Analysis of the feasibility of the use of CDW as a low-environmental- impact aggregate in conglomerates

This article summarises the first phase of a research project that analyses the feasibility of re-using plastic cable waste (pellets) as a means of reducing the environmental impact of buildings. The aim is to find a use for this plastic waste in construction materials, specifically gypsum matrices, by characterising the physical and chemical properties of the raw material and the physical and mechanical properties of the compounds. The results obtained show that the addition of up to 70% of the weight of the gypsum in aggregate improved some of the properties tested, such as surface hardness and capillary absorption, and significantly reduced the use of gypsum and water

Paneles de yeso adicionados con residuos plásticos de cables con mejora de las propiedades frente a humedades interiores

La realidad de las edificaciones es que presentan defectos en su construcción y uno de ellos, muy habitual, es la aparición de humedades en paramentos interiores. Esta patología puede afectar no solo a la durabilidad de los materiales sino, también, al confort térmico, la calidad del aire interior o al consumo de energía, pudiendo llegar incluso a ocasionar problemas de salud en sus habitantes. Una de las soluciones al problema se basa en la utilización de materiales con propiedades impermeables con el que poder controlarlo. Los paneles de yeso son uno de los sistemas constructivos más utilizado tanto en trasdosados como en divisiones interiores de edificaciones. Tienen la capacidad de equilibrar las estancias, absorbiendo el exceso de humedad y devolviéndola cuando el ambiente está seco, por lo que se consideran buenos reguladores higrotérmicos naturales. Esta avidez por el agua, cuando llega al 1%, supone un problema debido a que la resistencia del material baja a la mitad y empieza su deterioro. Los materiales plásticos, por su parte, presentan como propiedad su casi total impermeabilidad, su ligereza y su durabilidad y, por el contrario, presentan un gran problema a la hora de su reciclaje. En esta investigación se analizaron las propiedades frente a la acción del agua de paneles de yeso en los que se incorporó en su matriz, residuos plásticos de cables procedentes del reciclaje. Para ello se llevó a cabo un proceso experimental en el que se fabricaron probetas de escayola, con relación en masa de agua/escayola 0,8, a las que se incorporó residuo plástico de cables (de granulometría máxima 3mm), en proporciones 50%-60%-70% también sobre la masa de la escayola. En todos los ensayos se realizó una serie de referencia (sin residuo) con la que poder comparar los resultados. Finalmente, se sometió a las probetas a los siguientes ensayos: absorción de agua por capilaridad, permeabilidad al vapor de agua, cámara húmeda, ciclos de humedad-secado y absorción total de agua. Además, se realizó el ensayo de porosimetría de mercurio para determinar el volumen de poros y su distribución de tamaños, con el fin de relacionar los resultados con el comportamiento de los compuestos frente al agua. En los resultados obtenidos se observa un magnífico comportamiento de los paneles frente a la acción del agua como consecuencia de la contribución impermeabilizante del residuo plástico y de la menor cantidad de poros existente en su estructura. Es decir, se consigue una disminución significativa de la capacidad de retención y absorción de agua de los compuestos que, sin embargo, mantienen su propiedad higrotérmica en valores aceptables. Por lo tanto, la producción de paneles de yeso adicionados con residuos plásticos de cables se considera una buena solución para minimizar la aparición de humedades dentro de las edificaciones, sin que por ello quede afectada la regulación de la humedad relativa de sus estancias, resultando una alternativa viable a los paneles de yeso tradicionales

Caracterización fisicoquímica y aplicaciones de yeso con adición de residuo plástico de cables mediante criterios de economía circular

