合比是前提,当采纳多组分矿物外加剂如粉煤灰、矿渣微粉等设计混凝土配方时,为达到较合理的管桩脱模强度,可适合提升蒸汽保养的恒温温度,可比纯硅酸盐水泥配方提升5--10度。

脱模剂性能问题及涂抹工作不到位脱模剂对管桩表面面的质量起到重点作用,可否把混凝土在终凝前及在蒸汽存在条件下有效的隔绝模具和混凝土是至关重要的。

一般常用的脱模剂分为皂化油和不饱和酸酯等,外国此刻有使用矿物油做脱模剂的,但总的来说,脱模剂要求有较好的挥发性、耐磨性、蒸汽稳固性、无毒及必定的保护厚度。

冬天和夏天使用的脱模剂要有划分,不然简单出现问题。

性能优秀的脱模剂应在使用后3--5分钟就在钢模内形成一层厚约0.5mm左右的较圆滑的憎水性保护膜。

脱模剂使用时必定要做到热模热涂,等完整干燥后才能浇注混凝土,这点在冬天生产时要特别注意,有的厂家常常未等干透就去喂料,加上冬天室温低,很简单产生粘皮。

涂刷时要做到八面玲珑,不遗漏一处,必需时可补涂一次。

有时在雨天,因为脱模剂一般简单与水形成乳液,第一次刷完后,空气中的水分许多,常常需刷二次才能解决问题。

模具内壁粗拙及清理不洁净模具内壁的粗拙度也会影响脱模成效,但这类状况一般较少见,重点是要把内壁清理洁净,不留余渣,必需时可用砂轮机打磨圆滑。

、麻面的原由及办理方法麻面产生的原由较简单,一般为钢模过热所致,高温使新拌混凝土失水严

重,与钢模接触的水泥失水并停止水化,出现粉状表面的麻面问题。

所以,浇注混凝土时,钢模温度宜控制在45—50度左右,特别是在夏天,混凝土浇注后要实时离心,不行长时间搁置,同时注意控制好保养温度。

二、合缝漏浆合缝漏浆是最严重的质量事故,甚至比管桩混凝土强度不足都严重,因为在管桩施工过程中,漏浆处常常是施打应力最集中处,而该处又是混凝土最单薄处。

但合缝漏浆又是较难解决的质量问题,它是水泥制品公司控制质量的永久主题。

合缝漏浆一般分为桩身合缝漏浆和桩套合缝漏浆。

、桩身合缝漏浆的原由及办理国内管桩的生产工艺是把钢模分红上下两半,下模喂完混凝土后,在上下钢模合缝中加密封条,盖上上模并拧紧,这就是合缝漏浆产生的客观原由,一般来说是很难战胜的,要完全解决该问题就要改正生产工艺和模具,如日本管桩生产公司采纳的整体喂料整体顶出的工艺就能解决所有问题。

就我国生产公司现状尽量少漏浆才为良策。

采纳合理的密封资料模具合缝处的密封程度是解决实质量缺点的重点,采纳合理的密封资料是至关重要的,好的密封资料要拥有必定的伸缩性、优秀的吸水性和较好的弹性,同时要拥有较好的可工作性,即柔嫩性,此刻管桩厂家一般使用的为纸绳、草绳。

但纸绳成效较差,因为它简单被压缩成很薄的一层,当钢模略微变形时就起不到优秀的密封作用,所以纸绳一般在钢模较新时使用。

为战胜纸绳的弊端,也有厂家使用草绳作为密封资料,这类资料也有问题。

它的直径不易控制,在长度方向上直径大小不一,简单造成局部密封不良;同时它因为可压缩性不良,常常造成钢模上下企口圆顺不良,这就造成了此外一个质量问题--桩套漏浆。

为解决问题,个别厂家使用直径为6mm左右的柔性泡沫条或腈纶条,编者以为能较好解决问题,上述资料完整知足密封的要求,实践证明使用成效也是相当理想的,独一的弊端是成本较高。

也有公司使用可重复使用的天然橡胶条,其成效也较好。

这里,我们采纳一种折中的方法,即是在管桩施打时特别易损坏的距两头米处采纳密封性能优秀的资料,而在其余上采纳一般密封资料,这能起到特别优秀的作用,不过合模时操作起来较麻烦,但综合考虑产质量量,总的来说仍是合理的。

2)模具质量模具质量的利害也直接影响到合缝漏浆的严重程度,好的模具要求有挺直的企口线,企口大小一致一上下企口咬合优秀,这能最大程度的减小合缝漏浆的发生,自然在轴线方向上两截模具对接缝的光滑过渡也是相当重要的。

合模工作的操作规范性合模的操作规范性包含二方面的内容:

清理工作和合缝螺栓的紧固工作。

清理:

工作主假如上下半模的合模处、企口处及跑轮接合处的清理工作必须做到位,完全清理洁净残留的水泥浆及密封条等有碍密封的东西。

这里要重申的是钢模跑轮面的清理,多次的循环离心会致使跑轮的边角逐渐扩大,最后上下模的跑轮边互相顶死,造成合缝螺栓打不紧,从而严重漏浆,所以我们要按期对钢模跑轮的接合面进行打磨,使上下跑轮合起来后接合面处保持约0.5mm左右的缝隙。

合模时两边紧固螺栓的平均紧固也比较重要,我们不要求紧固力太大,只

要求在适合的紧固力—F保持所有螺栓的紧固力大小基本一致即可。

要做到这一点,合模螺栓要求从钢模的中间开始分别向两头紧固,不行无序的任意紧固,因为这样很简单造成紧固力的不平均而漏浆。

优秀的混凝土配合比有人会问:

混凝土配合比与合缝漏浆有何关系呢?

其实上述几点原由都是合缝漏浆的外因,而配合比是合缝漏浆的内因。

,我们要求制作管桩的新拌混凝土在保持必定坍落度的条件下拥有优秀的粘聚性、保水性,同时经过选择水泥和高效减水剂的相容性使新拌混凝土尽量减小泌水性,有关知识可参照第二章。

在混凝土的配方设计时,能充足考虑到上述几方面之间的关系,为管桩生产时减少甚至防止合缝漏浆及桩套漏浆是特别有好处的。

、桩套合缝漏浆的原由及办理桩套合缝漏浆又是漏浆的常有病和多发病,从某种意义上来说,这比其余形式的漏浆状况要严重得多,因为桩套漏浆常常会惹起桩头混凝土的做空,从而削弱管桩的桩头强度,会产生管桩在施工时桩头打烂现象。

桩套与钢模的配合为防止桩套过小而惹起的漏浆现象,在国家标准图集及各省市的地方标准图集中,一般都要求桩套的喇叭口比管桩直径大3mm左右,以起到与钢模密封作用。

但编者以为这一尺寸要视实质状况而定,设置喇叭口的目的是使唤桩套与钢模内壁的优秀配合,而钢模按规格的不一样及生产厂家的不一样,常常内径有所差别,有的甚至比标准直径大5mm左右,所以我们桩套的喇叭口直径也要随本公司钢模内壁的状况作一适合调整,不可以死套标准图集。

此外,合缝密封条的“项起”效应造成钢模事实上的内径加大,在决定桩套喇叭口大小也应试虑。

适合的密封资料桩套与钢模的接触均为铁件之间的配合,称之为硬性配合,其配合成效是比较差的,所以采纳柔性资料加设在桩套适合处,对防备桩套漏浆也是特别有效的,一般可采纳的资料为直径为9mm左右的泡沫条、棉绳或较粗的纸条缠在桩套的凹槽处。

