AT412472B - Hydraulisch abbindende masse - Google Patents
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Description
<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch abbindende Masse aus hydraulisch abbinden- dem Bindemittel, Fasern und Füllstoffen zur Herstellung von temperaturbeständigen Bauteilen mit Schaumstruktur.
Unter "temperaturbeständig" werden solche Bauteile bezeichnet, die Temperaturen von 500 C bis 1200 C standhalten.
Aus der Praxis ist bekannt, dass man mit Hilfe von Schaummitteln Leichtbetone aus verschie- denen hydraulischen Bindemittel, üblicherweise Portlandzemente, erzeugen kann und diese als Isoliermaterial unter Estrichen, Strassen und anderen Bauwerken einsetzt. Auch Formteile lassen sich aus diesem Material herstellen mit Dichten, die üblicherweise oberhalb von 0,4 kg/dm3 liegen und nach oben bis 2,6 kg/dm3 eingestellt werden können. Es ist weiter bekannt, dass durch den Einsatz von tonerdehaltigen Zementen (Calciumaluminatzementen) die Temperaturbeständigkeit derartiger Mischungen verbessert werden kann. Problematisch im Einsatz als Wärmedämmele- ment oder Flammschutzteil sind diese Schäume durch ihr Schwinden unter Temperatur, das mit der Wasserabgabe des Hydratationswassers in allen Fällen eintritt.
Weiter ist bekannt, dass durch Zugabe von Fasern die Dimensionsstabilität von Baustoffen ver- bessert werden kann.
Es ist schliesslich bekannt, dass bei Schamottesteinen durch die Zugabe von hochtemperatur- beständigen (1200 - 1600 C) Füllstoffen und/oder Fasern und die Herabsetzung der Bindemittel- menge eine Verringerung des Schwindens erreicht werden kann. Für die Herstellung von leichten Schamottsteinen werden üblicherweise die Mischungen mit brennbaren Materialien versehen (z.B.: Holzmehl) und die so erhaltenen Steine in einem Brennofen gebrannt, wobei die brennbaren Materialien abbrennen und Hohlräume hinterlassen.
Die Druckschrift WO 02/28799 A1 betrifft ein Brandschutzmaterial für Konstruktionen aus Be- ton und Spannbeton in Form von vorgefertigten Platten oder aufgespritzten, abgebundenen Be- schichtungen. Dieses Brandschutzmaterial wird aus hydraulisch abbindenden Gemischen enthal- tend Ton, Erde, Schmelzzement, Füllstoffen sowie gegebenenfalls Fasern, Abbindebeschleuni- gern, Abbindeverzögerern, Plastifiziermitteln und Schaumbildnern hergestellt. Als wesentliches Merkmal wird bei dieser bekannten Ausbildung festgehalten, dass das abgebundene Material weniger als 5 Gew. % Ettringit und das Gemisch, in der noch nicht abgebundenen Mischung, 50 bis 200 Gew.-Teile Tonerdeschmelzzement und 10 bis 250 Gew.-Teile Xonotlit enthält.
Bei diesem Brandschutzmaterial handelt es sich um ein Material, das als kompakte Masse entweder in vorge- gossener Plattenform oder aufgespritzt wird, wobei die Dichte des Materials durch die Wahl und die Menge des eingesetzten Füllstoffes gesteuert wird.
Im Gegensatz zu dieser Ausbildung handelt es sich beim Erfindungsgegenstand, um eine hyd- raulisch abbindende Masse zur Herstellung von temperaturbeständigen Bauteilen mit Schaum- struktur. Die Erfindung betrifft somit eine grundsätzlich andere Klasse von Baustoffen, da bei Bauteilen mit Schaumstruktur das Schwindungsverhalten beim Trocknen bzw. Brennen anderen Kriterien unterworfen ist, als die aus WO 02/28799 A1 bekannten Bauteile.