La toma de conciencia ambiental está generando un nuevo concepto de organización social pues se está modificando desde la forma de vivir y consumir, hasta el modo de desplazarse de un sitio a otro. Es en esta nueva forma de pensar de la sociedad donde tiene cabida la construcción sostenible que, de algún modo, tiene como finalidad el minimizar todos los posibles impactos ambientales causados por la industria de la construcción. Una forma de conseguirlo es a través del estudio y desarrollo de materiales y técnicas que permitan una disminución del uso de recursos naturales, la reducción de generación de residuos y/o su reutilización y la minoración de emisiones de CO2. La reutilización, el reciclaje o la valoración de los residuos, por tanto, desempeñan un papel primordial que pasa por un cambio de actitud en el modelo de economía lineal predominante y real hacia un modelo de economía circular. La economía circular levanta los cimientos de un nuevo paradigma de diseño inteligente basado en el cierre del ciclo de vida de los productos, como ocurre en la naturaleza. Para las empresas de materiales de construcción, la incorporación de residuos en los llamados "materiales tradicionales" es una alternativa que debe aprovecharse, en línea con el objetivo establecido en la actual Directiva Marco de Residuos 2008/98/CE. En este sentido, se realiza esta Tesis Doctoral con el objetivo de contribuir al desarrollo sostenible mediante el diseño de un nuevo material más eficiente. Se trata de un compuesto de matriz de yeso/escayola al que se añaden cargas de residuos plásticos procedentes del reciclaje de cables que, de otra manera, serían enviados a vertedero o incinerados. El propósito es obtener un material con propiedades mejoradas con el que reducir la cantidad de materia prima utilizada (piedra de aljez y agua) y reutilizar el residuo plástico tal cual se obtiene de la empresa de reciclaje, logrando, con ello, uno de los propósitos de la mencionada Directiva. Para el diseño del compuesto y previo análisis de otras investigaciones, se ha utilizado una metodología basada en la caracterización de la materia prima y la comprobación de viabilidad y caracterización de las mezclas yeso-residuo plástico planteadas tanto en estado fresco como en estado endurecido. Asimismo, y una vez seleccionado el compuesto óptimo, se ha realizado una propuesta de la aplicación más adecuada y el estudio de su impacto ambiental. Para la constatación de la hipótesis, se ha diseñado y desarrollado un plan experimental basado en cuatro fases en las que se han realizado ensayos para determinar propiedades químicas, físicas, mecánicas, térmicas y de comportamiento ante la acción de agua y de fuego, así como una simulación energética del compuesto incluido en dos sistemas constructivos. Los resultados finales muestran compuestos con densidad y propiedades higrotérmicas similares al compuesto de referencia de yeso que no incorpora residuo, resistencias mecánicas ajustadas a normativa, mucho más elásticos, con mejor adherencia superficial, mayor dureza superficial y una excelente mejora en el comportamiento ante la acción del agua. Además el coeficiente de conductividad térmica obtenido es menor que el de la referencia y presenta un aceptable comportamiento frente a la acción del fuego debido al recubrimiento de yeso. Por otra parte, del análisis de la viabilidad de su fabricación también se deduce que se consigue reducir entre un 25-30% la utilización de los recursos naturales empleados (aljez y agua), así como la reutilización del 100% del residuo plástico siguiendo con ello el criterio de economía circular. ----------ABSTRACT---------- Environmental awareness is generating a new concept of social organization as it is changing the way people live, their consumption habits, and how they travel from one place to another. This new form of social thinking that encompasses sustainable building seeks to minimize all possible environmental impacts caused by the construction industry. One way to achieve this is through the study and development of materials and techniques with a view to decreasing the use of natural resources, minimising CO2 emissions, and reducing or reusing waste. The reuse, recycling or evaluation of waste therefore plays a primary role that implies a change of attitude in the prevailing linear economy model towards a circular economy. The circular economy paves the way for a new paradigm of intelligent design based on closing the circle at the end of a product’s life, as occurs in nature. For construction material companies, the incorporation of waste into socalled "traditional materials" is an alternative that must be used, in line with the objective established in the current Waste Framework Directive 2008/98/EC. Therefore, the objective of this Doctoral Thesis is to contribute to sustainable development by designing a new more efficient material. It is a gypsum/plaster matrix compound to which plastic waste is added from the recycling of cables that would otherwise be sent to landfills or incinerated. The purpose of this is to obtain a material with improved properties, to reduce the amount of raw material used (gypsum and water) and reuse the plastic waste, as it is obtained from the recycling Company, to fulfil one of the purposes of the aforementioned Directive. After an analysis of prior studies, a methodology was developed based on the characterisation of the raw material as well as the verification of the viability and the characterisation of the gypsum-plastic waste mixtures presented in both their fresh and hardened states. Once the best compound was selected, a proposal was also made for the most appropriate application and the study of its environmental impact. To confirm this theory, an experimental plan based on four phases was designed and developed in which tests were carried out to determine chemical, physical, mechanical, thermal characteristics and the material’s resistance to water and fire. A simulation of energy consumption of the compound included in two construction systems was also carried out. The results show that the compounds have a similar density and hygrothermal properties as the reference gypsum compound that does not incorporate waste. Additionally they have a mechanical resistance that complies with regulations, a much greater elasticity and better surface adhesion, greater surface hardness and higher water resistance. The thermal conductivity coefficient obtained is also lower than that of the reference value and presents sufficient fire resistance due to its gypsum coating. A viability analysis of the manufacturing process also shows that it is possible to reduce the amount of natural resources used by 25-30% (gypsum and water) and to reuse 100% of the plastic waste based on the principle of circular economy

