Placas de yeso laminado aligeradas con residuos poliméricos reforzadas con fibras de polipropileno. Fabricación y puesta en obra

Abstract

La continua demanda en los países industrializados, así como en aquellos en vías de desarrollo, de materias primas, energía y agua, conlleva un permanente incremento en la generación de residuos. La gestión de estos residuos, tanto industriales como de ámbito urbano, provoca graves problemas, entre los cuales destaca el notable impacto ambiental debido al depósito en vertederos de la mayoría de estos residuos, y a la carga económica de su gestión-eliminación. Esta Tesis Doctoral plantea un estudio pormenorizado de la posibilidad de incorporación de diversos residuos poliméricos de origen industrial (espumas de poliuretano, poliamida), para la elaboración de nuevos productos prefabricados a base de yeso de uso en edificación, buscando así una salida a estos residuos industriales, al mismo tiempo que se mejoran las propiedades del prefabricado (placas de yeso laminado). En una primera fase se trabaja con mezclas en distintas concentraciones de residuos poliméricos, estudiando sus propiedades en estado fresco y en estado endurecido, hallando la relación agua/yeso, los tiempos de principio de fraguado, su densidad, capacidad de retención de agua y absorción por capilaridad, la dureza Shore C, resistencias a flexión y compresión, la adherencia y la permeabilidad al vapor de agua. Realizando la caracterización térmica, referida a valores de reacción al fuego, tga y resistencia térmica de las mezclas con mejores prestaciones a nivel físico-mecánico. Se seleccionan las dosificaciones con mejores resultados con el fin de elaborar placas de yeso laminado, las cuales se someten a un programa de ensayos para tratar de identificar sus propiedades y características, además de sus cualidades y limitaciones. Estos ensayos permiten conocer su resistencia a flexión, su dureza superficial, la capacidad de absorción de agua de la placa y la densidad del material. También se trabaja con la incorporación de fibras con el objetivo de mejorar el comportamiento mecánico de las placas y su resistencia al impacto. Es importante la simulación de puesta en obra del material, que permite confirmar la viabilidad de uso del material en un sistema de placa de yeso laminado para tabiquería. Además el estudio económico avala como las placas fabricadas en esta investigación son competitivas respecto a las placas comerciales. El análisis del reciclado de las placas de yeso laminado fabricadas, tiene como objetivo dar una solución al cierre del ciclo de vida de los residuos que integran el material investigado

Continuous demand in both industrialized and developing countries for raw materials, energy and water, has meant a permanent increase in the generation of waste products. Management of these waste products, both industrial and urban, causes serious problems, among which their notable environmental impact, due to the disposal of the majority of these residues in landfill sites and the economic cost of their management-neutralization. This doctoral thesis sets out a detailed study of the possibility of incorporating various polymer waste products of industrial origin (polyurethane, polyamide foam) in the preparation of new pre-fabricated gypsum-based products for use in building; searching in this way for an application for these industrial waste products, at the same time as improving the properties of the pre-fabricated product (sheets of laminated plaster). In a first phase, mixtures with different concentrations of polymer waste were prepared and their properties in both a fresh and a hardened state were studied, establishing the water/gypsum ratio, the setting onset times, their density, water retention capacity and capillarity absorption rates, the Shore C hardness, resistance to bending and compression, and adherence and permeability. A thermal characterization was also performed, detailing fire reaction times, TGA values and the fire resistance of the mixtures with the best performance at a physical-mechanical level. The dosages with the best results were selected so as to prepare laminated gypsum boards, which were subjected to a test programme to try to identify their properties, characteristics and qualities, as well as their limitations. These tests established their bending resistance, surface hardness, water absorption capacity and the density of the material. Work also took place on the incorporation of fibres with the objective of improving the mechanical behavior of the boards and their impact resistance. Simulation of on-site installation of the material is important, as it confirms the viability of the use of the material in a system of laminated plasterboard for partitions. In addition, the economic study validates the competitiveness of the plasterboard manufactured in this investigation, in comparison with commercial plasterboard. Recycling analysis of the manufactured laminated plasterboard has the objective of providing a solution to the end of the life cycle of the waste product that constitutes part of the material under investigation