Bei gegossenen bzw. aufgespritzten massiven Bauteilen wird nämlich die Formerhaltung und die Festigkeit im wesentli- chen dadurch erzielt, dass die Teilchen der hydraulisch abbindenden Masse, entweder direkt aneinanderliegen bzw. an der Aussenwandung von Füllstoffen mit Schaumstruktur anliegen, woge- gen bei einer Schaumstruktur der Halt innerhalb des Bauteiles durch die zwischen den Blasen- wandungen verlaufenden Materialbrücken gebildet werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde eine hydraulisch abbindende Masse mit Schaumstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher temperaturbeständige, formstabile Dämm- und Brandschutzmassen mit einer Dichte unter 1,2 kg/dm3 herstellbar sind.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass, alles bezogen auf die Trockenmi- schung, als Bindemittel temperaturbeständige Bindemittel in einer Menge von 20-90%, insbeson- dere 30-50%, als Fasern, temperaturbeständige Fasern in einer Menge von 10-80%, insbesondere 20-60%, und Füllstoffe in einer Menge von 0-50%, insbesondere 10-30%, enthalten sind, wobei zu dieser Mischung, bezogen auf die Gesamtmenge, 0,01-2% Schäumer und 20-70% Wasser, gege- benenfalls als Schaum, zugesetzt sind. Durch diese Zusammensetzung bildet die Masse während des Abbindens ein formstabiles Gerüst aus Fasern und Bindemittel, welches ein Schwinden der Masse beim Abtrocknen bzw. später beim allfälligen Brennen weitestgehend verhindert.
Die ferti- gen Produkte brauchen nicht gebrannt zu werden um temperaturbeständige Massen zu erhalten,
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sondern sie können direkt vor Ort verarbeitet und in situ gehärtet werden.
Um eben die stabilen Brücken zwischen den Gasblasen innerhalb der Bauteile zu erreichen, ist es wesentlich, dass einerseits die Schaumstruktur als solche, also die Blasengrösse, kontrolliert und gleichmässig ist und andererseits diese Materialbrücken entsprechend stabil sind, damit bei einem Brenn- oder Trockenvorgang ein Schrumpfen der Platte vorgebeugt ist. Durch die erfindungsge- mässen Mengenverhältnisse wird erreicht, dass sich durch die temperaturbeständigen Fasern und/oder Plättchen in Verbindung mit Bindemittel und Schaumstruktur eine skeletale Struktur in der Blasenwandung bzw. in den Materialbrücken zwischen den Blasen aufbaut, wobei das Bindemittel quasi Knotenverbindungen im Bereich aneinanderliegender Fasern aufbaut, wodurch das erwähnte formstabile Gerüst aus Armierungsmaterial und Bindemittel entsteht.
Mit der erfindungsgemässen Masse können Dichten von etwa 0,3 bis etwa 1,2 kg/dm3 erreicht werden, wobei auch bei sehr hohen Brenntemperaturen zwischen 1000 und 1500 C formstabile und rissfreie Formkörper erzielt werden können.
Weiter können mit dieser Masse auch Feuerleichtsteine erzeugt werden bzw. vor Ort in For- men gegossen werden, ohne diese Formsteine zu brennen. So könnte die Masse beispielsweise in ein Brandschutzpaneel, eine Brandschutztüre, oder dergleichen eingefüllt und aushärten gelassen werden. Auf Grund der weitestgehenden Schwindungsfreiheit bleibt das Brandschutzpaneel völlig mit der ausgeschäumten Masse befüllt, so dass es im Brandfall nicht zu unerwünschten Tempera- turbrücken kommen kann.
Durch die Einsatzmenge von verschiedenen Mengen des Schaums oder des Schäumers lässt sich die Dichte des Formkörpers bzw. die des erzielten Elements in weiten Bereichen variieren, wobei die Temperaturstandfestigkeit auch durch die Auswahl des hydrauli- schen Bindemittels, der Fasern und/oder der Füllstoffe erzielbar ist. Die Füllstoffe, insbesondere dann, wenn es sich um Leichtfüllstoffe oder Füllstoffe mit Bläschenstruktur handelt, erhöhen diese Wirkung der formstabilen Körper.
