OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se encuadra dentro del ámbito de los Nuevos Materiales de Construcción y del sector del Reciclado y Aprovechamiento de Desechos Industriales; centrándose en la preparación y fabricación de placas de yeso laminado aligerado, 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.
El objeto de esta invención es la fabricación de placas de yeso laminado aligeradas (según la normativa UNE-EN 520: 2005+A1), utilizando para su elaboración cualquier tipo de yeso (según la normativa UNE-EN 13279-1:2009), cartón, agua y cargas aligerantes de residuos de poliamida en polvo procedentes de subproductos industriales, con el fin de obtener nuevos materiales prefabricados ligeros de uso en la construcción con condiciones térmicas mejoradas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El yeso es un material muy utilizado en el sector de la construcción, como pasta de agarre o acabado, así como base en la prefabricación de placas y paneles utilizados tanto en techos como en paredes. Los prefabricados suponen la simplificación en la puesta en obra del material, así como una reducción en el coste de la mano de obra. Actualmente se busca dar un nuevo empuje a la industria de la prefabricación tratando de mejorar las características de estos materiales.
El residuo de poliamida en polvo pertenece al grupo de polímeros termoestables, se utiliza en automoción, para equipos industriales, en maquinaria y engranajes, para producir piezas funcionales, etc. No es fácil de reciclar y este proceso tiene un coste elevado, lo que muchas veces origina su desecho en vertederos.
En la actualidad se está estudiando la viabilidad de la introducción de diversos residuos tanto de origen vegetal como industrial, en una matriz de yeso, buscando una reducción de peso y una mejora de sus propiedades térmicas. Todo ello con el fin de obtener materiales ligeros y aislantes que supongan una mejora respecto a los materiales tradicionales, obteniendo un recorte en los costes de mano de obra y de transporte, mejorando la eficiencia energética de los mismos y consiguiendo la
reutilización de un residuo (evitando así su depósito en vertedero). Son obvias las ventajas que el conlleva el uso de estos materiales en los prefabricados, menores pesos permiten montajes más rápidos y al tener sus características térmicas mejoradas, no es necesario la introducción de otras capas de aislamiento.
Se encuentran diversas referencias de la incorporación de distintos materiales al yeso o escayola, para tratar de mejorar o modificar alguna de sus propiedades, tanto físicas como mecánicas, y obtener placas de yeso laminado con propiedades mejoradas. Adiciones como los gránulos de poliestireno o plástico expandido (ES 2 277 776 B1), materiales de cambio de fase (ES 2 346 282 B2), polímero de látex natural (ES 2 178 407 T3). Hay estudios de materiales con base de yeso o escayola aligerada con corcho natural en forma de desechos de la poda granulado (ES 2 170 612 A1), o con corcho artificial como perlas de poliestireno expandido de granulometría media (ES 2 170 612 A1) (ES 2 292 309 B2). Se ha experimentado con adiciones fibras de papel (ES 2 123 575 T3) (ES 2 242535 A1), virutas de madera (ES 2 028 002), fibras de madera impregnado con silicona (ES 2 224 289 T3) y fibras de madera con emulsión de cera (ES 2 191 209 T3), todas ellas aglomeradas con yeso. Otros residuos vegetales utilizados son las fibras cortadas de.Typha Latifolia (ES 2 199 680 B2) y fibras-cáscara de coco (ES 2 385 587 A1). Los residuos de poliamida en polvo han sido utilizados en pastas de yeso con propiedades Teológicas mejoradas (ES 2 396 096 A1) pero no existen referencias al empleo de este tipo de residuo en la elaboración de placas de yeso laminado.
La novedad principal de esta invención es la utilización de residuos de poliamida en polvo como adiciones o cargas de una matriz de yeso o escayola para fabricar elementos prefabricados, en concreto placas de yeso laminado, de uso en edificación en tres formulaciones específicas en las que además se explica el procedimiento de obtención. La poliamida en polvo consigue texturas y acabados de capa fina de gran blancura gracias a su geometría, granulometría y coloración blanca. Además, la baja densidad de la poliamida consigue reducciones en el peso final del material, lo que hace muy apropiado su uso en elementos prefabricados. A su vez son apropiadas para ubicaciones de requerimiento acústico o térmico debido a la porosidad que aporta la poliamida a la composición final.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La placa de yeso laminado aligerado 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), con diversas cargas aligerantes de poliamida en polvo y agua para su amasado, y un cartón como terminación.
