ES2396096A1

ES2396096A1 - Procedimiento de obtención de yeso aligerado con residuo de poliamida en polvo

Info

Publication number: ES2396096A1
Application number: ES201100886A
Authority: ES
Inventors: Sara GUTIERREZ GONZÁLEZ; Jesús GADEA SÁINZ; Verónica Calderón Carpintero; Angel RODRÍGUEZ SÁIZ; Carlos Junco Petrement; Lourdes ALAMEDA CUENCA-ROMERO; Sara SERNA AVENDAÑO
Original assignee: Universidad de Burgos
Current assignee: Universidad de Burgos
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-19
Anticipated expiration: 2031-08-03
Also published as: ES2396096B2

Abstract

Yeso de construcción fabricado a partir de sulfato cálcico dihidratado con diferentes sustituciones de yeso por poliamida en polvo reciclada. La presente invención se basa en la obtención de un material aligerado obtenido a partir del reciclado de polvo de poliamida, que sustituye a los yesos aligerados, eliminando todos o parte de los áridos expansivos u otro tipo de compuestos más tradicionales que se emplean en la fabricación de estos productos. La invención protege, además del producto, su procedimiento de obtención y su uso en función de las distintas propiedades del material a partir de diferentes dosificaciones, mejorando algunas de las propiedades básicas como son la trabajabilidad, la permeabilidad y la capacidad de aislamiento debido a la inclusión de aire.

Description

Procedimiento de obtención de yeso aligerado con residuo de poliamida en polvo.

5

OBJETO DE LA INVENCIÓN:

1 O: La presente invención se encuadra en el sector de la Construcción y Edificación dentro del campo de los Nuevos Materiales y en el sector técnico de Reciclado y Aprovechamiento de Desechos; en particular yesos aligerados y su preparación basada en la mezcla de yeso, agua y diferentes sustituciones de yeso por poliamida en polvo como residuo derivado de la industria, con la posible incorporación de fibras de refuerzo.

Esta invención protege el producto formado por mezclas de yeso y agua con residuos de polvo de deferentes poliamidas obtenidas como subproducto industrial, y su utilización para la fabricación de materiales aligerados de uso en la construcción.

15: Esta invención tiene su aplicación dentro de la producción dedicada a la elaboración de materiales de construcción, en especial de materiales conglomerados ligeros, y su aplicación directa en revestimientos y/o en la fabricación de elementos prefabricados para la construcción.

20: ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN:

El empleo de agregados ligeros en matrices de conglomerantes, en general presenta muchos aspectos positivos, como son la menor densidad del material, que facilita la puesta en obra y el transporte hasta la misma, así como unas mejores propiedades de aislamiento térmico y acústico.

25 30: La poliamida, por ser un polímero termoestable no es fácil de reciclar, suponiendo el tratamiento de este residuo, un costo elevado, lo que ocasiona, en la mayoría de los casos, un abandono en vertedero sin uso definitivo. Una opción alternativa y claramente sostenible es reutilizar este residuo como incorporación de cargas aligerantes en nuevos materiales de construcción, como son los yesos con residuo de polvo de poliamida. De esta manera contribuimos al desarrollo sostenible y a la reducción de emisiones de C02 a la atmósfera.

5: La poliamida es utilizada en diferentes aplicaciones: automoción, equipos industriales, maquinaria, engranajes, Etc. En el sector de la construcción, y en concreto en la elaboración de materiales para la construcción y la ingeniería civil, se conocen referencias de uso en forma de fibra con el fin de mejorar las resistencias a flexotracción de estos materiales.

1 O: El yeso, empleado en construcción, se obtiene como producto de la deshidratación parcial o total del sulfato cálcico dihidratado. Resultado de la reacción de deshidratación se obtienen compuestos alfa o beta y anhidrita, cuya diversa formulación da lugar a los yesos de construcción y a las escayolas. La aplicación del yeso en la construcción se basa fundamentalmente en los revestimientos de guarnecidos y enlucidos de paredes y techos y en la fabricación de elementos prefabricados de uso en tabiquería y techos en interiores.

15: El empleo de materias primas e inertes de diferentes densidades para la fabricación de yesos ligeros es ampliamente conocido y explotado desde la antiguedad. Los agregados ligeros tradicionales que se incorporan en fábrica con el fin de reducir la densidad del material, son, entre otros, la perlita expandida o la vermiculita.