Vorteilhafterweise kann die Masse zusätzlich einen Beschleuniger in einer Menge von 0,05 bis 2 % bezogen auf die Trockenmischung enthalten, wodurch ein rascheres Abbinden und damit Ausbilden der Gerüststruktur erreicht ist. Zusätzlich kann die Masse einen Schaumstabilisator in einer Menge von 0,005 bis 2,0 % bezogen auf die Trockenmischung enthalten, was bewirkt, dass sich die Gerüststruktur der Schaumstruktur entsprechend ausbildet und damit die Hohlräume stabil gestaltet.
Die Auswahl des Bindemittels erfolgt in Abhängigkeit von den Beanspruchungen des fertigen Produktes, wobei als Bindemittel Zement wie z.B. Portlandzement, Calciumaluminatzemente, Magnesit, Gips, und Mischungen derselben einsetzbar sind. Gips wird aufgrund seiner hygroskopi- schen Eigenschaften nur für wirklich trockene Bereiche einsetzbar sein. Als temperaturbeständige Fasern haben sich insbesondere mineralische Fasern, wie Calciumsilikatfasern, z.B.: Wollastonit, oder Zirkonfasern und dergleichen, als vorteilhaft erwiesen. Als temperaturbeständige Plättchen eignen sich besonders Glimmer, dessen Mischformen oder ähnliche Materialien. Wesentlich ist, dass die Fasern bzw. auch die Plättchen bei Temperaturen von 700 C bis mindestens 1600 C beständig sind.
Bezüglich der schon angesprochenen Füllstoffe können formbeständige und/oder blähbare Mi- neralien z.B.: Aluminiumoxide, Zirkonoxid, Silikate, vulkanische Gesteine und dergleichen zuge- setzt werden, wobei gerade die blähbaren Mineralien bei durch Brennen ausgehärteten Formstei- nen vorteilhaft sind, weil diese blähbare Materialien beim Brennen gleichzeitig aufgebläht werden und damit die leichtere Struktur eines fertigen Körpers ergeben. Es können aber auch bereits geblähte Leichtfüllstoffe, wie z.B.: Perlite, Blähglas, Mikrohohlkugeln und dergleichen, eingesetzt werden, und zwar vor allem bei Produkten, die nicht gebrannt werden. Als Füllstoffe können auch puzzolanisch reaktive Füllstoffe z. B. Flugasche, Mikrosilika, Metakaolin und dergleichen zugesetzt werden.
Als Schäumer eignen sich organische tensioaktive Substanzen, wie ionische und nichtio- nogene Tenside, Saponine, Betaine, Proteinschäumer, Polypeptide und deren Mischungen. Um insbesondere die Schäume zu stabilisieren, können auch organische Substanzen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gelatine, Xanthangummi, Guarmehl, Alginate und dergleichen zugesetzt sein.
Um insbesondere bei langsam aushärtenden Bindemittel eine rasche Reaktion zu erreichen, können Beschleuniger wie z. B. Warmwasser und/oder Lithiumcarbonat und/oder Calciumformiat zugegeben werden.
<Desc/Clms Page number 3>
Falls das Produkt giessfähig sein soll, dann kann zusätzlich auch ein Verflüssiger, wie z.B.
Naphtalinsulfonate, Melaminsulfonate, Ligninsulfonaten und/oder Polycarboxylether, zugesetzt werden. Soll hingegen das Produkt von Anfang an formstabil und formbar sein, dann kann ein Verdicker, wie z.B. Polyacrylat, Polyurethan und ähnliches, zugesetzt werden.
In der Folge sind einige Mischungen angeführt, wobei die Formstabilität unter Temperaturbe- lastung und die Dichte gemessen ist.
