WO2014096701A1 - Lightweight concrete or mortar composition comprising an aqueous foam - Google Patents
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Definitions
- aqueous foam within the meaning of the present invention defines any type of foam obtained by a disordered stack of gas bubbles in an aqueous phase, in particular in a soapy liquid.
- a soap-like liquid comprises water and at least one surfactant compound.
- the aqueous foam is one of the constituents of the concrete or mortar composition, which implies that it is already pre-formed when it is mixed with the other constituents.
- the combination of an aqueous foam with light aggregates makes it possible to obtain porous concrete or mortar structures, of low density, in which the porosity is homogeneously distributed. Despite high porosity, these structures exhibit good airtightness and excellent compressive strength.
- At least one cationic surfactant salt selected from one of the following compounds of the general formula: for which R is an aliphatic chain of 8 to 24 carbon atoms; F3 ⁇ 4 is a group selected from alkyls having 1 to 16 carbon atoms, hydroxyalkyls having 1 to 16 carbon atoms, a benzyl group, a group which taken together with the nitrogen of formula (I) gives a heterocycle optionally substituted with at least one fluorine atom; F3 ⁇ 4 and F3 ⁇ 4 are selected from groups consisting of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, the hydroxyalkyls containing 1 to 6 carbon atoms, a hydrogen atom, a benzyl group, a group which, taken together with the nitrogen of the formula (I), gives a heterocycle optionally substituted by at least one fluorine atom; and X is a counter-ani on,
- Cationic and anionic surfactants may be included in a single aqueous phase which is stirred vigorously to cause foaming.
- the aqueous foam can also be prepared from two-component kits marketed by Al lied Foam (referenced 425 A and 510 B). Such kits consist of a first aqueous mixture containing an anionic surfactant and a second aqueous mixture comprising a cationic surfactant and a latex.
- the preparation of the composition can be carried out at two different sites.
- the products A and B obtained from the comparative compositions A and B did not make it possible to obtain chimney elements and reeds in the air.
- the resulting structures are open and let the air through.
Abstract
The present invention relates to a fresh concrete or mortar composition having a density comprised between 500 and 1400 kg/m3 in the fresh state, comprising at least: lightweight aggregates of density comprised between 400 and 1000 kg/m3, a mineral binder chosen from hydraulic binders, sources of calcium sulphates and lime, an aqueous foam, and water.
Description
O0MPO9TI0N DE BÉTON OU MORTIER ALLÉGÉ COMPRENANT UNE MOUSSE CONCRETE OR LIGHT-MORTAR MORTAR COMPRISING FOAM
AQUEUSE WATER
La présente invention concerne une composition de béton ou mortier frais allégé, son procédé de préparation, ainsi que des produits susceptibles d' être obtenus à parti r d' une tel le composition durcie, et leurs procédés de fabrication. The present invention relates to a lightened fresh concrete or mortar composition, to a process for its preparation, to products obtainable from such a cured composition, and to processes for their manufacture.
De nombreux travaux dans le domaine de la construction portent actuel lement sur la recherche de matériaux et produits allégés, qui , étant moins denses, exercent moi ns de contraintes sur le support sur lequel ils sont déposés et permettent ainsi d' obtenir des structures pl us légères. Il reste toutefois i mportant que ces matériaux gardent de bonnes propriétés tant mécaniques (tenue mécanique, résistance aux chocs, résistance aux divers stress mécaniques) que t hermiques. Many works in the field of construction are currently focused on the search for lighter materials and products, which, being less dense, exert me constraints on the support on which they are deposited and thus make it possible to obtain structures light. It remains important, however, that these materials retain good mechanical properties (mechanical strength, impact resistance, resistance to various mechanical stresses) and hermetic properties.
Les bétons ou mortiers sont composés de granulats et/ ou sables agglomérés par un l iant . Dans les bétons courants, les granulats sont des grains de pierre, graviers ou sable. Le mortier se disti ngue du béton par la taille des granulats présents dans sa composition, puisqu' un mortier est composé de sables ou granulats f ins agglomérés par un l iant . 3 les granulats ont un diamètre moyen supérieur à 8 mm, on parlera de béton. 3 leur diamètre est inférieur à 8 mm, on parlera de mortier. Un béton léger est caractérisé par une densité pl us faible qu' un béton courant, soit par son caractère caverneux, soit par uti lisation de granulats légers tels que les argi les expansées, les schistes expansés, des pouzzolanes, des pierres ponces, des polystyrènes expansés, des cénosphères notamment de cendres volantes, du verre expansé, de la vermicul ite ou de la perlite. Alors qu' un béton courant a une masse vol umique d' envi ron 2300 kg/ m3, un béton léger se caractérise de façon classique par une masse vol umique inférieure à 1800 kg/ m3. De la même manière, un mortier allégé comprend les mêmes types de granulats légers. Concretes or mortars are composed of aggregates and / or sands agglomerated by a lant. In common concretes, aggregates are grains of stone, gravel or sand. The mortar separates concrete from the size of the aggregates present in its composition, since a mortar is composed of sands or aggregates which are agglomerated by a lant. 3 the aggregates have a mean diameter greater than 8 mm, we speak of concrete. 3 their diameter is less than 8 mm, it will be called mortar. A light concrete is characterized by a lower density than a common concrete, either by its cavernous character or by the use of light aggregates such as expanded clay, expanded shale, pozzolana, pumice, polystyrene expanded, cenospheres including fly ash, expanded glass, vermiculite or perlite. While a common concrete has a density of about 2300 kg / m 3 , a light concrete is conventionally characterized by a density of less than 1800 kg / m 3 . In the same way, a lighter mortar includes the same types of light aggregates.
C' est dans ce cadre de recherche de nouveaux matériaux allégés et performants mécaniquement et t hermiquement que s' inscrit la présente invention.
La présente invention porte sur une composition de béton ou mortier frais allégé, c'est-à-dire dont la masse volumique est comprise entre 500 et 1400 kg/ m3, permettant d'obtenir des produits durcis légers, dont la résistance mécanique est notamment améliorée par rapport à des produits connus comprenant des granulats allégés. It is within this framework of research of new materials lightened and performing mechanically and hermetically that is inscribed the present invention. The present invention relates to a lightened fresh concrete or mortar composition, that is to say whose density is between 500 and 1400 kg / m 3 , making it possible to obtain light cured products, the mechanical strength of which is in particular improved compared to known products comprising lightweight aggregates.
