Refuerzo de la escayola mediante fibras de lana mineral procedentes del reciclaje de RCD
- Autores: Sonia Romaniega Piñeiro
- Directores de la Tesis: Mercedes del Río Merino (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Mariano González Cortina (presid.), Antonio Rodríguez Sánchez (secret.), Verónica Calderón Carpintero (voc.), Juan Ramon Rosell Amigo (voc.), Antonia Navarro Ezquerra (voc.)
- Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Innovación Tecnológica en Edificación
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
- Resumen
pesar de que el valor social sobre el medio ambiente aumenta, España está lejos de los valores medios de reciclaje de la Comunidad Europea, y sobre todo, lejos de los objetivos marcados para el año 2020, por lo que se debe seguir avanzando en este campo. Para mejorar en este sentido resulta fundamental estudiar la generación de residuos en el ámbito de la edificación, ya que, en la actualidad, la construcción de edificios es una de las actividades con mayor capacidad de contaminación. En Europa, entre los años 2004 y 2012 se generaron una media de 827 millones de toneladas anuales de RCD, lo que pone de manifiesto la importancia del impacto de este tipo de residuos en el medio ambiente. Por ello, resulta indispensable encontrar nuevas vías para el reciclaje de los RCD generados.
Por otra parte, el aislamiento de edificios cada día cobra una mayor importancia en el sector de la edificación, ya que supone un ahorro en la utilización de energía y la mejora del confort térmico, ayudando así a la conservación del medio ambiente. Este incremento en la utilización de materiales aislantes en el sector de la edificación supone un aumento en los residuos provenientes de estos materiales aislantes.
Por este motivo, se realiza un estudio sobre los tipos de materiales aislantes comercializados actualmente. Tras este análisis, se observa que los materiales aislantes comúnmente utilizados en edificación son la espuma de poliuretano, el poliestireno expandido, el poliestireno extruido y las lanas minerales. Entre ellos, la lana mineral es el aislamiento mayormente utilizado en edificación en Europa, ya que sus ventas suponen el 60% de las ventas totales de materiales aislantes. Diferentes estudios demuestran que los residuos de lanas minerales aumentan anualmente un 1,2%, y se prevé que su aumento continúe en los próximos años. En 2010 se generaron 2,3 millones de toneladas de residuos de lanas minerales en la UE, lo que supone el 0.2% de los RCD generados en Europa. Las lanas minerales están compuestas de fibras, fabricadas a partir de diferentes minerales y aglutinadas con resinas. Los residuos de lanas minerales son por lo tanto residuos fibrosos que pueden utilizarse como refuerzo. Por ello, la reutilización o reciclaje de estos residuos puede desempeñar un papel importante en el reciclaje de los RCD.
A día de hoy, existen diversos estudios sobre el reciclaje y reutilización de residuos de lanas minerales, pero estos estudios son escasos. Se han incorporado en bases de compuestos cerámicos, de mortero y de compuestos a base de fibras de madera, no existiendo ningún estudio sobre la incorporación de este tipo de residuo en una matriz de yeso o escayola. Además, de entre las numerosas investigaciones sobre la incorporación de adiciones, agregados y/o aditivos en el yeso o la escayola destacan los estudios sobre la incorporación de fibras, ya que estas mejoran el comportamiento mecánico del compuesto. Por ello, se proponen los residuos de lanas minerales como materiales de refuerzo en una matriz de yeso o escayola.
Considerando el marco contextual sobre la situación de los RCD expuesto, resulta fundamental introducir nuevas medidas para prevenir la generación de residuos de construcción y demolición o encontrar nuevas vías para su reciclaje, más concretamente para los residuos de lanas minerales generados. En consecuencia, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral consiste en el estudio pormenorizado del rendimiento físico y mecánico de los residuos de lanas minerales incorporados a una matriz de escayola, además se analiza la viabilidad de este nuevo material compuesto, de menor impacto ambiental, como material alternativo a las fibras que se utilizan en la actualidad como elementos de refuerzo en los prefabricados de yeso o escayola.
Para cumplir con este objetivo, se realiza una profunda investigación sobre los tipos de fibras que se utilizan en la actualidad en la construcción de edificios, según naturaleza, usos o aplicaciones. Se observa que las fibras de polipropileno junto con las fibras de vidrio son las fibras más utilizadas como elemento de refuerzo en los prefabricados de yeso, hormigones y/o morteros. Por ello, los nuevos compuestos de escayola y lanas minerales se comparan experimentalmente con estas dos fibras.
En el presente trabajo de investigación se ha utilizado escayola E-35-L, dos residuos de lanas minerales de diferente procedencia y distinta composición, y dos tipos de fibras de refuerzo, fibra de polipropileno y fibra de vidrio tipo E.
El procedimiento experimental desarrollado en este trabajo propone composiciones de escayola–fibra de lana de mineral reciclada viables, con la posibilidad efectiva de su utilización como conglomerados en construcción, con diferentes aplicaciones en función la lana mineral incorporada y del porcentaje en el que se incorpora.
Experimentalmente se han preparado mezclas de escayola con diferentes porcentajes de incorporación en peso. Las características de los compuestos resultantes se han definido y ensayado fijando la consistencia adecuada para una buena trabajabilidad, estudiándose, entre otras propiedades, las resistencias mecánicas, dureza superficial Shore C, la adherencia superficial sobre materiales cerámicos y la elasticidad de los compuestos mediante el módulo de elasticidad o módulo de Young.
Asimismo se han estudiado las propiedades físicas como la densidad aparente y la porosidad; su comportamiento higrotérmico, mediante la permeabilidad al vapor de agua y el factor de resistencia al vapor de agua; así como la absorción de agua por capilaridad y absorción de agua por inmersión total del compuesto.
Por otra parte, y teniendo en cuenta que la inclusión de residuos de lanas minerales aislantes puede tener influencia en el comportamiento térmico del compuesto, se estudia este comportamiento en términos de conductividad térmica, difusividad térmica y capacidad calorífica específica. Se obtienen compuestos con propiedades térmicas mejoradas, por lo que se sugiere su aplicación como material aislante térmico en placas, falsos techos, revestimientos y/o prefabricados.
Por último, a la vista del buen comportamiento acústico y ante el fuego que poseen las lanas minerales, se analiza el comportamiento acústico y frente al fuego de estos compuestos en placas de 30 mm de espesor.
