DE19902025A1 - Building element with good thermal insulation, consists of a foam with a cellular structure and low density - Google Patents
Building element with good thermal insulation, consists of a foam with a cellular structure and low densityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelement aus Schaumstoff, vorzugsweise Hartschaum stoff, mit einer zelligen Materialstruktur und geringer Dichte sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelementes.The invention relates to a component made of foam, preferably rigid foam fabric with a cellular material structure and low density as well as a process for Production of such a component.
Bauelemente aus Schaumstoff sind als Isolationsbaustoffe aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Dabei handelt es sich um künstlich hergestellte Werkstoffe mit zelliger Struktur und geringer Dichte. Sie zeichnen sich außerdem durch geringe Wärmeleitfähigkeit aus, wodurch diese Bauelemente oft als Wärmeisolierung z. B. zum Isolieren von Außenwänden eingesetzt werden. Zur Herstellung von Schaumstoffen werden geschmolzene Thermoplaste oder niedermolekulare Vorstufen von Duromeren mit Gasen oder Treibmitteln verschäumt. Insbesondere bei der Herstellung von Polystyrol-Partikel-Schaumstoff (Styropor) wird grießartiges Polystyrol mit Polyäther als Treibmittel bei etwa 100°C zu kleinen Bläschen vorgeschäumt. Diese werden anschließend zu Blöcken oder Formteilen mit einer Dichte von 10 bis 100 kg/m3 verschweißt bzw. verschmolzen. Components made of foam are already known as insulation building materials from the prior art. These are artificially produced materials with a cellular structure and low density. They are also characterized by low thermal conductivity, which makes these components often used as thermal insulation z. B. can be used to insulate external walls. Molten thermoplastics or low molecular weight precursors of thermosets are foamed with gases or blowing agents to produce foams. In particular in the production of polystyrene particle foam (styrofoam), gritty polystyrene with polyether as a blowing agent is pre-foamed to small bubbles at about 100 ° C. These are then welded or fused into blocks or molded parts with a density of 10 to 100 kg / m 3 .
Bisher bekannte Bauelemente aus Schaumstoff weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie einen hohen Diffusionswiderstandsfaktor aufweisen, wodurch die Wasserdampf-Diffusion erschwert wird. Diese Eigenschaft spielt jedoch insbesondere bei Aufbau von Außenwänden eine wesentliche Rolle. Unter Wasserdampf-Diffusion wird die Bewegung von Wasserdampf von Stellen mit höherem zu solchen mit niederem Dampfdruck verstanden.However, previously known components made of foam have the disadvantage that they have one have a high diffusion resistance factor, which makes water vapor diffusion difficult becomes. However, this property plays a role particularly when building external walls essential role. Water vapor diffusion is the movement of water vapor from Understand places with higher to those with lower vapor pressure.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bauelementes derart weiterzuentwickeln, dass das Bauelement bei einem hohen Wärmedurchgangswiderstand einen niedrigen Dampfdiffusionsfaktor aufweist. Auch soll das Bauelement zum Aufbau eines Wandaufbaus geeignet sein.The present invention is based on the problem of a component and a method to develop the device in such a way that the device at a high thermal resistance has a low vapor diffusion factor. Also the component should be suitable for building a wall structure.