L'invention a pour objet une composition de béton ou mortier frais présentant une masse volumique à l'état frais comprise entre 500 et 1400 kg/ m3, comprenant au moins : The subject of the invention is a fresh concrete or mortar composition having a fresh density of between 500 and 1400 kg / m 3 , comprising at least:
-des granulats légers de masse volumique comprise entre 400 et 1000 kg/ m3, lightweight aggregates with a density of between 400 and 1000 kg / m 3 ,
-un liant minéral choisi parmi les liants hydrauliques, les sources de sulfates de calcium et la chaux, a mineral binder chosen from hydraulic binders, sources of calcium sulphates and lime,
-une mousse aqueuse, et an aqueous foam, and
-de l'eau. -some water.
Grâce à cette composition, les inventeurs ont montré qu'il était possible d'obtenir des produits durcis légers, présentant de très bonnes performances mécaniques et d'isolant thermique. La réalisation de produits préfabriqués à partir de cette composition présente notamment l'avantage d'être facile à mettre en œuvre. Eh effet, la composition décrite possède une viscosité et une maniabilité telles qu'il est possible de la verser dans des moules ou coffrage puis de démouler facilement et rapidement les produits obtenus, puisqu'ils ont une tenue suffisante pour être démoulés à l'état frais, sans adhérer au moule. With this composition, the inventors have shown that it is possible to obtain light cured products having very good mechanical performance and thermal insulation. The production of prefabricated products from this composition has the advantage of being easy to implement. Indeed, the described composition has a viscosity and handling such that it can be poured into molds or formwork and then demold easily and quickly the products obtained, since they have sufficient strength to be demolded in the state fresh, without adhering to the mold.
Le terme de « mousse aqueuse » au sens de la présente invention définit tout type de mousse obtenu par un empilement désordonné de bulles de gaz dans une phase aqueuse, en particulier dans un liquide d'aspect savonneux. Un tel liquide d'aspect savonneux comprend de l'eau et au moins un composé tensioactif.
Au sens de la présente invention, la mousse aqueuse est un des constituants de la composition de béton ou de mortier, ce qui sous-entend qu' elle est déj à pré-formée lorsqu' on la mélange aux autres constituants. L' association d' une mousse aqueuse avec des agrégats légers permet d' obtenir des structures de béton ou mortier poreuses, de faible densité, dans lesquel les la porosité est distribuée de façon homogène. Malgré une porosité élevée, ces structures montrent une bonne étanchéité à l ' air et une excel lente résistance à la compression. The term "aqueous foam" within the meaning of the present invention defines any type of foam obtained by a disordered stack of gas bubbles in an aqueous phase, in particular in a soapy liquid. Such a soap-like liquid comprises water and at least one surfactant compound. For the purposes of the present invention, the aqueous foam is one of the constituents of the concrete or mortar composition, which implies that it is already pre-formed when it is mixed with the other constituents. The combination of an aqueous foam with light aggregates makes it possible to obtain porous concrete or mortar structures, of low density, in which the porosity is homogeneously distributed. Despite high porosity, these structures exhibit good airtightness and excellent compressive strength.
Les masses vol umiques de la composition de mortier ou béton selon la présente invention sont mesurées à l ' état frais, c'est-à-dire une fois que la composition comprend la mousse aqueuse et l ' eau. The volumic masses of the mortar or concrete composition according to the present invention are measured fresh, i.e., once the composition comprises aqueous foam and water.
Des mesures de masse volumiques peuvent également être effectuées sur des produits secs, après séchage et durcissement . Density measurements can also be performed on dry products after drying and curing.
La composition de béton ou mortier léger selon la présente invention comprend des granulats al légés préférentiel lement choisis parmi les argiles, verres ou schistes expansés, possédant une masse vol umique des particules comprise entre 400 et 1000 kg/ m3, de préférence entre 400 et 600 kg/ m3. The concrete composition or light mortar according to the present invention comprises alum granules preferably selected from clays, glasses or expanded shales, having a particle density of between 400 and 1000 kg / m 3 , preferably between 400 and 600 kg / m 3 .
La composition selon la présente i nvention peut comprendre, en pl us des granulats al légés, j usqu' à 20% en vol ume de granulats naturels ou artif iciels dont la masse vol umique des part icules est supérieure à 2300 kg/ m3 The composition according to the present invention may comprise, in addition to lightweight granules, up to 20% by volume of natural or artificial granules whose particle mass density is greater than 2300 kg / m 3.
La quantité totale de granulats représente entre 30 et 90% en volume, de préférence entre 50 et 70% en vol ume de la composition selon la présente invention. The total amount of aggregates is between 30 and 90% by volume, preferably between 50 and 70% by volume of the composition according to the present invention.
