The construction sector is the industry with the highest generation of waste compared to other economic sectors. The construction and demolition waste (CDW) generated at construction sites pose an environmental problem due to their quantity and management, which requires solutions to prevent increasing the planet’s pollution. For this reason, many professionals and academics have worked on finding solutions to mitigate the impact caused by the sector, specifically by improving the waste management system through a circular economy.
In this regard, numerous studies have designed new materials and products to reduce environmental impact, analysed the incorporation of CDW in the manufacture of new alternative construction materials, such as plasters, mortars, and concretes with various percentages of CDW. One of the materials used on site to facilitate and optimize the transport and unloading of reinforcement steel is single-use slings, which are a common waste in construction sites and could be used as an alternative raw material for manufacturing construction materials. This would reduce waste that would otherwise be sent to landfills or incinerators, with the consequent emission of greenhouse gases into the atmosphere.
Therefore, this doctoral thesis analyses the incorporation of polypropylene fiber CDW, from single-use slings, into a gypsum and plaster matrix. The studied samples include polypropylene fibers in the range of 1% to 4%, and the compounds were tested to determine their physical, mechanical, thermal, and microscopic behaviour. The results obtained from the various tests indicate that the maximum amount of fibers that can be incorporated into gypsum and plaster pastes is 3%, and the series with 4% incorporation can only be used for laboratory studies due to their higher care requirements and lower performance in production.
The incorporation of recovered polymeric fibers into gypsum and plaster mortars shows an improvement in mechanical and physical properties, confirming the suitability of applying these fibers in construction elements used in building construction.
RESUMEN
El sector de la construcción es la industria con mayor generación de residuos con respecto a los demás sectores económicos, estos residuos de construcción y demolición (RCD) generados en las obras son un problema para el medioambiente, por su cantidad y gestión, lo que obliga a dar soluciones para que estos RCD no incrementen la contaminación del planeta. Por este motivo, han sido muchos los profesionales y académicos que han trabajado buscando soluciones para mitigar el impacto ocasionado por el sector y en concreto mejorar el sistema de gestión de sus residuos, a través de una economía circular.
En este sentido han sido muchas las investigaciones que han diseñado nuevos materiales y productos que generen un menor impacto ambiental, analizado la incorporación de RCD para la fabricación de nuevos materiales de construcción alternativos, como por ejemplo yesos, morteros y hormigones con distintos porcentajes de RCD. Uno de los materiales utilizados en obra para favorecer y optimizar el transporte y la descarga de ferralla en las obras, son las eslingas no reutilizables, por lo que suponen un residuo habitual en las obras de construcción y podría ser incorporado como materia prima alternativa para la fabricación de materiales de construcción, reduciendo así el vertido de residuos que de otra forma serían destinados a vertederos o incineradoras con la consiguiente emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.
Por todo lo anterior, esta tesis doctoral analiza la incorporación de RCD de fibras polipropileno, procedentes de las eslingas de un solo uso, en una matriz de escayola y yeso. Las muestras estudiadas incorporan fibras de polipropileno en el rango del 1% al 4% y los compuestos se ensayaron para determinar su comportamiento físico, mecánico, térmico y microscópico. Los resultados obtenidos en los diferentes ensayos realizados determinan que la cantidad máxima de fibras que se pueden incorporar a los morteros de yeso y escayola es de 3% para mantener la trabajabilidad y comportamiento similar a los yesos y escayolas tradicionales.
La incorporación de fibras poliméricas recuperadas en morteros de yeso y escayola presenta una mejora en las propiedades mecánicas y físicas que confirman la aptitud de la aplicación de estas fibras en elementos constructivos aplicables a la edificación.
The construction sector is the industry with the highest generation of waste compared to other economic sectors. The construction and demolition waste (CDW) generated at construction sites pose an environmental problem due to their quantity and management, which requires solutions to prevent increasing the planet’s pollution. For this reason, many professionals and academics have worked on finding solutions to mitigate the impact caused by the sector, specifically by improving the waste management system through a circular economy.
In this regard, numerous studies have designed new materials and products to reduce environmental impact, analysed the incorporation of CDW in the manufacture of new alternative construction materials, such as plasters, mortars, and concretes with various percentages of CDW. One of the materials used on site to facilitate and optimize the transport and unloading of reinforcement steel is single-use slings, which are a common waste in construction sites and could be used as an alternative raw material for manufacturing construction materials. This would reduce waste that would otherwise be sent to landfills or incinerators, with the consequent emission of greenhouse gases into the atmosphere.
Therefore, this doctoral thesis analyses the incorporation of polypropylene fiber CDW, from single-use slings, into a gypsum and plaster matrix. The studied samples include polypropylene fibers in the range of 1% to 4%, and the compounds were tested to determine their physical, mechanical, thermal, and microscopic behaviour. The results obtained from the various tests indicate that the maximum amount of fibers that can be incorporated into gypsum and plaster pastes is 3%, and the series with 4% incorporation can only be used for laboratory studies due to their higher care requirements and lower performance in production.
The incorporation of recovered polymeric fibers into gypsum and plaster mortars shows an improvement in mechanical and physical properties, confirming the suitability of applying these fibers in construction elements used in building construction.
RESUMEN
El sector de la construcción es la industria con mayor generación de residuos con respecto a los demás sectores económicos, estos residuos de construcción y demolición (RCD) generados en las obras son un problema para el medioambiente, por su cantidad y gestión, lo que obliga a dar soluciones para que estos RCD no incrementen la contaminación del planeta. Por este motivo, han sido muchos los profesionales y académicos que han trabajado buscando soluciones para mitigar el impacto ocasionado por el sector y en concreto mejorar el sistema de gestión de sus residuos, a través de una economía circular.
En este sentido han sido muchas las investigaciones que han diseñado nuevos materiales y productos que generen un menor impacto ambiental, analizado la incorporación de RCD para la fabricación de nuevos materiales de construcción alternativos, como por ejemplo yesos, morteros y hormigones con distintos porcentajes de RCD. Uno de los materiales utilizados en obra para favorecer y optimizar el transporte y la descarga de ferralla en las obras, son las eslingas no reutilizables, por lo que suponen un residuo habitual en las obras de construcción y podría ser incorporado como materia prima alternativa para la fabricación de materiales de construcción, reduciendo así el vertido de residuos que de otra forma serían destinados a vertederos o incineradoras con la consiguiente emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.
Por todo lo anterior, esta tesis doctoral analiza la incorporación de RCD de fibras polipropileno, procedentes de las eslingas de un solo uso, en una matriz de escayola y yeso. Las muestras estudiadas incorporan fibras de polipropileno en el rango del 1% al 4% y los compuestos se ensayaron para determinar su comportamiento físico, mecánico, térmico y microscópico. Los resultados obtenidos en los diferentes ensayos realizados determinan que la cantidad máxima de fibras que se pueden incorporar a los morteros de yeso y escayola es de 3% para mantener la trabajabilidad y comportamiento similar a los yesos y escayolas tradicionales.
La incorporación de fibras poliméricas recuperadas en morteros de yeso y escayola presenta una mejora en las propiedades mecánicas y físicas que confirman la aptitud de la aplicación de estas fibras en elementos constructivos aplicables a la edificación. Read More
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