Das Problem wird durch ein Bauelement gelöst, das eine kapillare Materialstruktur aufweist. Nach dem Stand der Technik weisen Bauelemente aus Schaumstoff eine geschlossenzellige Struktur auf, wobei die einzelnen Partikel bzw. aufgeschäumten Bläschen dicht aneinander liegen, wodurch jegliche Dampfdiffusion verhindert wird. Durch die kapillare Material struktur, d. h. kapillare Kanäle zwischen den aufgeschäumten Bläschen, ist die Möglichkeit gegeben, dass das Bauelement wasserdampfdurchlässig ist.The problem is solved by a component that has a capillary material structure. According to the prior art, components made of foam have a closed cell Structure, with the individual particles or foamed bubbles close together lie, which prevents any vapor diffusion. Through the capillary material structure, d. H. capillary channels between the foamed vesicles is the possibility given that the component is permeable to water vapor.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Bauelement aus zumindest bereichsweise miteinander verschmolzenen Polystyrol-Partikeln, vorzugsweise aus geschäum ten, geschlossenen Polystyrol-Kugeln, wobei zwischen den Partikeln kapillare Kanäle zur Bildung der kapillaren Materialstruktur ausgebildet sind. Dabei handelt es sich um einen Hartschaumstoff, der sich besonders durch seinen hohen Verformungswiderstand und seine geringe elastische Verformbarkeit auszeichnet.In a particularly preferred embodiment, the component consists of at least in some areas fused polystyrene particles, preferably made of foam ten, closed polystyrene balls, whereby capillary channels between the particles for Formation of the capillary material structure are formed. It is a Rigid foam, which is particularly characterized by its high resistance to deformation and its low elastic deformability.
Auf diese Weise ist das Bauelement wasserdampfdurchlässig und weist einen Diffusions widerstandsfaktor von ≦ 30 µ auf. Gleichzeitig können sehr hohe Wärmedurchgangswider stände im Bereich von 0,040 m2K/W erzielt werden.In this way, the component is permeable to water vapor and has a diffusion resistance factor of ≦ 30 µ. At the same time, very high thermal resistance in the range of 0.040 m 2 K / W can be achieved.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Bauelement zur Bildung eines Wandaufbaus, vorzugsweise einer Außenwand ausgebildet ist. Dabei ist das Bauelement als Formbaustein mit zumindest zwei Seitenwandungen ausgebildet, die über zumindest einen integralen Steg miteinander verbunden sind.Another preferred embodiment is characterized in that the component is formed to form a wall structure, preferably an outer wall. It is Component designed as a molded block with at least two side walls that over at least one integral web are connected to one another.
Als Ausführungsform mit eigenständigem Erfindungscharakter wird ein Wandaufbau be schrieben, der zumindest ein zuvor beschriebenes Bauelement umfasst. Der Wandaufbau zeichnet sich dadurch aus, dass das Bauelement als Formbaustein mit zumindest zwei Seitenwandungen ausgebildet ist, die über zumindest einen integralen Steg beabstandet miteinander verbunden sind, wobei die Formbausteine zur Bildung des Wandaufbaus form schlüssig ineinandergreifen, so dass die einzelnen Seitenwandungen jeweils eine innere und eine äußere Wandfläche bilden und wobei ein zwischen den Seitenwandungen gebildeter Hohlraum mit einem Füllmaterial ausgefüllt ist und wobei die innere und äußere Wandfläche zumindest eine weitere Beschichtung aufweisen. Hierdurch wird ein Wandelement mit einem sehr hohen Wärmedurchgangswiderstand, aber einem niedrigen Diffusionswiderstandsfaktor zur Verfügung gestellt. Des Weiteren zeichnet sich der Wandaufbau aufgrund der verwende ten Baustoffe als absolut wohngesund und trocken aus. Insbesondere werden die Anforderun gen an ein Niedrigenergiehaus übertroffen, da der K-Wert je nach Wandausführung in einem Bereich von 0,19 bis 0,34 W/m2K beträgt.As an embodiment with an independent inventive character, a wall structure is described which comprises at least one previously described component. The wall structure is characterized in that the component is designed as a molded block with at least two side walls, which are connected to one another at a distance via at least one integral web, the molded blocks interlocking to form the wall structure, so that the individual side walls each have an inner and form an outer wall surface and wherein a cavity formed between the side walls is filled with a filling material and wherein the inner and outer wall surfaces have at least one further coating. This provides a wall element with a very high thermal resistance, but a low diffusion resistance factor. Furthermore, due to the building materials used, the wall structure is absolutely healthy and dry. In particular, the requirements for a low-energy house are exceeded, since the K-value is in a range of 0.19 to 0.34 W / m 2 K, depending on the wall version.