EMI3.1
<tb>
Beispiel <SEP> 1: <SEP> Teile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Calciumaluminatzement <SEP> (80% <SEP> AI203) <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb> Wollastonit <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aufgeschäumt <SEP> mit <SEP> 0,4 <SEP> Teilen <SEP> Proteinschäumer <SEP> ergibt <SEP> : <SEP> Dichte <SEP> Schwund
<tb>
<tb>
<tb> kg/dm3 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> Trocknung <SEP> bei <SEP> 110 C <SEP> 0,51 <SEP> ca. <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> 4h <SEP> bei <SEP> 1000 C <SEP> 0,44 <SEP> ca. <SEP> 0,6
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> 4h <SEP> bei <SEP> 1200 C <SEP> 0,44 <SEP> ca. <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dichte <SEP> und <SEP> Schwund <SEP> wurden <SEP> nach <SEP> Abkühlen <SEP> auf <SEP> Raumtemperatur <SEP> gemessen
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> :
<SEP> Teile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Calciumaluminatzement <SEP> (70% <SEP> Al2O3) <SEP> 40
<tb>
<tb> Kalziniertes <SEP> Metakaolin <SEP> 15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Wollastonit <SEP> 15
<tb>
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aufgeschäumt <SEP> mit <SEP> 0,4 <SEP> Teilen <SEP> Proteinschäumer <SEP> ergibt <SEP> : <SEP> Schwund
<tb>
<tb>
<tb> kg/dm3 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> Trocknung <SEP> bei <SEP> 110 C <SEP> 0,71 <SEP> ca. <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> 4h <SEP> bei <SEP> 1000 C <SEP> 0,65 <SEP> ca. <SEP> 0,9
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> 4h <SEP> bei <SEP> 1200 C <SEP> 0,54 <SEP> ca. <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> :
<SEP> Teile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Calciumaluminatzement <SEP> (40% <SEP> AI203) <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb> Kalziniertes <SEP> Metakaolin <SEP> 15
<tb>
<tb>
<tb> Wollastonit <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aufgeschäumt <SEP> mit <SEP> 0,4 <SEP> Teilen <SEP> Proteinschäumer <SEP> ergibt <SEP> : <SEP> Schwund
<tb>
<tb>
<tb> kg/dm3 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> Trocknung <SEP> bei <SEP> 110 C <SEP> 0,68 <SEP> ca. <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> 4h <SEP> bei <SEP> 1000 C <SEP> 0,60 <SEP> ca. <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> :
<SEP> Teile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Calciumaluminatzement <SEP> (40% <SEP> AI203) <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Geblähtes <SEP> Glasgranulat <SEP> 0,5-1 <SEP> mm <SEP> 18
<tb>
<tb>
<tb> Mikrohohlglaskugeln <SEP> 0,5
<tb>
<tb>
<tb> Wollastonit <SEP> 14
<tb>
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb> Wasser <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aufgeschäumt <SEP> mit <SEP> 0,4 <SEP> Teilen <SEP> Proteinschäumer <SEP> ergibt <SEP> : <SEP> Schwund
<tb>
<tb>
<tb> kg/dm3 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> Trocknung <SEP> bei <SEP> 110 C <SEP> 0,48 <SEP> ca. <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> 4h <SEP> bei <SEP> 1000 C <SEP> 0,39 <SEP> ca. <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> :
<SEP> Teile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Calciumaluminatzement <SEP> (40% <SEP> AI203) <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb> Portland <SEP> Zement <SEP> 42,5 <SEP> 60
<tb>
<tb>
<tb> Wollastonit <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 43
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aufgeschäumt <SEP> mit <SEP> 0,1 <SEP> Teilen <SEP> ionischen <SEP> Tensidschäumer <SEP> ergibt <SEP> : <SEP> Schwund
<tb>
<tb>
<tb> kg/dm3 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> Trocknung <SEP> bei <SEP> 110 C <SEP> 0,72 <SEP> ca. <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> :
<SEP> Teile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Portland <SEP> Schnellzement <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Portland <SEP> Zement <SEP> 42,5 <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb> Wollastonit <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aufgeschäumt <SEP> mit <SEP> 0,1 <SEP> Teilen <SEP> ionischen <SEP> Tensidschäumer <SEP> ergibt <SEP> : <SEP> Schwund
<tb>
<tb>
<tb> kg/dm3 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> Trocknung <SEP> bei <SEP> 110 C <SEP> 0,61 <SEP> ca. <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> : <SEP> Teile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Baugips <SEP> 66
<tb>
<tb>
<tb> Wollastonit <SEP> 33
<tb>
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 60
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aufgeschäumt <SEP> mit <SEP> 0,5 <SEP> Teilen <SEP> Proteinschäumer <SEP> ergibt <SEP> :
<SEP> Schwund
<tb>
<tb>
<tb> kg/dm3 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> Trocknung <SEP> bei <SEP> 110 C <SEP> 0,75 <SEP> ca. <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Nach <SEP> 4h <SEP> bei <SEP> 1000 C <SEP> 0,64 <SEP> ca. <SEP> 1
<tb>
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.