De façon préférée, ladite mousse aqueuse comprend le mélange des composés suivants : Preferably, said aqueous foam comprises the mixture of the following compounds:
a) au moi ns un sel de tensioactif cationique sélectionné parmi l ' un des composés suivants de formule générale :
pour laquel le R est une chaîne al iphatique de 8 à 24 atomes de carbones ; F¾ est un groupement sélectionné parmi les al kyles comportant 1 à 16 atomes de carbones, les hydroxyalkyles comportant 1 à 16 atomes de carbones, un groupement benzyle, un groupement qui , pris ensemble avec l ' azote de la formule (I), donne un hétérocycle éventuellement substitué par au moi ns un atome de fl uor ; F¾ et F¾ sont sélectionnés parmi les groupements constitués d' un groupement al kyle comportant 1 à 6 atomes de carbones, les hydroxyal kyles comportant 1 à 6 atomes de carbones, un atome d' hydrogène, un groupement benzyle, un groupement qui , pris ensemble avec l ' azote de la formule (I), donne un hétérocycle éventuel lement substitué par au moins atome de f l uor ; et X est un contre ani on, a) at least one cationic surfactant salt selected from one of the following compounds of the general formula: for which R is an aliphatic chain of 8 to 24 carbon atoms; F¾ is a group selected from alkyls having 1 to 16 carbon atoms, hydroxyalkyls having 1 to 16 carbon atoms, a benzyl group, a group which taken together with the nitrogen of formula (I) gives a heterocycle optionally substituted with at least one fluorine atom; F¾ and F¾ are selected from groups consisting of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, the hydroxyalkyls containing 1 to 6 carbon atoms, a hydrogen atom, a benzyl group, a group which, taken together with the nitrogen of the formula (I), gives a heterocycle optionally substituted by at least one fluorine atom; and X is a counter-ani on,
b) au moi ns un sel de tensioactif anionique sélectionné parmi l ' un des composés suivants de formule générale (II) : (b) at least one anionic surfactant salt selected from one of the following compounds of general formula (II):
ROC, Y (II) ROC, Y (II)
pour lequel R est une chaîne al iphatique de 10 à 24 atomes de carbones ; X est un groupement portant une charge négative sélectionné parmi les groupement carboxylate, sulfates et phosphate ; et Y est un contre cation sélectionné parmi les groupements ammonium, sodi um, potassium, calcium et magnésium ; for which R is an aliphatic chain of 10 to 24 carbon atoms; X is a charge-bearing group selected from carboxylate, sulphate and phosphate groups; and Y is a counter cation selected from ammonium, sodium, potassium, calcium and magnesium;
tel que le rapport de la teneur pondérale du sel de tensioactif cationique sur la teneur pondérale du sel de tensioactif anionique varie de 0.05 : 1 à 15 : 1 , de préférence de 0.2 : 1 à 5 : 1 , voi re même de 0.4 : 1 à 2.5 : 1. such that the ratio of the weight content of the cationic surfactant salt to the weight content of the anionic surfactant salt varies from 0.05: 1 to 15: 1, preferably from 0.2: 1 to 5: 1, even 0.4: 1 at 2.5: 1.
Ladite mousse aqueuse est formée d' un mélange d' au moi ns deux sels tensioactif s ioniques. Au sens de la présente invention, un « sel de tensioactif ionique » déf init un tensioactif pris ensemble avec le contre-ion qui l ui est associé.
Avantageusement, le sel de tensioactif cat ionique de la mousse aqueuse est sélectionné parmi les sels d'alkyltriméthyle ammonium contenant un groupement alkyle comportant 10 à 22 atomes de carbone, et est sélectionné de préférence parmi au moins l'un des composé suivants: le bromure (ou chlorure) de dodécyltriméthylammonium, le bromure (ou chlorure) de tetradecyltriméthylammonium, le bromure (ou chlorure) d' hexadecyltriméthylammonium, le bromure (ou chlorure) d'octadécyltriméthylammonium, le bromure (ou chlorure) de cétyltriméthylammonium, le chlorure de cétylbenzyldi met hyl ammonium, le bromure de cétyltriéthylammonium et le chlorure de tallowt ri mét hyl ammonium. De manière d'avantage préférée, le sel de tensioactif cationique est le chlorure de tallowtriméthylammonium. Said aqueous foam is formed of a mixture of at least one ionic surfactant salt. For the purposes of the present invention, an "ionic surfactant salt" defi nes a surfactant taken together with the associated counter ion. Advantageously, the cat ionic surfactant salt of the aqueous foam is selected from alkyltrimethylammonium salts containing an alkyl group containing 10 to 22 carbon atoms, and is preferably selected from at least one of the following compounds: bromide (or chloride) dodecyltrimethylammonium, tetradecyltrimethylammonium bromide (or chloride), hexadecyltrimethylammonium bromide (or chloride), octadecyltrimethylammonium bromide (or chloride), cetyltrimethylammonium bromide (or chloride), cetylbenzyldi chloride hyl ammonium, cetyltriethylammonium bromide and tallowylmethanyl ammonium chloride. More preferably, the cationic surfactant salt is tallowtrimethylammonium chloride.
De manière avantageuse, le sel de tensioactif anionique cité précédemment est sélectionné parmi au moins l'un des composés suivant : le stéarate d'ammonium, le stéarate de potassium, le stéarate de sodium, le stéarate de calcium et le stéarate de magnésium. Advantageously, the anionic surfactant salt mentioned above is selected from at least one of the following compounds: ammonium stearate, potassium stearate, sodium stearate, calcium stearate and magnesium stearate.
On peut également utiliser de manière alternative ou complémentaire des tensioactifs anioniques constitués d'un sel de métal alcalin d'un acide organique portant une chaîne aliphatique comportant 12 à 24 atomes de carbones, avantageusement un sel de sodium, de potassium ou d'ammonium (éventuellement substitué). It is also possible alternatively or additionally to use anionic surfactants consisting of an alkali metal salt of an organic acid carrying an aliphatic chain containing 12 to 24 carbon atoms, advantageously a sodium, potassium or ammonium salt ( optionally substituted).
Le groupement X de la formule générale (II) peut être un groupement carboxylate, sulfate ou sulfonate. On peut citer des sels de carboxylates comportant 12 à 24 atomes de carbone, sélectionnés par exemple parmi les sels: de myri state, de palmitate, de stéarate, d'oléate, ou de la base conjuguée de l'acide béhénique ; et en particulier les anions sélectionnés dérivés du savon par hydrolyse de triglycéride (saponification). On peut citer également d'autres carboxylates tels que ceux issus du traitement des acides gras du suif, comprenant notamment du palmitate, du stéarate et de l'oléate. D'autres bases conjuguées d'acides gras peuvent également être utilisée comme par exemple les savons gels douche comprenant des acides gras issus de sources naturelles telles que le suif, l'huile de coco ou bien encore l'huile de palme.
De préférence, les tensioactifs cationiques et anioniques de la mousse aqueuse sont compris dans deux phases aqueuses distinctes et sont mélangés dans les teneurs indiqués précédemment pour former la mousse. La préparation d' une tel le mousse aqueuse est décrite dans la demande WO 96/ 25475. The X group of the general formula (II) may be a carboxylate, sulphate or sulphonate group. Mention may be made of carboxylate salts having 12 to 24 carbon atoms, selected for example from the salts of: myri state, palmitate, stearate, oleate, or the conjugate base of behenic acid; and in particular the selected anions derived from soap by hydrolysis of triglyceride (saponification). Mention may also be made of other carboxylates such as those derived from the treatment of tallow fatty acids, especially comprising palmitate, stearate and oleate. Other conjugated bases of fatty acids may also be used, for example soap shower gels comprising fatty acids from natural sources such as tallow, coconut oil or even palm oil. Preferably, the cationic and anionic surfactants of the aqueous foam are comprised in two distinct aqueous phases and are mixed in the contents indicated above to form the foam. The preparation of such an aqueous foam is described in WO 96/25475.