Das Füllmaterial ist vorzugsweise als Leichtbeton ausgebildet, wobei es sich dabei um einen ökologischen Baustoff handelt, der hauptsächlich aus Dämmstoffanteilen, wie z. B. gebrann ten Tonkugeln aus Basaltstoffen, monolithischen oder geschäumten Granulaten mit einer Mischung aus gebranntem Kalkstein (Zement) und Gips besteht.The filling material is preferably designed as a lightweight concrete, which is a ecological building material that mainly consists of insulating material, such as. B. burned clay balls made of basalt materials, monolithic or foamed granules with a Mixture of burnt limestone (cement) and plaster.
Die auf die Wandfläche aufgebrachte weitere Beschichtung ist außenwandseitig als eine Folge aus Zementgrundputz, Leichtdämmschutz und monolithischem Strukturputz und wandinnen seitig als Gipsgrundputz bzw. Gipsputz ausgebildet. Zur Verstärkung der Grundputze können Gewebeeinlagen eingebracht werden. Selbstverständlich kann die Beschichtung auch als Plattenelement, vorzugsweise Zementbauplatte, ausgebildet werden.The further coating applied to the wall surface is a consequence of the outer wall made of cement base plaster, light insulation and monolithic structural plaster and inside the wall trained as gypsum base plaster or gypsum plaster. To reinforce the base plasters Tissue inserts are introduced. Of course, the coating can also be used as Plate element, preferably cement board, are formed.
Schließlich zeichnet sich der Wandaufbau durch einen hohen Schalldämmwert im Bereich von 54 dB aus. Finally, the wall structure is characterized by a high sound insulation value in the area from 54 dB.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes aus Schaumstoff, vorzugsweise Hartschaumstoff, werden geschmolzene Thermoplaste mit einem Treibmittel zu kleinen Partikeln vorgeschäumt und zu einer geschlossenzelligen Materialstruktur verschmolzen.In a method for producing a component made of foam, preferably Rigid foam, melted thermoplastics become small with a blowing agent Pre-foamed particles and fused into a closed-cell material structure.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass an das Bauelement eine Spannung angelegt wird, wobei aufgrund von in dem Material enthaltener Restfeuchtigkeit ein Stromfluss zumindest im Grenzbereich zwischen den angrenzenden Partikeln erzeugt wird und dass die Stromflusswege ein Netz von kapillaren Kanälen bilden.The method according to the invention is particularly characterized in that the Component a voltage is applied, due to the contained in the material Residual moisture is a current flow at least in the border area between the adjacent ones Particles is generated and that the current flow paths form a network of capillary channels.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausgenutzt, dass der Schaumstoff nach seiner Herstellung eine Restfeuchte von ca. 38% besitzt. Diese Restfeuchte wird als Stromleiter benutzt, indem das Bauelement einer Spannung ausgesetzt wird, die einen Stromfluss innerhalb des Bauelementes bewirkt.In the method according to the invention, use is made of the fact that the foam after it Production has a residual moisture of approx. 38%. This residual moisture is called an electrical conductor used by exposing the device to a voltage that causes current to flow effected within the component.
Vorzugsweise ist die Spannung als Spannungsstoß mit einer Spannung im Bereich von 100.000 Volt ausgelegt. Die kapillaren Kanäle erstrecken sich entlang der Strombahnen, die aufgrund eines Schmelzvorganges von zwischen den Partikeln enthaltener Feuchtigkeit gebildet werden. Dabei wird die Feuchtigkeit erwärmt, wodurch ein Kontaktbereich zwischen den einzelnen Partikeln zumindest teilweise aufgeschmolzen wird. Als Grundmaterial wird vorzugsweise Polystyrol verwendet.The voltage is preferably a voltage surge with a voltage in the range of 100,000 volts. The capillary channels extend along the current paths that due to a melting process of moisture contained between the particles be formed. This heats up the moisture, creating a contact area between the individual particles are at least partially melted. As the basic material preferably polystyrene used.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention result not only from the Claims, the features to be extracted from these - individually and / or in combination -, but also from the following description of one of the drawings preferred embodiment.