Quality in building through the PassivHaus standar

La realidad es que, en edificación, la calidad ya no es solo un factor diferenciador del mercado sino también un atributo exigible, por tanto, se necesitan enfoques estratégicos distintos para llevarla a cabo durante todo el proceso constructivo. Es el caso de la construcción conocida bajo el estándar PassivHaus en la que, tratando de alcanzar el consumo energético casi nulo, llega a convertirse en ejemplo de concepto de calidad según UNE-EN ISO 9000:2015, cumpliendo además con los requisitos básicos de los edificios establecidos en la Ley 38/1999, de Ordenación de la Edificación. ----------ABSTRACT---------- The reality is that, in building, quality is not just a hallmark in the market, but also a requirable feature. Therefore, different strategic approaches are needed to achieve it during the whole constructive process. That is the case of constructions following the PassivHaus standard which, trying to obtain zero net energy consumption, becomes an example of the concept ofquality according to UNE-EN ISO 9000: 2015, fulfilling the basic requirementsfor buildings established in the Building Regulations Act 38/1999

Strategy for quality construction through personalised housings

Todas las definiciones de calidad pertenezcan o no al ámbito de la construcción, llevan a pensar, de algún modo, en la satisfacción del cliente como lo más importante a tener en cuenta en el sistema de gestión de la misma. Por tanto y centrando el punto de vista en ello, ofrecer el producto personalizado para el cliente parece ser la mejor opción para conseguirlo. se inician promociones con proyectos muy precisos, construcción semiindustrializada con elección de sistemas que garanticen la calidad, una correcta planificación de las obras y, un control muy exhaustivo de la misma. La calidad en ellas, se presenta como resultado de la disminución de los contradictorios, la minimización de los defectos y errores finales, la entrega en tiempo acordado y la satisfacción final del cliente

Strategy for quality construction through personalised housings

Todas las definiciones de calidad pertenezcan o no al ámbito de la construcción, llevan a pensar, de algún modo, en la satisfacción del cliente como lo más importante a tener en cuenta en el sistema de gestión de la misma. Por tanto y centrando el punto de vista en ello, ofrecer el producto personalizado para el cliente parece ser la mejor opción para conseguirlo. se inician promociones con proyectos muy precisos, construcción semiindustrializada con elección de sistemas que garanticen la calidad, una correcta planificación de las obras y, un control muy exhaustivo de la misma. La calidad en ellas, se presenta como resultado de la disminución de los contradictorios, la minimización de los defectos y errores finales, la entrega en tiempo acordado y la satisfacción final del cliente