20: Existen antecedentes de la aplicación de materiales aligerantes de una matriz de yeso o escayola como es el de la invención de un material a base de yeso o escayola aligerada con corcho natural (desechos de la poda en forma de granulado) o con corcho artificial (perlas de poliestireno expandido de granulometría media (ES 2 170 612 81), y mezclas de yeso o escayola aligeradas con gránulos de plástico expandido (ES 2 277 776 81).

25: La utilización de un polímero termoestable, como es el caso de los residuos de poliamida en polvo, es un aspecto claramente innovador, debido a la dificultad que presenta este tipo de polímero para ser reciclado.

Las propiedades de las poliamidas, en general, son baja viscosidad antes del curado, estabilidad térmica, resistencia química, poca fluencia y relajación por tensión. Por este motivo, todas estas propiedades pueden ser aprovechadas cuando los diversos residuos de poliamida en polvo ya no sirven para la función que se les dio inicialmente.

30: Gracias a la geometría y granulometría del residuo de poliamida en polvo, se consiguen texturas y acabados de capa fina, agradables al tacto, por lo que su uso es muy apropiado para revestimientos de enlucidos y/o elementos prefabricados.

Además gracias a su estructura porosa, se consideran apropiadas para ubicaciones de requerimiento acústico o térmico.

5 1 O: No obstante, los beneficios que el residuo de poliamida en polvo puede aportar en las propiedades de estos productos respecto de los aglomerados fabricados con materiales tradicionales, es un aspecto claramente innovador. Con la alternativa propuesta se pretende la obtención de yeso ligero constituido fundamentalmente por sulfato de calcio en sus distintas fases de deshidratación y de pureza, sustituyendo los aditivos y agregados ligeros tradicionales que se incorporan en fábrica (tales como perlita expandida o vermiculita) por residuos poliamida en polvo, para conseguir mejores prestaciones acordes con la normativa vigente.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

15: El yeso ligero objeto de la invención se fabrica dosificando en volumen diferentes porcentajes de yeso (se incluye por tanto la posibilidad de emplear cualquier tipo de yeso según UNE-EN 13279-1:2009, Tabla 1), con diversas cantidades de poliamida en polvo y agua para su amasado.

Las sustituciones de yeso por poliamida varían entre un 0% y un 80%.

20: Para la fabricación del material, se ha llevado a cabo la caracterización previa de la poliamida (químico, físico y microstructural) y la caracterización del yeso ligero en estado fresco y en estado endurecido acorde con la normativa europea vigente.

25: La dosificación de cada componente depende del empleo que se le vaya a dar al material (como ejemplo, se aumentará la cantidad de poliamida en el caso de que no haya requerimiento elevado de solicitudes mecánicas pero sí un requerimiento mayor de aislamiento térmico o acústico). Para el posterior amasado, se considera una relación agua/yeso que aporte una consistencia de la pasta de yeso por mesa de sacudidas según UNE-EN 13279-2:2006.

Tanto en estado fresco como en estado endurecido el material cumple especificaciones y normas aplicables.: con todas las

1 O

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MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Los siguientes ejemplos ilustrativos no pretenden ser limitantes y describen materiales ligeros fabricados con componentes muy concretos, pero las combinaciones de fabricación son muy amplias y dependen del tipo de yeso que se emplee, de la poliamida en polvo disponible y del requerimiento de agua necesario para cada poliamida que mantenga una consistencia y trabajabilidad adecuada para su posterior puesta en obra, así como unas propiedades apropiadas que determinen una buena durabilidad a lo largo del tiempo.

DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN

Caracterización de componentes: A) Yeso

YG/L, es decir se emplea un yeso tosco de fraguado lento con designación 81/2 según EN 19279-1: 2009, lo que indica un contenido en conglomerante de yeso

5 mayor o igual a un 50 %, con una resistencia mecánica a compresión a los 28 días mayor o igual a 2 N/mm2. Las características del yeso de referencia empleado para todos los ejemplos de realización son:

•: La relación A/Y (agua/yeso) necesaria según norma es 0,40. 1 O • El principio de fraguado es: 1 O minutos

•: La densidad aparente húmeda: 1711 Kg/m3

•: La densidad aparente seca 1477 Kg/m3

•: La dureza Shore C: 93 unidades Shore C

•: Adherencia: 4,32 Kg/cm2 15 • Flexotracción a 28 días: 6,19 MPa

•: Compresión a 28 días: 15,49 MPa

•: Permeabilidad al vapor: 1,06 x 10-11 Kg 1(m · s · Pa)

•: Succión: 22 mm/min

•: Conductividad térmica (A): 0,35 W/m*K

20 B) Poliamida

Densidad a granel de 0,440 g/cm3, densidad real: 1 ,08 g/cm3 y diámetro máximo de partícula de 90 IJm, con punto de fusión de 170-182 °C.

Ejemplo 1

Proceso de fabricación:

25 Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y poliamida en polvo en proporción 1/0,5 (una parte de yeso por cada 0,5 partes de poliamida). Tanto el agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia adecuada como el procedimiento de amasado, así como el resto de propiedades estudiadas en cada una de las dosificaciones se llevan a cabo según UNE-EN 13279-2:2006.

30 Propiedades del yeso en estado fresco:

•: Relación Agua/Yeso: 0,43

•: Principio de fraguado: 16 minutos

•: Densidad aparente húmeda: 1436 Kg/m3

•: Densidad aparente seca: 1190 Kg/m3

•: Dureza Shore Ca los 28 días: 88,6 unidades Shore C

•: Adherencia: 3,33 Kg/cm2

•: Flexotracción a 28 días: 3, 79 MPa

•: Compresión a 28 días: 8,39 MPa

•: Permeabilidad: al vapor de agua: 1 ,39 x 10-11 Kg 1(m · s · Pa)

•: Succión: 28,5 mm/min

•: Conductividad térmica(,\): 0,21 W/m*K

Propiedades del yeso en estado endurecido:

Ejemplo 2

Proceso de fabricación:

Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y poliamida en polvo en proporción 1/1 (una parte de yeso por cada parte de poliamida). Tanto el agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia adecuada como el procedimiento de amasado, así como el resto de propiedades estudiadas en cada una de las dosificaciones se llevan a cabo según UNE-EN 13279-2:2006.

Propiedades del yeso en estado fresco:

•: Relación Agua/Yeso: 0,42

•: Principio de fraguado: 18 minutos

Propiedades del yeso en estado endurecido:

•: Densidad aparente húmeda: 1306 Kg/m3

•: Densidad aparente seca: 1075 Kg/m3

•: Dureza Shore C a los 28 días: 87 unidades Shore C

•: Adherencia: 0,67 Kg/cm2

•: Flexotracción a 28 días: 2,59 MPa

•: Compresión a 28 días: 6,38 MPa

•: Permeabilidad: al vapor de agua: 1,17 x 10-11 Kg 1(m · s · Pa)

•: Succión: 34 mm/min

Ejemplo 3

Proceso de fabricación: Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y poliamida en polvo en proporción 1/2 (una parte de yeso por cada dos partes de poliamida). Tanto el agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia adecuada como el

5 procedimiento de amasado, así como el resto de propiedades estudiadas en cada una de las dosificaciones se llevan a cabo según UNE-EN 13279-2:2006.

Propiedades del yeso en estado fresco:

•: Relación Agua/Yeso: 0,45

•: Principio de fraguado: 21 minutos

1O Propiedades del yeso en estado endurecido:

•: Densidad aparente húmeda: 1148 Kg/m3

•: Densidad aparente seca: 909 Kg/m3

•: Dureza Shore C a los 28 días: 80 unidades Shore C

• Adherencia: 0,46 Kg/cm2 15 • Flexotracción a 28 días: 1,07 MPa

•: Compresión a 28 días: 3,54 MPa

•: Permeabilidad: al vapor de agua: 2,43 x 10-11 Kg 1(m· s · Pa)

•: Succión: 44,3 mm/min

20 Ejemplo 4

Proceso de fabricación:

Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y poliamida en polvo en proporción 1/3 (una parte de yeso por cada tres partes de poliamida). Tanto el agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia adecuada como el

25 procedimiento de amasado, así como el resto de propiedades estudiadas en cada una de las dosificaciones se llevan a cabo según UNE-EN 13279-2:2006.