Die einzige Figur zeigt einen Wandaufbau 10, bei dem ein Bauelement 12 aus Schaumstoff, vorzugsweise Hartschaumstoff, mit einer geschlossenzelligen Materialstruktur und geringer Dichte Anwendung findet. Das Bauelement 12 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es eine kapillare Materialstruktur aufweist. In bevorzugter Ausführungsform besteht das Bauelement 12 aus zumindest bereichsweise miteinander verschmolzenen Polystyrol-Partikeln, vorzugsweise aus geschäumten, geschlossenen Polystyrol-Kugeln, wobei zwischen den Partikeln kapillare Kanäle zur Bildung der kapillaren Materialstruktur ausgebildet sind. Dadurch wird das Bauelement 12 wasserdampfdurchlässig und hat einen Diffusionswider standsfaktor von ≦ 30 µ.The single figure shows a wall structure 10 , in which a component 12 made of foam, preferably rigid foam, with a closed-cell material structure and low density is used. The component 12 is characterized in particular by the fact that it has a capillary material structure. In a preferred embodiment, the component 12 consists of polystyrene particles which are fused together at least in regions, preferably of foamed, closed polystyrene balls, capillary channels being formed between the particles to form the capillary material structure. As a result, the component 12 is permeable to water vapor and has a diffusion resistance factor of ≦ 30 μ.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Bauelement zur Bildung eines Wandaufbaus, vorzugsweise einer Außenwand, verwendet. Dazu ist das Bauelement 12 als Formbaustein mit zumindest zwei Seitenwandungen 14, 16 ausgebildet, die über zumindest einen integralen Steg 18 miteinander verbunden und mit Abstand zueinander angeordnet sind.In the exemplary embodiment shown here, the component is used to form a wall structure, preferably an outer wall. For this purpose, the component 12 is designed as a molded component with at least two side walls 14 , 16 , which are connected to one another via at least one integral web 18 and are arranged at a distance from one another.
Der Wandaufbau 10 umfasst einen oder mehrere Formbausteine 12, wobei die Formbausteine formschlüssig ineinandergreifen und wobei die Seitenwandungen 14, 16 jeweils eine äußere und eine innere Wandfläche 20, 22 bilden. Zwischen den Seitenwandungen 14, 16 des Formbausteins 12 ist ein Hohlraum vorhanden, der mit einem Füllmaterial 24, das vorzugs weise aus Leichtbeton besteht, ausgefüllt wird. Leichtbeton ist ein ökologischer Baustoff, der hauptsächlich aus Dämmstoffanteilen, wie z. B. gebrannten Tonkugeln aus Basaltstoffen, monolithischen oder geschäumten Granulaten mit einer Mischung aus gebranntem Kalkstein (Zement) und Gips besteht.The wall structure 10 comprises one or more molded blocks 12 , the molded blocks interlocking and the side walls 14 , 16 each forming an outer and an inner wall surface 20 , 22 . Between the side walls 14 , 16 of the mold block 12 there is a cavity which is filled with a filling material 24 , which preferably consists of lightweight concrete. Lightweight concrete is an ecological building material that mainly consists of insulating material, such as B. fired clay balls made of basalt, monolithic or foamed granules with a mixture of fired limestone (cement) and plaster.