此外,用必定厚度的泡沫粘胶纸在桩套喇叭口处贴一圈,成效也是很显然的,不过成本较高。

混凝土配方问题这与合缝漏浆的混凝土配方问题近似,不再累述。

、桩段联合面漏浆的原由及办理此质量缺点较少见,但发生时常常较隐敝,故危害性也较大,管桩在运输时或施工常常会造成忽然断裂,一般状况下在与钢模联合面相对应管桩的表面面上能见到隐性裂痕,裂痕表现为少浆多砂,严重的可见内部粗集料,用水泼面干燥后更为显然。

此问题的出现主假如钢模多次使用后接合处的螺栓松动,而使内外壁出现通透裂纹造成的。

一般的解决方法是常常检查钢模联合处,平常尽量防止拆接模,同时把钢模的联合面用螺栓紧死后用电焊焊死即可。

当钢模内壁出现裂痕后,用砂轮机沿裂痕打出宽约8--10mm深约10mm的槽,用电焊补好并打圆滑即可。

此外,在生产过程中尽量减少钢模吃大弯矩状况的发生,如单头起吊等现象,尽量减少钢模的变形。

三、内表面露石

内壁露石又是常有的外观质量问题,一般在薄壁桩中较常有,固然在JC888、GBl4976及各地方标准图集中无规定,但很多使用单位均对露石现象感觉担忧甚至退货,很多管桩厂的技术人员以为露石是管桩混凝土匀质的表现,对管桩混凝土强度是有利处的。

编者以为较严重的露石现象必然造成混凝土的不密实,混凝土强度达不到设计要求,固然混凝土试块的强度的合格的,但未必能真切反应管桩混凝土的强度;此外,内壁露石对管桩的持久性也存在重要隐患。

产生内壁露石的主要原由以下:

1、混凝上配合比不好.按现代混凝土设计理论,力争使混凝土各组分达到最大密实度,这就要求石子的表面由沙浆包裹,石子间的缝隙由沙浆填补并有必定的扒开系数,同理砂子表面由水泥浆包裹,砂子间的缝隙由水泥浆填补并有必定的扒开系数,而水泥表面则被极性水分子所吸附,用水量则依据水泥性质和用量、减水剂的性质、混凝土工作要求而定。

在离心过程中所有粒子都遇到离心力,质量大的离心力大,要往外壁挪动,便产生宏观沉降分层,可是沙浆、水泥浆也一定是填满石子间缝隙后才被往内壁挤,形成沙浆层与净浆层,假如水泥用量少、砂率低,使沙浆整体积小于或靠近于石子的缝隙率,或虽已超出缝隙率,但扒开系数考虑不够,便产生局部露石现象。

所以我们要合理综合考虑混凝土的配方,不单要知足必定的扒开系数,并且要考虑因增大砂率而造成的混凝土强度的降低,在做试配时薄壁桩可考虑比厚壁桩适合增添砂率1---2个百分点,并在生产上试做几根察看状况,以确立生产配方。

2、石子级配不良、砂子不好在设计时已经考虑到第

(1)点的状况,可是因为石子级配、形状不良,针片状含量较高,在离心时不可以顺利沉降,针片状石子沉降阻力大,或许已经沉降,但后边的石子与其互相顶死而露石。

此外在使用淡化砂的厂家中,砂子含有许多的贝壳,它也会造成石子沉降的困难而露石,所以严格控制砂中的贝壳含量(特别是大贝壳)也是特别重要的。

、离心制度管桩混凝土基本是属于小坍落度的范围,因为掺入的高效减水剂而使坍落度损失相当快,这一点在夏天生产时尤其突出,所以要重申管桩中、低速时间的重要性,时间很短是造成露石的重要原由。