Cette mousse aqueuse présente l ' avantage de rester stable, notamment lors du mélange des différents constituants de la composition de béton ou mortier de la présente invention. This aqueous foam has the advantage of remaining stable, especially when mixing the various constituents of the concrete or mortar composition of the present invention.
Les tensioactifs cationiques et anioniques peuvent être compris dans une seule et même phase aqueuse qui est agitée vigoureusement pour provoquer le moussage. Cationic and anionic surfactants may be included in a single aqueous phase which is stirred vigorously to cause foaming.
La mousse aqueuse peut également être préparée à partir de kits bicomposants commercialisés par la société Al lied Foam (référencés 425 A et 510 B). De tels kits sont constitués d' un premier mélange aqueux contenant un tensioactif anionique et d' un second mélange aqueux comprenant un tensioactif cationique et un latex. The aqueous foam can also be prepared from two-component kits marketed by Al lied Foam (referenced 425 A and 510 B). Such kits consist of a first aqueous mixture containing an anionic surfactant and a second aqueous mixture comprising a cationic surfactant and a latex.
Le volume de mousse aqueuse présente dans la composition selon la présente invention représente entre 5 et 50% de préférence entre 5 et 30% du vol ume total de ladite composition. The volume of aqueous foam present in the composition according to the present invention represents between 5 and 50%, preferably between 5 and 30% of the total volume of said composition.
Le l iant minéral présent dans la composition selon la présente i nvention peut être un l iant hydraul ique choisi parmi les ci ments Portland, les ci ments alumi neux, les ci ments sulfoal umineux, les ci ments béli tiques, les laitiers de haut fourneau, les ci ments de mélange pouzzolaniques comprenant éventuel lement des cendres volantes, des f umées de sil ice, du calcaire, du schiste calciné et/ ou des pouzzolanes naturel les ou calcinées, seuls ou en mélange. The inorganic mineral present in the composition according to the present invention can be a hydraulic fluid chosen from Portland elements, alumina elements, sulphoaluminous elements, belicylic elements, blast furnace slags. pozzolanic mixing compositions, possibly including fly ash, silicate fumes, limestone, calcined shale and / or natural or calcined pozzolans, singly or in combination.
II peut être également une source de sulfate de calcium et être choisi parmi le plâtre ou hémi hydrate, le gypse et/ ou l ' anhydrite. It may also be a source of calcium sulphate and may be chosen from plaster or hemihydrate, gypsum and / or anhydrite.
Il peut également être de la chaux. It can also be lime.
Ces différents types de l iants peuvent être uti lisés seuls ou en mélange. These different types of lants can be used alone or in mixture.
Le l iant minéral représente 5 à 30%du poids total de la composition.
La composition selon la présente invention est une composition de mortier ou béton humide et comprend par conséquent de l'eau. La première fonction de l'eau de gâchage est d'assurer l'hydratation du liant minéral. La seconde est de conférer au béton ou mortier la maniabilité suffisante pour qu'il puisse être mise en œuvre pour l'application souhaitée. The mineral lant represents 5 to 30% of the total weight of the composition. The composition according to the present invention is a mortar or wet concrete composition and therefore comprises water. The first function of the mixing water is to ensure the hydration of the mineral binder. The second is to give the concrete or mortar sufficient maneuverability so that it can be implemented for the desired application.
La quantité d'eau présente dans la composition dépend notamment des granulats utilisés. De façon classique, le rapport E¾ff/C correspondant au rapport entre la quantité d'eau efficace et la quantité de liant minéral varie entre 0.2 et 0.8. L'eau efficace est l'eau qui sert à l'hydratation du liant minéral. Ble est différente de la quantité d'eau totale introduite dans la composition, puisqu'une partie de cette eau totale est absorbée par les granulats. La composition de béton ou mortier selon la présente invention comprend avantageusement d'autres additifs ou adjuvants lui conférant des propriétés particulières. On citera par exemple les agents rhéologiques tels que les plastifiants ou les superplastifiants, les agents rétenteurs d'eau, les agents épaississants, les agents de protection biocides, des agents dispersants, des pigments, des accélérateurs et/ ou retardateurs, et également d'autres agents permettant d'améliorer la prise, le durcissement et/ ou la stabilité du mortier ou béton après application, d'ajuster la couleur, la maniabilité, la mise en œuvre ou l'imperméabilité. The amount of water present in the composition depends in particular on the aggregates used. Conventionally, the ratio E¾ ff / C corresponding to the ratio between the amount of effective water and the amount of inorganic binder varies between 0.2 and 0.8. Effective water is the water that is used to hydrate the mineral binder. Ble is different from the total amount of water introduced into the composition, since part of this total water is absorbed by the aggregates. The concrete or mortar composition according to the present invention advantageously comprises other additives or adjuvants conferring on it particular properties. For example, rheological agents such as plasticizers or superplasticizers, water-retaining agents, thickening agents, biocidal protective agents, dispersing agents, pigments, accelerators and / or retarders, and also other agents which improve the setting, hardening and / or stability of the mortar or concrete after application, adjust the color, the workability, the application or the impermeability.
La teneur en additifs et adjuvants varie classiquement entre 0,1 et 5%en poids par rapport au poidstotal de liant minéral présent dans la composition. The content of additives and adjuvants conventionally varies between 0.1 and 5% by weight relative to the poidstotal of inorganic binder present in the composition.
La composition peut également comprendre d'autres charges inertes, encore appelées f il lers de type calcaires et/ ou siliceuses. La présente invention porte également sur le procédé de préparation de la composition de béton ou mortier allégé décrite précédemment. The composition may also comprise other inert fillers, also called calcareous and / or siliceous type liquids. The present invention also relates to the process for preparing the lightened concrete or mortar composition described above.