Die innere und äußere Wandfläche 20, 22 ist jeweils mit einer kontinuierlichen Beschichtung 24, 26 bedeckt. Die Beschichtung 24 der inneren Wandoberfläche 20 ist dabei als Gips grundputz bzw. Gipsputz ausgebildet, wobei die Beschichtung 26 der äußeren Wandfläche 22 als Zementgrundputz ausgebildet ist. Auf dem Zementgrundputz wird zur Wärme- und Schallisolierung ein Leichtdämmschutz 28 aufgebracht, auf den wiederum ein mineralischer Strukturputz 30 aufgebracht ist.The inner and outer wall surfaces 20 , 22 are each covered with a continuous coating 24 , 26 . The coating 24 of the inner wall surface 20 is designed as gypsum plaster or gypsum plaster, the coating 26 of the outer wall surface 22 being designed as a cement base plaster. A light insulation protection 28 is applied to the basic cement plaster for heat and sound insulation, on which in turn a mineral structural plaster 30 is applied.
Zur Verstärkung der auf den Wandflächen aufgebrachten Putzschichten können diese mit einer Gewebeeinlage versehen werden.To reinforce the plaster layers applied to the wall surfaces, you can use be provided with a fabric insert.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wandaufbau 10 mit einer integrierten Decken randschalung 32 ausgebildet, wobei die außenliegende Seitenwandung eines deckenseitigen Formbausteins 12 zur Bildung eines im Querschnitt L-förmigen Absatzes über den Rand des Formbausteins hinaus ausgebildet ist, um auf diese Weise eine Deckenrandschalung zur Verfügung zu stellen.In the exemplary embodiment shown, the wall structure 10 is designed with an integrated ceiling edge formwork 32 , the outer side wall of a ceiling-side molded block 12 being designed to form a shoulder with an L-shaped cross section beyond the edge of the molded block, in order in this way to provide a ceiling edge formwork put.
Der so ausgebildete Wandaufbau 10 kann als Umfassungswand eines Erd- bzw. Obergeschos ses eines Bauwerkes verwendet werden.The wall structure 10 formed in this way can be used as a peripheral wall of a ground or upper floor of a building.
Durch die Verwendung der wasserdampfdurchlässigen Formbausteine 12 aus Hartschaum erhält der gesamte Wandaufbau einen sehr hohen Wärmedurchgangswiderstand bei einem niedrigen Diffusionswiderstandsfaktor. Der Diffusionswiderstandsfaktor liegt vorzugsweise im Bereich ≦ 30 µ.By using the water vapor permeable molded blocks 12 made of hard foam, the entire wall structure is given a very high thermal resistance with a low diffusion resistance factor. The diffusion resistance factor is preferably in the range ≦ 30 µ.
Die Wanddicke beträgt mindestens 27,8 cm bei folgendem Aufbau, von außen nach innen
ausgeführt:
The wall thickness is at least 27.8 cm with the following structure, executed from the outside in:
- - mineralischer Strukturputz (30)- mineral structural plaster ( 30 )
- - 20 mm Leichtdämmschutz (28)- 20 mm light insulation ( 28 )
- - 50 mm kapillares, wasserdampfdurchlässiges Hartschaumelement (16)- 50 mm capillary, water vapor permeable rigid foam element ( 16 )
- - 150 mm Leichtbeton (24)- 150 mm lightweight concrete ( 24 )
- - 50 mm kapillares, wasserdampfdurchlässiges Hartschaumelement (14)- 50 mm capillary, water vapor permeable rigid foam element ( 14 )
- - Gipsgrundputz mit Gewebeeinlage (20) und/oder Gipsputz, glatt- Gypsum base plaster with fabric insert ( 20 ) and / or gypsum plaster, smooth
Bei einem derartigen Wandaufbau können K-Werte im Bereich von 0,19 bis 0,34 W/n2K erreicht werden.With such a wall structure, K values in the range from 0.19 to 0.34 W / n 2 K can be achieved.