A case study of Passivhaus Plus single-family home: quality and sustainability

Passive architecture has been with us since ancient times. This is clear from the ancient writings that have lasted to this day in which Socrates, for example, defined how to build a Megaon "...in houses facing south, the Sun penetrates through the porch in winter, while in summer the The solar arc described rises above our heads and above the roof, so that there is shadow..."; o Marco Vitruvio indicated "...if we want our house designs to be correct, we must begin by taking good note of the countries and climates in which they are going to be built...". With a Passivhaus certified construction, significant reductions in primary energy consumption are achieved (up to 75% in heating and cooling), which have a positive impact on the sustainability of the planet

Quality in building through the PassivHaus standar

La realidad es que, en edificación, la calidad ya no es solo un factor diferenciador del mercado sino también un atributo exigible, por tanto, se necesitan enfoques estratégicos distintos para llevarla a cabo durante todo el proceso constructivo. Es el caso de la construcción conocida bajo el estándar PassivHaus en la que, tratando de alcanzar el consumo energético casi nulo, llega a convertirse en ejemplo de concepto de calidad según UNE-EN ISO 9000:2015, cumpliendo además con los requisitos básicos de los edificios establecidos en la Ley 38/1999, de Ordenación de la Edificación. ----------ABSTRACT---------- The reality is that, in building, quality is not just a hallmark in the market, but also a requirable feature. Therefore, different strategic approaches are needed to achieve it during the whole constructive process. That is the case of constructions following the PassivHaus standard which, trying to obtain zero net energy consumption, becomes an example of the concept ofquality according to UNE-EN ISO 9000: 2015, fulfilling the basic requirementsfor buildings established in the Building Regulations Act 38/1999

Industrialization of construction as a stage of improvement of quality

El Mercado de la construcción se caracteriza por una diversidad natural que obedece a la variedad de los individuos. Es, por tanto, un mercado heterogéneo con cambios constantes a lo largo del tiempo, en el que las empresas pueden optar por especializ-arse en un solo producto o, por el contrario, proponer diferentes productos personali-zados. Hace unos años no era factible pensar en la incorporación del sector de la construcción en la industria, entendiendo como tal la realización de productos seriados o la producción en cadena. Hoy en día la tendencia es todo lo contrario, la construcción viene de la mano de la industrialización, que no es solo aplicada a los materiales o sistemas de construcción, sino también al proceso edificatorio completo. La indutrialización facilita además la organización, planificación y programación de un proceso constructivo. La organización, porque los acopios, medios auxiliares y escom-bros se reducen, resultando la obra más ordenada y segura; la planificación, porque se reducen las mediciones, los tiempos, la mano de obra dentro de la obra, materiales, alquileres, etc; y la programación, porque se mejora en los rendimientos, el seguimiento de obra e incluso el control económico. Todo ello hace, por tanto, que la industrialización de la construcción sea la protagonista de un aumento de la calidad, pues no solo ayuda a la integración de todas las fases y su control, sino que también es partícipe del desarrollo de nuevos productos y sistemas que suponen una mejora continua en el proceso edificatorio. ----------ABSTRACT---------- The construction market is characterized by a natural diversity that obeys the variety of individuals. It is, therefore, a heterogeneous market with constant changes over time, in which companies can choose to specialize in a single product or, on the contrary, propose different personalized products [1]. A few years ago it was not feasible to think about the incorporation of the construction sector in the industry, understanding as such the realization of serial products or chain production. Nowadays the trend is the opposite, construction comes hand in hand with industrialization, which is not only applied to materials or construction systems, but also to the entire building process. This trend, already very advanced in the United States, is becoming important in Spain. The industrialized building allows personalization, constructive speed, efficiency and a significant increase in QUALITY due to the strict controls to which the manufacturing processes in the industrial plant are subject. In this sense, Feigenbaum indicated in his work Total Quality Control the importance of the involvement of all the actors involved in a process to obtain QUALITY, based on offering the best service and price for clients [2, 3]. In construction, this translates into an integration of the different phases that compose it (Project Phase and Construction Phase) that, in general, are not coordinated within the same Quality System. The industrialization also facilitates the organization, planning and programming of a constructive process. The organization, because the supplies, auxiliary resources and wasteare reduced, resulting in the most orderly and safe work; the planning, because the measurements, the times, the labor inside thework, materials, rents, etc are also reduced; and the programming, because it improves in the yields, the follow-up of work and even the economic control [4, 5]. All this makes, therefore, that the industrialization of construction is the protagonist of an increase in quality, as it not only helpsthe integration of all phases and their control, but also participates in the development of new products and systems that suppose a continuous improvement in the building process