离心时不是经过布料平均、慢慢提升速度,而是未形成平均沉降就进入高速,使石子之间互相顶死,内层石子进不到外层,跟着离心时间的推移,内壁愈来愈硬,石子便留在了内壁。

故而,在拟订离心制度时,特别是薄壁桩的离心制度时要充足考虑中、低速时间,适合延伸中速及低速时间,这一点与制管有所不一样。

同时,也要注意低速时间不行过长,以免造成桩头偏薄现象。

、离心不安稳因为长久生产后,钢模、离心计跑轮的变形,离心进入高速后,使钢模跳动,这类跳动是无规律的撞击,最后使管桩内壁离不硬,石子进不到外层。

按期检查钢模的跑轮、平直度,以及离心计跑轮、各轮间的水平度是很重要的。

、减水剂的选择减水剂与水泥的相容性对露石也有影响,相容性不好时,易引起混凝土的泌水性增大,混凝土保水性不良,离心时管桩内壁没法形成浆层,造成内壁露石。

四、桩头螺丝孔空洞或桩头混凝土做空螺丝孔空洞及桩头混凝土做空对桩头的耐打性有重要影响,主要原由及解决方法以下:

、混凝土配合比不妥混凝土和易性不良或混凝土太干硬,很简单造成实质量缺点。

这要求配合比设计时要充足着重混凝土的和易性,特别是夏天生产时要控制好坍落度,不行过小或过大。

、桩头缺料管桩在张拉时,张拉端会拉空必定的距离,这就要求混凝土在喂料时两头喂料稍多,特别是张拉头要多喂,并用工具把桩套内的混凝土料填满,以使桩头混凝土离心时饱满。

、离心制度不良离心时不着重中、低速时间,高速速度过快,都是造成桩头做空的外面原因。

、工艺操作问题操作时张拉螺栓未拧紧,离心时水泥浆沿着丝孔流出,造成桩头丝孔空洞,特别是人工上螺栓的厂家简单造成实质量问题。

5、桩套箍质量问题桩套箍不圆、桩套箍与端板焊接不牢或桩套箍焊穿,都易造成此缺点。

故要增强桩套箍的进厂查验,装笼子时要实时修整并加装适合的密封条。

五、端面倾斜端面倾斜又是管桩厂的常有病,也是较难解决的质量缺点,较严重的倾斜常常达到10mm左右(Ф600管桩),远高于国家有关标准要求%D),在管桩施工时也易造成锤击应力集中而打烂桩头的事件。

1、钢棒长度问题同一根管桩所用的一束钢棒长度不一致,张拉后因为作用于同一管桩截面的应力不一样而造成端面倾斜,这有双方面的原由。

切断长度不一致钢棒成品挺直度不好,放盘后产品曲折度超出lmm/m,切断后必然实际长度不一致。

钢棒资料无问题,但切断机定位板出现松动或切刀运转不灵巧都是造成切断后长度不一致的外面原由。

所以钢棒资料进厂时应增强查验,按期保养切断机。

2)镦头后长度不一致

此缺点一般为镦头机故障惹起的,实质操作时可每镦镦头机定位螺杆距离。

2、端板质量问题

50根钢棒应要求校订一次

因为现阶段所用的端板大部分采纳废钢浇注而成,资料内在质量多少存在必定的问题,并且端板成品采纳边打边弯折成型的工艺,在制作过程中免不了存在端板自己平面度超范围。

在制作AB级以上管桩时,因为张拉力较大,端板各向不均质而造成倾斜,这类状况在保持现有端板制作工艺条件下较难战胜,要解决根本问题需有关部门联合治理。

张拉问题张拉造成的端板倾斜,有锚具的问题,也有操作的问题。

1)张拉机具

张拉分为内张拉和外张拉,600桩AB级以下的一般采纳内张拉式,其余的一般为外张拉式,外张拉式一般不会造成端面倾斜,现主要说说内张拉方式。

内张拉的张拉机分为悬挂式和落地式,一般状况下悬挂式在张拉时二向上能自由活动,自动调心,操作工人只需掌握好上下高度即可,对防止端面倾斜有较好的成效,但该操作方式设施成本较高,在大型的管桩厂使用许多;中小型公司一般都使用落地式,该方式因为千斤顶的支撑套与钢模的支撑端面垂直度控制不好,在张拉时常常造成管桩端面倾斜,所以操作时一定严格控制联合面处的垂直度(g%),这可有效地防止端面倾斜状况的发生。

有条件的厂家,应尽量使用悬挂式的张拉模式,把原落地式改造一—F也其实不是难事。

张拉丝杆和张拉板张拉丝杆和张拉板直接蒙受张拉力,丝杆与板之间的垂直度控制尤其重要,一定控制在0.5%以下,不然就会造成端面的倾斜度超标。

平常操作时,尽量减小对张拉丝杆的碰撞,丝杆与张拉板的配合密切,有条件的可用加固板加固二者的刚度。

模具支撑架或张拉小车不论是固定支撑或是张拉小车上的活动支撑均应保证所有支撑架的水平度控制在5mm以内。

钢模钢模在张拉区的椭圆度能否切合要求也直接影响端面的倾斜度。

一般状况下端板的圆度较好,假如钢模张拉区不圆,则在张拉时端板与钢模内壁摩擦力较大,甚至互相顶死,极易造成端面倾斜。

增强钢模的进厂查验及平常保护至关重要,出现问题时可用砂轮机磨平打圆滑。

六、表面裂痕本缺点分为内、表面面裂痕。

内表面裂痕只假如深度不深、长度方向上不互相贯穿,基本上对证量的影响较小,出现裂痕的原由一般是干缩裂痕或温度应力裂痕,裂痕一般也仅限制于浅表净浆层,离心时高速时间及速度控制好,使内壁硬一些,同时注意一般保养足够的静停时间,升温、压蒸降温控制好就能解决问题,这里要注意的是冬天生产和大雨、狂风天生产时的温度控制,特别是压蒸时,出釜时内外温差控制在80度为宜。

表面面裂痕形成的原由较复杂,也是重要质量问题,要果断根绝此类现象的发生。

表面裂痕可分为环裂和纵裂,两类裂痕的成因不一样,造成的结果也不一样,详细剖析以下。

1、环形裂痕所谓的环形裂痕一般是沿管桩圆周方向上形成的裂痕。

该裂痕在管桩工厂生产、运输、施工过程常常有到,PTC桩、长度大于10米以上、A级桩许多,地点一般都在中部为多,环裂条数多的达十几条,少的也有一、二条。

形成的原因不外乎是张拉和翻运过程。

张拉张拉不足或过分超张拉均会惹起应力的不足,造成混凝土的预压应力不足,当管桩长度较长时就很简单出现裂痕。

此外,钢棒材质、端板等原由造成的断筋、脱优等也使混凝土预压应力不足。

所以增强原资料查验是前提,同时在张拉应力值的计算时要充足考虑油泵、千斤

顶、端板与钢模的阻力等,而这些阻力不易计算,可按经验系数

统算,即

按理论计算应力值后乘该系数获得的值作为生产用张拉值。

动荷载管桩的预压应力是按静荷载的倍安全系数进行计算的,同时考虑了1.4倍左右的安全系数,当外界的动荷载超出临界值时便会产生环裂。

动荷载来自管桩的生产、运输、施工等各个环节,特别以运输及施工二者为甚。

管桩保养结束脱模、吊装时动作要轻,翻模时可在软沙地或软性垫层中进行,注意两桩之间保持适合的距离免得发生碰撞;吊运时轻吊轻放,出桩时保持桩位的平坦,堆场层高适合,防止出现因堆高重量超出最底桩的抗裂弯矩而出现的裂痕。

此外,在保养池的放桩要合理,按照“下大上小,下长上短,跑轮对跑轮”的原则。

同时,保证管桩混凝土脱模强度在C50以上也是减小预应力损失的有效方法。

运输过程中,特别是长管桩用短车运输时要注意两头悬挑的长度尽量控制在2米之内,不然会造成沿支撑架出现环裂现象。

2、纵裂表面面的纵裂不单影响管桩的持久性,也会在施工时造成表面面成块零落,造成原由主假如混凝土成熟度不足、压蒸制度不良、堆层过高等原由。

压蒸结束降压达成后,因为混凝土比热较大,同时釜内管桩量较大,制品温度还未降下来,此阶段控制不好,就会因温度应力开裂。

在管桩保养达成出池或出釜时,此时混凝土成熟度不足,二根管桩碰撞时也会造成开裂。

这里的提法是成熟度而不是强度,因为成熟度更能反应此时管桩混凝土的实质状况。

成熟度与强度的最重要差别在于成熟度还多了一项混凝土的抗拉性能,保养达成的管桩常常强度是100%达到甚至是大于设计强度的,但因混凝土内部水化产物的晶型交织度及成长度不足,其抗拉性能是很差的。