Die Herstellung der zum Aufbau des Wandaufbaus 10 benötigten Bauelemente 12 aus Schaumstoff, vorzugsweise Hartschaumstoff, wird im Folgenden beschrieben. Zunächst werden geschmolzene Thermoplaste mit einem Treibmittel zu Körpern wie Bläschen vor geschäumt und zu einer geschlossenzelligen Materialstruktur verschmolzen. Als Basis werden Polystyrol-Formsteine mit Hohlkörper verwendet. Diese besitzen nach der Herstellung eine Restfeuchte von ca. 38%, die jedoch innerhalb weniger Stunden verdunstet. The production of the components 12 required for the construction of the wall structure 10 from foam, preferably rigid foam, is described below. First, melted thermoplastics are foamed with a blowing agent to form bodies such as bubbles and melted into a closed-cell material structure. Polystyrene blocks with hollow bodies are used as the basis. After production, these have a residual moisture of approx. 38%, which, however, evaporates within a few hours.
Unmittelbar nach der Herstellung werden die Bauelemente mit einer Spannung, bzw. einem Spannungsstoß in einer Höhe von ca. 100.000 Volt beaufschlagt, wodurch in der geschlossen zelligen Materialstruktur ein Stromfluss entsteht. Die Spannungsbeaufschlagung erfolgt nach Art eines Kondensators, wobei das Bauelement seitlich mit leitenden Platten in Berührung kommt, an denen die Spannung angelegt wird. Aufgrund des elektrischen Feldes entsteht ein Stromfluss, der sich seinen Weg zwischen den verschmolzenen Körpern bzw. Polystyrol- Kugeln sucht, wodurch aufgrund der vorhandenen Feuchtigkeit Schmelz-Verdampfungswärme zwischen den Körpern bzw. Kugeln entsteht. Auf diese Weise wird ein Netz von kapillaren Kanälen gebildet, die einen Wasserdampf-Widerstandsfaktor 30 µ ermöglichen. Dabei bilden sich Kanäle entlang der Strombahnen, die aufgrund eines Schmelzverdunstungsvor gangs von zwischen den Körpern bzw. Kugeln gelagerter Feuchtigkeit gebildet werden.Immediately after production, the components with a voltage, or a Voltage surge at a height of approximately 100,000 volts, which in the closed cellular material structure creates a current flow. The voltage is applied after Kind of a capacitor, the component laterally in contact with conductive plates comes to which the voltage is applied. Due to the electric field, a Flow of electricity that finds its way between the fused bodies or polystyrene Balls seeks, which, due to the moisture present, causes heat of melting and evaporation arises between the bodies or balls. In this way, a network of capillaries Channels formed that allow a water vapor resistance factor of 30 µ. Here Channels form along the current paths, which are due to melt evaporation are formed by moisture stored between the bodies or balls.
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DE19902025A Withdrawn DE19902025A1 (en) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Building element with good thermal insulation, consists of a foam with a cellular structure and low density |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19902025A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1270837A2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-02 | Austyrol Dämmstoffe Ges.m.b.H. | Heat insulation of walls and/or ceilings in buildings |
EP1347118A1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-09-24 | Gefinex Gesellschaft für Innovative Extrusionsprodukte mbh | Polyethylene foam with low dynamic stiffness |
DE102005011970A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | SLT Systemtechnik Ladungsträger GmbH | Prefabricated garage or other building has walls formed by plates with polypropylene honeycomb or foam core between two outer layers |
-
1999
- 1999-01-20 DE DE19902025A patent/DE19902025A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1270837A2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-02 | Austyrol Dämmstoffe Ges.m.b.H. | Heat insulation of walls and/or ceilings in buildings |
EP1270837A3 (en) * | 2001-06-28 | 2003-12-03 | Austyrol Dämmstoffe Ges.m.b.H. | Heat insulation of walls and/or ceilings in buildings |
EP1347118A1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-09-24 | Gefinex Gesellschaft für Innovative Extrusionsprodukte mbh | Polyethylene foam with low dynamic stiffness |
DE102005011970A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | SLT Systemtechnik Ladungsträger GmbH | Prefabricated garage or other building has walls formed by plates with polypropylene honeycomb or foam core between two outer layers |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |