PROCEDIMIENTO DE OBTENCION DE YESO ALIGERADO CON RESIDUOS DE POLIURETANO ESPUMADO.
La presente invención consiste en la obtención de un nuevo material de yeso aligerado para su uso en la construcción,
en el que se incorporan residuos industriales de espumas rígidas de poliuretano. Los residuos poliméricos espumados se mezclan tras su molido con el yeso a diferentes granulometrías en función de su uso.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201001011.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE BURGOS.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: GADEA SAINZ,JESUS, CALDERON CARPINTERO,VERONICA, RODRIGUEZ SAIZ,ANGEL, GARABITO LOPEZ,JAVIER, CAMPOS DE LA FUENTE,PABLO, GUTIÉRREZ GONZÁLEZ,SARA.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C04B16/08 QUIMICA; METALURGIA. › C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS. › C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 16/00 Empleo de materias orgánicas como cargas, p. ej. pigmentos, para morteros, hormigón o piedra artificial; Tratamiento de materias orgánicas especialmente previstos para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón o piedra artificial (elementos de armadura E04C 5/00). › porosos, p. ej. perlas de poliestireno expandido.
- C04B28/14 C04B […] › C04B 28/00 Composiciones para morteros, hormigón o piedra artificial que contienen ligantes inorgánicos o que contienen el producto de reacción de un ligante inorgánico y un ligante orgánico, p. ej. que contienen cemento de policarboxilatos. › que contienen cementos de sulfato de calcio.
PDF original: ES-2381726_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de obtención de yeso aligerado con residuos de poliuretano espumado.
Objeto de la invención
La presente invención se encuadra en el sector de la Construcción y Edificación dentro del campo de Nuevos Materiales, y tiene como objetivo el empleo de residuos de espumas rígidas de poliuretano, provenientes de residuos industriales y su incorporación al yeso para fabricar nuevos materiales ligeros de construcción. Los residuos poliméricos espumados se mezclan tras su molido a diferentes granulometrías con el yeso que se quiere utilizar.
Además de la mejora en aislamiento acústico derivado del empleo de estos residuos, la utilización del espumas como aislamiento térmico en la construcción supone un ahorro de energía en la climatización de edificios y una disminución de emisiones contaminantes (CO2 y SO2), contribuyendo de esta forma a paliar el efecto invernadero y la lluvia ácida. Además, por ser insolubles en agua, los productos espumados no emiten sustancias hidrosolubles que puedan contaminar el agua o el yeso con el que se realiza la mezcla.
Antecedentes de la invención
La importancia de reciclar y revalorizar residuos poliméricos o plásticos generados en sociedades industrializadas es esencial debido al importante impacto medioambiental que estos residuos provocan, unido a su elevado tiempo de vida útil. Los polímeros en forma de espuma, incluyendo el poliuretano, son materiales que se utilizan ampliamente en numerosos ámbitos y en una gran variedad de productos. Ello es debido principalmente a sus excelentes cualidades y propiedades entre las que destacan su alta capacidad de protección (absorción de impactos) y de aislamiento térmico y acústico así como su ligereza y facilidad de conformado que le permiten adaptarse a las necesidades de cada situación.
El poliuretano espumado se considera y se emplea de manera independiente como aislante en el sector de la construcción. Por tanto, resulta lógico pensar en que el empleo y reciclado de este material (con un triturado previo) y mezclado con yeso podría competir con otros productos más tradicionales, incluyendo en la fabricación propiedades aislantes térmicas y acústicas eficientes y efectivas. Estas propiedades unidas al hecho de que el yeso es un mal conductor del calor y la electricidad, hacen de este material un compuesto adecuado para su empleo como material de construcción.
El yeso de construcción aligerado según la definición UNE-EN-13279-1:2009, está compuesto por una mezcla de sulfato de calcio en sus distintas fases de deshidratación (anhidrita, hemihidrato o dihidrato) y de pureza (tradicionalmente denominados como yeso tosco, yeso fino o escayola), con un contenido determinado de cal (hidróxido de calcio), que lleva incorporado agregados ligeros inorgánicos (tales como perlita expandida o vermiculita, por ejemplo) o agregados ligeros orgánicos, a los que debe añadirse agua de amasado para su puesta en obra.
El empleo de materias primas e inertes de diferentes densidades para la fabricación de yesos ligeros es ampliamente conocido y explotado desde la antigüedad. No obstante, los beneficios que las espumas rígidas de poliuretano pueden 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, y sustituyendo los aditivos y agregados ligeros tradicionales que se incorporan en fábrica (tales como perlita expandida o vermiculita) por residuos de espumas de poliuretano triturados, para conseguir mejores prestaciones y acordes con la normativa vigente. La mezcla obtenida se amasa con agua en el momento de su puesta en obra.
Además de la disminución de la densidad respecto al yeso tradicional, con la introducción de espuma de poliuretano triturada se consigue un importante incremento de la permeabilidad, lo que se considera una ventaja muy importante a efectos de evitar condensaciones (especialmente favorable si el material objeto de la invención se utiliza como revestimiento sobre rocas de tipo calizo).
Se consigue de este modo un proceso de fabricación de yeso ligero de manera sencilla y eficiente, junto con una rentabilidad económica no negativa y un proceso de obtención sencillo y al alcance de cualquiera, de modo que la propuesta sea atractiva al uso.
Descripción de la invención
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 espuma rígida de poliuretano triturada y agua para su amasado.
La obtención y caracterización del material ligero se lleva a cabo mediante la caracterización previa de la espuma (caracterización física, química y microestructural) y la caracterización del yeso ligero en estado fresco y en estado endurecido acorde con la normativa europea vigente.
La dosificación depende del uso que se le vaya a dar al material (como ejemplo, se aumentará la cantidad de espuma en el caso de que no haya ningún requerimiento mecánico pero sí una necesidad importante de aislamiento térmico o acústico). Para el posterior amasado, se considera una relación agua/yeso según UNE-EN 13279-2:2006.
Tanto en estado fresco como en estado endurecido el material cumple con todas las especificaciones y normas aplicables.
Descripción detallada 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 espuma de poliuretano disponible y del requerimiento de agua necesario para cada espuma que mantenga una consistencia y trabajabilidad adecuada para su puesta en obra y unas propiedades apropiadas que determinen una buena durabilidad a lo largo del tiempo.
Descripción de un ejemplo de realización
Caracterización de componentes
Yeso: YG/L, es decir se emplea un yeso tosco de fraguado lento con designación B1/20/2 según EN 19279-1:2009, 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:
- La relación A/Y (agua/yeso) necesaria según norma es 0,463.
- El principio de fraguado es: 48 minutos.
- La dureza Shore C: 91 unidades Shore C.
- La adherencia: 5,6 Kg/cm2.
- Flexotracción a 7 días: 5,72 MPa.
- Flexotracción a 28 días: 6,53 MPa.
- Compresión a 7 días: 10,70 MPa.
- Compresión a 28 días: 12,02 MPa.
- Permeabilidad: al vapor de agua: 1,24 x 10-11 Kg/(m • s • Pa).
Espuma de poliuretano: como ejemplo descriptivo se emplea espuma rígida de poliuretano triturada con diámetro de partícula entre 0 y 8 mm y con una densidad aparente de 25 kg/m3.
Ejemplo 1
Proceso de fabricación
Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y espuma de poliuretano en proporción 1/0,5 (una parte de yeso por cada 0,5 partes de espuma). 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: 0,613.
Principio de fraguado: 50 minutos.
Propiedades del yeso en estado endurecido:
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de obtención de yeso ligero para la construcción, caracterizado porque se obtiene a partir de la mezcla de sulfato cálcico en sus distintas fases de deshidratación con espuma rígida de poliuretano reciclada que se tritura, añadiendo agua para el amasado, adquiriendo un peso reducido y un coeficiente de aislamiento tanto térmico como acústico elevado mediante las siguientes fases operativas:
2. Yeso ligero para la construcción obtenido a partir del reciclado de espumas rígidas de poliuretano, según reivindicación 1, caracterizado porque su densidad aparente máxima en estado endurecido es de 1.123 Kg/m3.
3. Yeso ligero para la construcción obtenido a partir del reciclado de espumas rígidas de poliuretano, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque su densidad aparente mínima en estado endurecido es de 724 Kg/m3.
4. Yeso ligero para la construcción obtenido a partir del reciclado de espumas rígidas de poliuretano, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la dureza Shore C se encuentra entre 73.5 y 25 unidades Shore C.
5. Yeso ligero para la construcción obtenido a partir del reciclado de espumas rígidas de poliuretano, según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la resistencia mecánica a flexotracción se encuentra entre 3,55 MPa y 0,79 MPa.
6. Yeso ligero para la construcción obtenido a partir del reciclado de espumas rígidas de poliuretano, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la resistencia mecánica a compresión se encuentra entre 5,26 MPa y 1,14 MPa.
7. Yeso ligero para la construcción obtenido a partir del reciclado de espumas rígidas de poliuretano, según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la permeabilidad al vapor de agua es de hasta 8 veces mayor respecto a la permeabilidad de yesos convencionales.
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