Selon un premier mode de réalisation, ladite composition est préparée sur un même site, en mélangeant dans un ordre quelconque dans un malaxeur les
différents constituants. Il est i mportant, af in de maintenir la stabil ité de la mousse aqueuse de réduire la vitesse de malaxage lorsque ladite mousse est introduite dans la composition. A titre d' exemple, la vitesse de rotation est réduite d' au moins 30% According to a first embodiment, said composition is prepared on the same site, by mixing in any order in a kneader the different constituents. It is important to maintain the stability of the aqueous foam to reduce the mixing speed when said foam is introduced into the composition. By way of example, the speed of rotation is reduced by at least 30%
On peut par exemple procéder à un pré-mélange des constituants pulvérulents, à savoir le liant mi néral , les granulats et les éventuels additifs présents, avant d' aj outer la mousse aqueuse, l ' eau et les autres additifs liquides éventuellement présents. Selon un autre mode de réal isation, la préparation de la composition peut être réal isée sur deux sites différents. For example, it is possible to premix the pulverulent constituents, namely the inorganic binder, the aggregates and any additives present, before adding the aqueous foam, the water and the other liquid additives which may be present. According to another embodiment, the preparation of the composition can be carried out at two different sites.
Dans ce cas, un mélange des produits secs, à savoir des granulats, l iant minéral et charges inertes ou additifs, est réal isé de façon classique dans un malaxeur. Le mélange ai nsi obtenu est éventuel lement stocké avant d' être transporté sur le site de préparation de la composition de béton ou mortier frais où l ' aj out de la mousse aqueuse et de l ' eau est ensuite réal isé, di rectement sur le site d' appl ication de la composition. In this case, a mixture of the dry products, namely aggregates, inorganic lime and inert fillers or additives, is carried out conventionally in a kneader. The mixture obtained is optionally stored before being transported to the site of preparation of the concrete composition or fresh mortar where the addition of the aqueous foam and water is then realisé, di rectly on the site of application of the composition.
Les produits de construction tels que des blocs de maçonnerie, des blocs de cheminée, des dalles, des l inteaux ou des éléments de construction murale, obtenus après durcissement de la composition de béton ou mortier allégé décrite ci-dessus sont également un obj et de la présente i nvention. Ces produits sont préférentiel lement préfabriqués. De façon très avantageuse, ces produits sont fabriqués par un procédé comprenant une étape de moulage de la composition ou préparée telle que décrite précédemment , dans laquel le ladite composition est versée ou extrudée dans un moule ou coff rage, par gravité et/ ou en appl iquant une force, i mmédiatement suivie par une étape de démoulage, et une étape de durcissement réalisée en dehors du moule. Building products such as masonry blocks, chimney blocks, slabs, lugs or wall construction elements, obtained after curing the lightened concrete composition or mortar described above, are also an object of the invention. the present invention. These products are preferably prefabricated. Very advantageously, these products are manufactured by a process comprising a step of molding the composition or prepared as described above, in which the said composition is poured or extruded into a mold or box, by gravity and / or by application. This is followed by a demolding step and a curing step performed outside the mold.
La consistance de la composition selon la présente i nvention permet d' effectuer un démoulage i mmédiat du produit humide, en gardant la forme souhaitée en raison d' une bonne résistance de la composition même avant durcissement . Le démoulage est réal isé d' autant plus aisément que la
composition selon la présente invention présente l ' avantage de ne pas col ler au moule. The consistency of the composition according to the present invention allows immediate release of the wet product, keeping the desired shape due to good strength of the composition even before curing. The demolding is realisé all the more easily as the The composition according to the present invention has the advantage of not sticking to the mold.
Ce procédé de fabrication peut être mis en œuvre de façon avantageuse dans une machine vi brante de compactage de blocs (encore parfois appelée pondeuse à blocs), ou dans tout autre dispositif de compactage automatique si mi laire. This method of manufacture can be advantageously implemented in a heavy-duty block compacting machine (still sometimes referred to as a block layer), or in any other automatic compacting device such as a micro-machine.
Ainsi , par exemple, des blocs de construction peuvent être obtenus en versant la composition de béton ou mortier f rais selon la présente i nvention dans une machine vibrante de compactage classiquement util isée pour la formation de ces blocs. La durée de compactage est inférieure à 10 secondes, voire même inférieure à 5 secondes. Le bloc est ensuite extrait du moule de compaction et est laissé pour durcissement hors du moule pour une durée comprise entre 12 et 24 heures. Thus, for example, building blocks can be obtained by pouring the concrete composition or mortar made according to the present invention into a vibrating compacting machine conventionally used for the formation of these blocks. The compaction time is less than 10 seconds, or even less than 5 seconds. The block is then removed from the compaction mold and left to harden out of the mold for 12 to 24 hours.
Stelon un autre mode de réalisation, ces produits peuvent être fabriqués par un procédé comprenant une étape de moulage de ladite composition ou préparée tel le que décrit précédemment , réal isée de préférence dans une machine vibrante de compactage de blocs ou dans tout autre dispositif de compactage équivalent automatique, dans laquel le ladite composition est versée ou extrudée dans un moule ou coffrage, par gravité et/ ou en appl iquant une force, une étape de durcissement réalisée dans le moule, suivie par une étape de démoulage de la composition durcie. Pour fabriquer une dal le auto- ni vêlante, i l est possible de verser ou de pomper directement ladite composition de béton ou mortier selon la présente invention sur la surface sur laquel le la dal le doit être formée et ensuite de la laisser durci r à l ' air. Les produits obtenus selon ces modes de réal isation présentent une bonne résistance mécanique pour une masse vol umique faible. Ils ont une bonne étanchéité à l ' air et possèdent de bonnes propriétés de conductivité thermique. Ils sont également caractérisés par une fai ble absorption d' eau lorsqu' ils sont placés, une fois durcis, en at mosphère humide.
Les produits secs obtenus ont une masse vol umique inférieure à 1400 kg/ m3, voire de préférence i nférieure à 1200 kg/ m3. Les exemples ci -après il l ustrent l ' invention sans en l i miter la portée. According to another embodiment, these products may be manufactured by a process comprising a step of molding said composition or prepared as described above, preferably carried out in a vibrating compacting machine for blocks or in any other compaction device. automatic equivalent, wherein said composition is poured or extruded into a mold or form, by gravity and / or applying a force, a curing step performed in the mold, followed by a step of demolding the cured composition. In order to manufacture an auto-calving agent, it is possible to directly pour or pump said concrete or mortar composition according to the present invention onto the surface on which the dal is to be formed and then to leave it hardened. air. The products obtained according to these embodiments have a good mechanical strength for a low volumic mass. They have good airtightness and have good thermal conductivity properties. They are also characterized by low water absorption when they are placed, once cured, in the moist atmosphere. The dry products obtained have a density of less than 1400 kg / m 3 , preferably even less than 1200 kg / m 3 . The following examples illustrate the invention without limiting its scope.