Propiedades del yeso en estado fresco:

•: Relación Agua/Yeso: 0,48

•: Principio de fraguado: 26 minutos

30 Propiedades del yeso en estado endurecido:

•: Densidad aparente húmeda: 1076 Kg/m3

•: Densidad aparente seca: 829 Kg/m3

•: Dureza Shore C a los 28 días: 70 unidades Shore C

•: Adherencia: 0,41 Kg/cm2

•: Flexotracción a 28 días: 0,71 MPa

• Compresión a 28 días: 2,27 MPa 5 • Permeabilidad: al vapor de agua: 2,33 x 10-11 Kg 1(m · s · Pa)

•: Succión: 54,5 mm/min

•: Conductividad térmica (,\): O, 14 W/m*K

Ejemplo 5

Proceso de fabricación:

1O Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y poliamida en polvo en proporción 1/4 (una parte de yeso por cada cuatro partes de poliamida). Tanto el agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia adecuada como el procedimiento de amasado, así como el resto de propiedades estudiadas en cada una de las dosificaciones se llevan a cabo según UNE-EN 13279-2:2006.

15 Propiedades del yeso en estado fresco:

•: Relación Agua/Yeso: 0,50

•: Principio de fraguado: 30 minutos

Propiedades del yeso en estado endurecido:

•: Densidad aparente húmeda: 1001 Kg/m3 20 • Densidad aparente seca: 751 Kg/m3

•: Dureza Shore C a los 28 días: 65 unidades Shore C

•: Adherencia: 0,22 Kg/cm2

•: Flexotracción a 28 días: 0,48 MPa

•: Compresión a 28 días: 1,47 MPa 25 • Permeabilidad: al vapor de agua: 2,23 x 10-11 Kg 1(m· s · Pa)

•: Succión: 65 mm/min

•: Conductividad térmica (,\): O, 13 W/m*K

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida en polvo reciclada obtenido a partir de la mezcla de yeso, agua y polvo de poliamida reciclada, que comprende las siguientes etapas:

a.

Mezcla del polvo de poliamida reciclada con el yeso a temperatura ambiente hasta que la mezcla sea homogénea.

b.

Adicción de agua para el amasado de la mezcla según procedimiento normalizado.

Caracterizado porque el polvo de poliamida empleada es de de 90 ¡..~m, su densidad a granel de 0,440 g/ cm3, su densidad real de 1,080 g/ cm3, y su temperatura de fusión de 178-180° C.
2.

Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida en polvo reciclada, según reivindicación 1, caracterizado porque el porcentaje de sustitución de yeso por poliamida, varía entre un O% y 80 %.
3.

Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la relación agua/(yeso+poliamida), se encuentra entre 0,40 y 0.50.
4.

Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque su densidad aparente húmeda en estado endurecido está comprendida entre 1.001 Kg/m3 y 1.711 Kg/m3.
5.

Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque su densidad aparente seca en estado endurecido está comprendida entre 751 Kg/m3 y 1.477 Kg/m3.
6.

Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la resistencia mecánica a compresión varía entre 1 ,5 MPa y 15,5 MPa a los 28 días.
7. Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida

en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la resistencia

mecánica a flexión se encuentra entre 0,5 MPa y 6,2 MPa a los 28 días.

5

8. Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida

en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la permeabilidad

al vapor de agua varía entre 1,06 y 2,23 x 10-11 Kg 1(m · s · Pa).
9. Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por poliamida

en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la succión por

1 O

capilaridad en agua varía entre 22 y 54 mm/min.

1O. Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por

poliamida en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la

conductividad térmica varía entre 0,31 y O, 13 W/m*K.
11. Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por

15

poliamida en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque puede

ser fabricado in situ para ser extendido en paredes y techos mediante procedimientos

tradicionales y/o mezclado a nivel industrial para la elaboración de materiales

prefabricados aligerados.
12. Procedimiento de obtención de yesos aligerados con sustitución de yeso por

20

poliamida en polvo reciclada, según reivindicaciones 1 a 11 caracterizado porque puede

ser empleado como revestimientos y/o en la fabricación de elementos prefabricados,

tanto en techos como en particiones, de función estructural para la construcción.