碰撞拉应力超出此时混凝土的最大抗拉力就会产生纵裂。

堆放的管桩层数过多,上部管桩的重量之和作为压应力作用在下部管桩上,因为管桩是环形构件,受压时管桩下部混凝土表面同时因泊桑效应的作用而受拉,这个泊桑比约在0.2左右,如按10MPa的压应力计算,其表面遇到的拉应力就在2MPa左右,这个数值表示已经足以使混凝土开裂。

所以堆场的地基办理和合理堆放层高就显得重要,不然损失是比较大,某厂以前堆放问题造成约近万米的管桩开裂报废,教训是凄惨的。

此外要注意在拆模时,管桩与钢模的强烈碰撞也会造成纵裂,开初缝隙较小,管桩施工时受锤击应力裂痕扩大而出现质量事故。

所以桩与模之间的距离也应惹起必需的重视。

七、内表面软浆管桩的内壁软浆指的是浮浆层或水泥净浆层较厚,浆层成波峰状或钟乳状的现象,严重时通桩出现。

因为软浆层强度较弱,在管桩截面方向,有效的承载面积大大减小,极大的削弱了管桩的承载能力,一般状况下软浆都陪伴着内壁的偏薄现象。

软浆出现的状况较复杂,剖析其原由主要有以下几条。

水泥成分:

水泥中C3A的含量较高,往常超出8%以上,有些厂家使用的水泥甚至达到了15%,详细原由在这里就不再累述,一般控制水泥中C3A含量在6%左右为宜:

胶凝资料:

水泥或其余矿物外加剂过多,沙浆的扒开系数太大,也易造

成软浆。

一般来说,在考虑混凝土强度及管桩正常成型状况下,可适合减少胶凝资料量,不单可减小管桩混凝土蒸养时的缩短也可战胜部分的软浆状况;此外,胶凝资料的细度过细,饱水性过好,离心时水分不易挤出,也易造成软浆,如此刻水泥细度在1%以下,掺高比表面积的矿渣微粉等,详细表此刻胶凝资料的标准稠度需水量大,所以采纳胶凝资料时要整体考虑。

砂、石:

软浆的形成也可能与砂子过细,砂、石中含泥量过多有关系。

这不单关系到软浆问题,也涉及到混凝土强度与缩短开裂的问题。

生产管桩用的砂子细度模数控制在为宜,砂、石的含泥量严格控制在%以下,自然假如是石粉含量可放宽到1%左右。

胶凝资料与减水剂的相容性:

二者的相容性要经过实验确立。

有时固然用量未变,但般配性较差,离心时就会造成软浆。

采纳广谱减水剂的工作是特别存心义的,并且能解决管桩生产中众多问题。

离心制度:

高速离心时速度太小、时间很短,也常常易造成软浆现象。

正常状况下,高速离心时模具的转速控制在25---30g为宜(g为重力加快度),时间:

厚壁桩保证10分钟以上,薄壁桩控制在8分钟以上为宜,自然外国还有一些其余的离心制度,但不太适合我国管桩厂的实质状况。

设施问题:

离心计基础不平均沉降、离心计托轮变形、模具变形,致使离心时不规则跳动,高速上不去,均可造成软浆问题,这就是我们往常所说的离心离不硬,离心达成后管桩内壁很简单用手指按出小坑。

解决设施的平常保护及模具的保养是生产管桩的前提。

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