.Exemples .Exemples
Des éléments de blocs pour chemi née ont été fabriqués à partir de différentes compositions de bétons et des tests de résistance mécanique ont été réal isés sur les produits obtenus. Chimney block elements were made from different concrete compositions and strength tests were performed on the products obtained.
Préparation de la mousse aqueuse util isée dans la composition selon la présente invention : Preparation of the aqueous foam used in the composition according to the present invention:
On util ise un kit fourni par la société All ied Foam (les pourcentages sont des teneurs pondérales calculées par rapport à la masse totale des compositions) A kit supplied by Allied Foam is used (the percentages are weight contents calculated with respect to the total mass of the compositions).
Composant 1 de référence commerciale 425A : Commercial Reference Component 1 425A:
- Mélange de tensioactif cat ionique appartenant à la classe des al kyles à longues chaîne : 50-60% - Cat ionic surfactant mixture belonging to the long-chain alkyl class: 50-60%
- Mélange de tensioactif cationique phénoxyle non ionique : 10-20% - Phenyl nonionic cationic surfactant blend: 10-20%
- Bhanol : 5-8% - Bhanol: 5-8%
- Eau : 12-35% Composant 2 de référence commerciale 510B : - Water: 12-35% Component 2 commercial reference 510B:
- Mélange de polymères acryl iques : 25-35% - Acrylic polymer blend: 25-35%
- Mélange de tensioactif anionique appartenant à la classe des acides gras : 15-30% - Anionic surfactant mixture belonging to the class of fatty acids: 15-30%
- Eau : 35-65% - Water: 35-65%
La mousse est générée par un générateur de mousse commercial isé par la société Al l ied Foam.
Le composant 1 est dilué avec de l'eau dans les proportions suivantes : 4 parts de composant 1 sont mélangées avec 96 parts d'eau. Environ 16 parts du composant 2 sont introduites directement dansle réservoir prévu à cet effet. The foam is generated by a commercial foam generator by the company Al lied Foam. Component 1 is diluted with water in the following proportions: 4 parts of component 1 are mixed with 96 parts of water. About 16 parts of component 2 are introduced directly into the tank provided for this purpose.
Préparation de compositions de béton moussé : Preparation of foamed concrete compositions:
Des compositions A à C ont été préparées en mélangeant les différents constituants listés ci-dessous (tableau 1) dans un malaxeur de type Haarup. La première étape de mélange est effectuée avec une vitesse de rotation initiale: tous les constituants secs sont ajoutés et mélangés entre eux. L'eau est ensuite ajoutée, puis les additifs se présentant sous forme liquide sont introduits. Pendant une seconde étape de mélange au cours de laquelle la vitesse de rotation est réduite de 50% par rapport à la vitesse initiale, la mousse aqueuse est ajoutée. Le mélange est terminé après 2 min. Compositions A to C were prepared by mixing the various constituents listed below (Table 1) in a Haarup type mixer. The first mixing step is carried out with an initial rotation speed: all the dry constituents are added and mixed together. The water is then added and additives in liquid form are introduced. During a second mixing step in which the rotational speed is reduced by 50% with respect to the initial speed, the aqueous foam is added. The mixture is finished after 2 min.
Tableau 1 Table 1
Composition A Composition B Composition C Composition A Composition B Composition C
(selon (according
(comparative) (comparative) l'invention) Poids/ volume (comparative) (comparative) the invention) Weight / volume
Masse Mass
volumique à volumic to
sec 800 1000 750 dry 800 1000 750
Ciment (CEM I Cement (CEM I
42,5 R) 200 205 kg 42.5 R) 200 205 kg
Leca 4-10 mm 572 655 liter Leca 4-10 mm 572 655 liter
Sable 384 0 liter Sand 384 0 liter
Leca 0-1,5 mm 262 320 liter Leca 0-1.5 mm 262 320 liter
Leca 2,5-5 mm 268 467 liter Leca 2.5-5 mm 268 467 liter
Al lied Foam 0 2,8 kg Al lied Foam 0 2.8 kg
Rheobuild 1000 0 1,2 kg Rheobuild 1000 0 1.2 kg
Lignosulfonate 0,75 kg Lignosulfonate 0.75 kg
eau 150 150 kg water 150 to 150 kg
de mélange est préparé.
Les différentes compositions obtenues ont chacune été versées dans une machine vibrante de compaction, référencée Columbia Model 50, pour blocs de construction. Les différents produits A à C sont respectivement obtenus à partir des compositions A et C décrites ci-dessus. mixture is prepared. The various compositions obtained were each poured into a compaction vibrating machine, referenced Columbia Model 50, for building blocks. The different products A to C are respectively obtained from the compositions A and C described above.
Les mesures de résistance à la compression ont été effectuées selon la norme EN 772-1. The compressive strength measurements were made according to EN 772-1.
Les résultats des tests sont donnés dans le tableau 2 donné ci-après. The results of the tests are given in Table 2 given below.
Tableau 2 Table 2
Les produits A et B obtenus à partir des compositions comparatives A et B n'ont pas permis d'obtenir des éléments de cheminée ét anches à l'air. Les structures obtenues sont ouvertes et laissent passer l'air. The products A and B obtained from the comparative compositions A and B did not make it possible to obtain chimney elements and reeds in the air. The resulting structures are open and let the air through.
Le produit B a été obtenu à partir d'une composition proche de la composition A, mais comprenant une quantité plus importante de granulats fins, permettant de réduire la porosité. Afin d'améliorer l'étanchéité à l'air, on constate qu'il est nécessaire de densifier la structure interne en limitant la présence de vides dans celle-ci.
On note que l'étanchéité est nettement améliorée pour le produit C conforme à l'invention : le mélange de la mousse aqueuse et des granulats légers permet d'obtenir une structure qui est plus poreuse et donc plus légère que les structures classiques et également plus ét anche à l'air. Product B was obtained from a composition close to composition A, but comprising a larger quantity of fine aggregates, making it possible to reduce the porosity. In order to improve the airtightness, it is found that it is necessary to densify the internal structure by limiting the presence of voids therein. It is noted that the seal is significantly improved for the product C according to the invention: the mixture of the aqueous foam and light aggregates provides a structure that is more porous and therefore lighter than conventional structures and also more airtight.