Para la fabricación del material, se ha llevado a cabo la caracterización previa del polvo de poliamida (química y física) y la caracterización del yeso ligero en estado fresco y en estado endurecido acorde con la normativa europea vigente.
La dosificación de cada componente depende del empleo que se le vaya a dar al material (como ejemplo, se aumentará la cantidad de residuo de poliamida en el caso de que no haya 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.
MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Los siguientes ejemplos ilustrativos no pretenden ser limitantes y describen materiales prefabricados 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, del papel-cartón utilizado y del requerimiento de agua necesario para cada poliamida que mantenga una consistencia y trabajabilidad adecuada para la fabricación de la placa, 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 grueso de fraguado lento con designación B1/20/2 según EN 13279-1: 2009, lo que indica un contenido en conglomerante de yeso mayor o igual a un 50 %, con principio de fraguado mayor o igual a 20 minutos y 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:
Relación A/Y (agua/yeso): 0,47
Principio de fraguado: 10 minutos
Densidad aparente húmeda: 1711 Kg/m3
Densidad aparente seca 1477 Kg/m3
Densidad real del yeso 2,32 gr/cm3.
Dureza Shore C a 28 días: 93 unidades Shore C
Flexotracción a 7 días: 5,92 MPa
Flexotracción a 28 días: 6,19 MPa
Compresión a 7 días: 15,49 MPa
Compresión a 28 días: 15,64 MPa
Succión: 21,80 mm/min
Conductividad térmica (A): 0,35 W/m*K
Permeabilidad al vapor de agua: 1,058 -10'11 kg/m-s-Pa
B) POLIAMIDA: Se emplea residuo de poliamida en polvo con una densidad a
granel de 0,440 g/cm3, y una densidad real de 1 ,08 g/cm3, el diámetro máximo de partícula es de 90 pm, con un punto de fusión de 170 - 182 °C.
C) CARTÓN: papel cartón reciclado de 0,16 mm de espesor y 0,126 kg/m2 de densidad.
D) PEGAMENTO: resinas epoxídicas
Ejemplo 1
Proceso de fabricación:
Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y poliamida en polvo en 20 proporción 1/0,5 (una parte de yeso por cada 0,5 partes de poliamida). El agua de amasado se establece para proporcionar una consistencia adecuada y el procedimiento de amasado se lleva a cabo según UNE-EN 13279-2:2006. El resto de propiedades estudiadas en cada una de las dosificaciones se llevan a cabo según UNE-EN 520: 2005+A1.
Se introduce el molde en la estufa a una temperatura de (40±2) °C y se mantiene durante 24 horas. Una vez trascurrido este tiempo, el material se desmolda y se vuelven a introducir las placas en la estufa hasta conseguir su secado.
Propiedades del veso en estado fresco:
Relación Agua / (Yeso + Poliamida): 0,43
Propiedades de la placa veso laminado en estado endurecido:
Densidad: 1265,99 Kg/m3
Absorción total (% medio): 28,30 %
Dureza superficial (0 medio): 12,67 mm
Resistencia a flexión: 280,00 N
Conductividad térmica: 0,2624 W/m*K
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 porcada 1 parte de poliamida).
Propiedades del veso en estado fresco:
Relación Agua / (Yeso + Poliamida): 0,42
Propiedades de la placa veso laminado en estado endurecido:
- Densidad: 1208,79 Kg/m3
Absorción total (% medio): 29,31%
Dureza superficial (0 medio): 13,22 mm
Resistencia a flexión: 160,00 N
Conductividad térmica: 0,2419 W/m*K
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 2 partes de poliamida).
Propiedades del veso en estado fresco:
Relación Agua / (Yeso + Poliamida): 0,45
Propiedades de la placa yeso laminado en estado endurecido:
Densidad: 1051,43 Kg/m3
Absorción total (% medio): 35,39 %
Dureza superficial (0 medio): 15,44 mm
Resistencia a flexión: 86,67 N
Conductividad térmica: 0,1902 W/m*K
TABLA RESUMEN:
| | | Densidad | Absorción | Dureza | Resistencia |
| | Relación | en estado | Total | superficial | a Flexión |
| | A/(Y+PU) | endurecido (Kg/m3) | (% medio) | | (N) |
| | | | (0 medio | |
| | | | | mm) | |
| Ejemplo 1 | 0,43 | 1265,99 | 28,30 | 12,67 | 280,00 |
| Ejemplo 2 | 0,42 | 1208,79 | 29,31 | 13,22 | 160,00 |
| Ejemplo 3 | 0,45 | 1051,43 | 35,39 | 15,44 | 86,67 |