Claims (13)
- PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydraulisch abbindende Masse aus hydraulisch abbindendem Bindemittel, Fasern und Füllstoffen zur Herstellung von temperaturbeständigen Bauteilen mit Schaumstruktur, da- durch gekennzeichnet, dass, alles bezogen auf die Trockenmischung, als Bindemittel temperaturbeständige Bindemittel in einer Menge von 20-90%, insbesondere 30-50%, als Fasern temperaturbeständige Fasern in einer Menge von 10-80%, insbesondere 20-60%, und Füllstoffe in einer Menge von 0-50%, insbesondere 10-30%, enthalten sind, wobei zu dieser Mischung, bezogen auf die Gesamtmenge, 0,01-2% Schäumer und 20-70% Was- ser, gegebenenfalls als Schaum, zugesetzt sind. <Desc/Clms Page number 5>
- 2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse zusätzlich einen Be- schleuniger in einer Menge von 0,05-2,0% bezogen auf die Trockenmischung enthält.
- 3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse zusätzlich einen Schaumstabilisator in einer Menge von 0,005-2,0% bezogen auf die Trockenmi- schung enthält.
- 4. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Zement wie Portlandzement, Calciumaluminatzemente, Magnesit, Gips, und Mischungen derselben sind.
- 5. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasern mi- neralische Fasern, wie Calciumsilikatfasern z. B. Wollastonit, oder Zirkonfasern, und der- gleichen, zugesetzt sind.
- 6. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoffe formbeständige und/oder blähbare Minerale z. B. Aluminimumoxide, Zirkonoxid, Silikate, vulkanische Gesteine und dergleichen, zugesetzt sind.
- 7. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoffe reaktive Füllstoffe z.B. Flugasche, Mikrosilika, Metakaolin und dergleichen, zugesetzt sind.
- 8. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoffe geblähte Leichtfüllstoffe z. B. Perlite, Blähglas, Mikrohohlkugeln und dergleichen, zugesetzt sind.
- 9. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Schäumer organische tensioaktive Substanzen, z. B. ionische und nichtionogene Tenside, Saponine, Betaine, Proteinschäumer, Polypeptide und deren Mischungen zugesetzt sind.
- 10. Masse nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Stabilisato- ren organische Substanzen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus : Xanthangummi, Guarmehl, Alginate und dergleichen, zugesetzt sind.
- 11. Masse nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Beschleuniger wie z. B. Warmwasser und/oder Lithiumcarbonat und/oder Calciumformiat zugesetzt ist.
- 12. Masse nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Verflüssiger wie z.B. Naphtalinsulfonate, Melaminsulfonate, Ligninsulfonate und/oder Polycarboxylether zugesetzt ist.
- 13. Masse nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Verdicker wie z. B. Polyacrylat, Polyurethan und ähnliche zugesetzt ist.
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|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20150815 |