Les résultats des tests de résistance à la compression montrent que le produit C selon l'invention a de meilleures performances mécaniques que les structures classiques sans mousse.
The results of the compressive strength tests show that the product C according to the invention has better mechanical performances than conventional structures without foam.
Claims
1. Composition de béton ou mortier f rais présentant une masse vol umique à l ' état frais comprise entre 500 et 1400 kg/ m3, comprenant au moins : 1. Concrete composition or mortar having a fresh mass of between 500 and 1400 kg / m 3 , comprising at least:
-des granulats al légés de masse vol umique comprise entre 400 et 1000 kg/ m3, alum granules having a density of between 400 and 1000 kg / m 3 ,
-un l iant minéral choisi parmi les liants hydraul iques, les sources de sulfates de calcium et la chaux, a mineral lent chosen from hydraulic binders, sources of calcium sulphates and lime,
-une mousse aqueuse, et an aqueous foam, and
-de l ' eau. -some water.
2. Composition selon la revendication 1 caractérisée en ce qu' elle comprend des granulats al légés préférentiellement choisis parmi les argiles, verres ou schistes expansés, possédant une masse volumique des particules comprise entre 400 et 1000 kg/ m3, de préférence entre 400 et 600 kg/ m3. 2. Composition according to Claim 1, characterized in that it comprises alum granules preferably chosen from clays, glasses or expanded shales, having a density of the particles of between 400 and 1000 kg / m 3 , preferably between 400 and 600 kg / m 3 .
3. Composition selon l ' une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu' elle comprend j usqu' à 20% en volume de granulats naturels ou artificiels de masse vol umique apparente supérieure à 2300 kg/ m3. 3. Composition according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises up to 20% by volume of natural or artificial granules of apparent volumic mass greater than 2300 kg / m 3 .
4. Composition selon l ' une des revendications précédentes caractérisée en ce que la quantité totale de granulats représente entre 30 et 90% de préférence entre 50 et 70%en vol ume de la composition. 4. Composition according to one of the preceding claims characterized in that the total amount of aggregates is between 30 and 90% preferably between 50 and 70% vol ume of the composition.
5. Composition selon l ' une des revendications précédentes caractérisée en ce que le vol ume de mousse aqueuse représente 5 à 50% de préférence 5 à 30%du vol ume total de la composition. 5. Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the vol ume of aqueous foam represents 5 to 50% preferably 5 to 30% of the vol ume total of the composition.
6. Composition selon l ' une des revendications précédentes caractérisée en ce que le l iant minéral représente 5 à 30%du poids total de la composition.
6. Composition according to one of the preceding claims characterized in that the mineral lant is 5 to 30% of the total weight of the composition.
7. Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le liant minéral est choisi parmi 7. Composition according to one of the preceding claims characterized in that the inorganic binder is chosen from
-les liants hydrauliques choisis parmi les ciments Portiand, les ciments alumineux, les ciments sulfoalumineux, les ciments bélitiques, les laitiers de haut fourneau, les ciments de mélange pouzzolaniques comprenant éventuellement des cendres volantes, des fumées de silice, du calcaire, du schiste calciné et/ ou des pouzzolanes naturelles ou calcinées, seuls ou en mélange hydraulic binders chosen from Portiand cements, aluminous cements, sulphoaluminous cements, belitic cements, blast furnace slags, pozzolanic mixture cements possibly comprising fly ash, silica fumes, limestone, calcined shale and / or natural or calcinated pozzolans, alone or as a mixture
-les sources de sulfate de calcium telles que le plâtre ou hémihydrate, le gypse et/ou l'anhydrite, et/ ou calcium sulphate sources such as plaster or hemihydrate, gypsum and / or anhydrite, and / or
-la chaux. -lime.
8. Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ladite mousse comprend le mélange des composés suivants : 8. Composition according to one of the preceding claims characterized in that said foam comprises the mixture of the following compounds:
a) au moins un sel de tensioactif cationique sélectionné parmi l'un des composés suivants de formule générale : a) at least one cationic surfactant salt selected from one of the following compounds of general formula:
b) au moins un sel de tensioactif anionique sélectionné parmi l'un des composés suivants de formule générale (II) : b) at least one anionic surfactant salt selected from one of the following compounds of general formula (II):
ROC, Y (II) ROC, Y (II)
pour lequel R est une chaîne aliphatique de 10 à 24 atomes de carbones ; X est un groupement portant une charge négative sélectionné parmi les groupement carboxylate, sulfates et phosphate ; et Y est un contre cation sélectionné parmi les groupements ammonium, sodium, potassium, calcium et magnésium ; et wherein R is an aliphatic chain of 10 to 24 carbon atoms; X is a charge-bearing group selected from carboxylate, sulphate and phosphate groups; and Y is a counter cation selected from ammonium, sodium, potassium, calcium and magnesium; and
tel que le rapport de la teneur pondérale du sel de tensioactif cationique sur la teneur pondérale du sel de tensioactif anionique varie de 0.05 :1 à 15 : 1 , de préférence de 0.2 : 1 à 5 : 1 , voi re même de 0.4 : 1 à 2.5 : 1. such that the ratio of the weight content of the cationic surfactant salt to the weight content of the anionic surfactant salt varies from 0.05: 1 to 15: 1, preferably from 0.2: 1 to 5: 1, even 0.4: 1 at 2.5: 1.