Industrialization of construction as a stage of improvement of quality

El Mercado de la construcción se caracteriza por una diversidad natural que obedece a la variedad de los individuos. Es, por tanto, un mercado heterogéneo con cambios constantes a lo largo del tiempo, en el que las empresas pueden optar por especializ-arse en un solo producto o, por el contrario, proponer diferentes productos personali-zados. Hace unos años no era factible pensar en la incorporación del sector de la construcción en la industria, entendiendo como tal la realización de productos seriados o la producción en cadena. Hoy en día la tendencia es todo lo contrario, la construcción viene de la mano de la industrialización, que no es solo aplicada a los materiales o sistemas de construcción, sino también al proceso edificatorio completo. La indutrialización facilita además la organización, planificación y programación de un proceso constructivo. La organización, porque los acopios, medios auxiliares y escom-bros se reducen, resultando la obra más ordenada y segura; la planificación, porque se reducen las mediciones, los tiempos, la mano de obra dentro de la obra, materiales, alquileres, etc; y la programación, porque se mejora en los rendimientos, el seguimiento de obra e incluso el control económico. Todo ello hace, por tanto, que la industrialización de la construcción sea la protagonista de un aumento de la calidad, pues no solo ayuda a la integración de todas las fases y su control, sino que también es partícipe del desarrollo de nuevos productos y sistemas que suponen una mejora continua en el proceso edificatorio. ----------ABSTRACT---------- The construction market is characterized by a natural diversity that obeys the variety of individuals. It is, therefore, a heterogeneous market with constant changes over time, in which companies can choose to specialize in a single product or, on the contrary, propose different personalized products [1]. A few years ago it was not feasible to think about the incorporation of the construction sector in the industry, understanding as such the realization of serial products or chain production. Nowadays the trend is the opposite, construction comes hand in hand with industrialization, which is not only applied to materials or construction systems, but also to the entire building process. This trend, already very advanced in the United States, is becoming important in Spain. The industrialized building allows personalization, constructive speed, efficiency and a significant increase in QUALITY due to the strict controls to which the manufacturing processes in the industrial plant are subject. In this sense, Feigenbaum indicated in his work Total Quality Control the importance of the involvement of all the actors involved in a process to obtain QUALITY, based on offering the best service and price for clients [2, 3]. In construction, this translates into an integration of the different phases that compose it (Project Phase and Construction Phase) that, in general, are not coordinated within the same Quality System. The industrialization also facilitates the organization, planning and programming of a constructive process. The organization, because the supplies, auxiliary resources and wasteare reduced, resulting in the most orderly and safe work; the planning, because the measurements, the times, the labor inside thework, materials, rents, etc are also reduced; and the programming, because it improves in the yields, the follow-up of work and even the economic control [4, 5]. All this makes, therefore, that the industrialization of construction is the protagonist of an increase in quality, as it not only helpsthe integration of all phases and their control, but also participates in the development of new products and systems that suppose a continuous improvement in the building process