9. Composition selon la revendication précédente caractérisée en ce que : 9. Composition according to the preceding claim characterized in that:
- le sel de tensioactif cationique de la mousse aqueuse est sélectionné parmi les sels d'alkyltriméthyle ammonium contenant un groupement alkyle comportant 10 à 22 atomes de carbone, et est sélectionné de préférence parmi au moins l'un des composé suivants: le bromure (ou chlorure) de dodécyltriméthylammonium, le bromure (ou chlorure) de tetradecyltriméthylammonium, le bromure (ou chlorure) d' hexadecylt ri méthyl ammonium, le bromure (ou chlorure) d'octadécyltriméthylammonium, le bromure (ou chlorure) de cétyltriméthylammonium, le chlorure de cétylbenzyldimethylammonium, le bromure de cétyltriéthylammonium et le chlorure de tallowtriméthylammonium, et de manière très préférée, le sel de tensioactif cationique est le chlorure de tallowtriméthylammonium, et the cationic surfactant salt of the aqueous foam is selected from alkyltrimethylammonium salts containing an alkyl group containing 10 to 22 carbon atoms, and is preferably selected from at least one of the following compounds: bromide (or dodecyltrimethylammonium chloride), tetradecyltrimethylammonium bromide (or chloride), hexadecyltmethylammonium bromide (or chloride), octadecyltrimethylammonium bromide (or chloride), cetyltrimethylammonium bromide (or chloride), cetylbenzyldimethylammonium chloride cetyltriethylammonium bromide and tallowtrimethylammonium chloride, and very preferably the cationic surfactant salt is tallowtrimethylammonium chloride, and
- le sel de tensioactif anionique est sélectionné parmi au moins l'un des composés suivants: le stéarate d'ammonium, le stéarate de potassium, le stéarate de sodium, le stéarate de calcium et le stéarate de magnésium.
the anionic surfactant salt is selected from at least one of the following compounds: ammonium stearate, potassium stearate, sodium stearate, calcium stearate and magnesium stearate.
10. Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : 10. Composition according to one of the preceding claims characterized in that it further comprises:
- des additifs ou adjuvants choisis parmi les agents rhéologiques tels que les plastifiants ou les superplastifiants, les agents rétenteurs d'eau, les agents épaississants, les agents de protection biocides, des agents dispersants, des pigments, des accélérateurs et/ ou retardateurs, et également d'autres agents permettant d'améliorer la prise, le durcissement et/ ou la stabilité du mortier ou béton après application, d'ajuster la couleur, la maniabilité, la mise en œuvre ou l'imperméabilité, et/ ou : additives or adjuvants chosen from rheological agents such as plasticizers or superplasticizers, water-retaining agents, thickening agents, biocidal protective agents, dispersing agents, pigments, accelerators and / or retarders, and also other agents to improve the setting, hardening and / or stability of the mortar or concrete after application, to adjust the color, the workability, the implementation or the impermeability, and / or:
- des charges inertes calcaires et/ ou siliceuses. inert calcareous and / or siliceous fillers.
11. Procédé de préparation d'une composition selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que les différents constituants sont mélangés dans un malaxeur, dans un ordre quelconque, la mousse aqueuse étant ajoutée avec une vitesse de malaxage réduite. 11. Process for the preparation of a composition according to one of claims 1 to 10 characterized in that the various constituents are mixed in a kneader, in any order, the aqueous foam being added with a reduced kneading speed.
12. Procédé de préparation d'une composition selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'on prépare un mélange à sec comprenant les granulats, le liant minéral et les éventuels additifs et/ ou charges inertes dans un malaxeur, ledit mélange étant ensuite éventuellement stocké, l'eau et la mousse aqueuse étant ajoutées au mélange à sec directement sur le site d'application de la composition. 12. Process for the preparation of a composition according to one of claims 1 to 10 characterized in that a dry mix comprising the aggregates, the inorganic binder and any additives and / or inert fillers in a kneader is prepared. The mixture is then optionally stored, the water and the aqueous foam being added to the dry mix directly at the application site of the composition.
13. Produits de construction, éventuellement préfabriqués, tels que des blocs de maçonnerie, des blocs de cheminée, des dalles, des linteaux ou des éléments de construction murale, obtenus après durcissement de la composition de béton ou mortier allégé selon l'une des revendications 1 à 10 ou préparée sel on I ' une des revendi cat i ons 11 ou 12. 13. Construction products, if necessary prefabricated, such as masonry blocks, chimney blocks, slabs, lintels or wall construction elements, obtained after hardening of the concrete composition or lightened mortar according to one of the claims 1 to 10 or prepared according to one of claims 11 or 12.
14. Procédé de fabrication de produits préfabriqués selon la revendication 13 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de moulage de la composition selon l'une des revendications 1 à 10 ou préparée selon l'une des revendications 11 ou 12, réalisée de préférence dans une machine vibrante de compactage de blocs ou dans tout autre dispositif de
compactage équivalent automatique, dans laquel le ladite composition est versée ou extrudée dans un moule ou coffrage, par gravité et/ ou en appl iquant une force, i mmédiatement suivie par une étape de démoulage, et une étape de durcissement réal isée en dehors du moule. 14. A method of manufacturing prefabricated products according to claim 13 characterized in that it comprises a step of molding the composition according to one of claims 1 to 10 or prepared according to one of claims 11 or 12, preferably carried out. in a vibrating block compacting machine or in any other automatic equivalent compaction, wherein said composition is poured or extruded into a mold or form, by gravity and / or applying force, followed immediately by a demolding step, and a hardening step performed outside the mold .
15. Procédé de fabrication de produits préfabriqués selon la revendication 13 caractérisé en ce qu' i l comprend une étape de moulage de la composition selon l ' une des revendications 1 à 10 ou préparée selon l ' une des revendications 1 1 ou 12, réal isée de préférence dans une machine vibrante de compactage de blocs ou dans tout autre dispositif de compactage équivalent automatique, dans laquel le ladite composition est versée ou extrudée dans un moule ou coffrage, par gravité et/ ou en appl iquant une force, une étape de durcissement réalisée dans le moule, suivie par une étape de démoulage de la composition durcie. 15. A method of manufacturing prefabricated products according to claim 13 characterized in that it comprises a step of molding the composition according to one of claims 1 to 10 or prepared according to one of claims 1 1 or 12, real isée preferably in a vibratory block compaction machine or in any other automatic equivalent compacting device, wherein said composition is poured or extruded into a mold or form, by gravity and / or applying a force, a hardening step performed in the mold, followed by a demolding step of the cured composition.
16. Procédé de fabrication de dal les autonivelantes selon la revendication 13 caractérisé en ce que la composition selon l ' une des revendications 1 à 10 ou préparée selon l ' une des revendications 1 1 ou 12 est versée ou pompée et appl iquée sur une surface puis est laissée à durcir à l ' air.
16. The method of manufacturing dal self-leveling according to claim 13 characterized in that the composition according to one of claims 1 to 10 or prepared according to one of claims 1 1 or 12 is poured or pumped and applied on a surface then left to harden in the air.
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