Influence of tire rubber waste on the fire behavior of gypsum coatings of construction and structural elements

Abstract

[ENG] The addition of inorganic expanded aggregates, such as perlite or vermiculite is well known in gypsum plasters. However, the reuse of organic wastes in coatings like plasters and renders has been poorly studied. This paper shows the effect of tire rubber wastes on the mechanical properties and fire performance of gypsum plasters. The rubber waste was added to the mixture in mass percentages of 14.50% (C1) and 46.60% (C2). Flexural and compressive strength of plasters made with rubber wastes was visibly reduced as well as their surface hardness (Shore C). In addition, fire tests produced major damages through the entire 2 cm thickness of samples containing rubber wastes, as it was corroborated by X ray diffraction (XRD) and Thermogravimetric (TG) analysis. The heat transfer due to fire exposure modified considerably the chemical composition of plasters, since, on the non-exposed face to fire, the amount of gypsum (CaSO4·2H2O) equivalent to mass loss obtained by TG due to water released by these plasters made with rubber wastes, was 5.4-7.2 lower than that of conventional plasters. The results suggest that certain wastes may reduce the efficiency of gypsum plasters in protecting underneath construction and structural elements against fire. [SPA] Influencia de los residuos de caucho de neumáticos en el comportamiento al fuego de revestimientos de yeso de elementos constructivos y estructurales. La adición de agregados inorgánicos expandidos, como la perlita o la vermiculita, se conoce bien en los enlucidos de yeso. Sin embargo, la reutilización de residuos orgánicos en este tipo de revestimientos ha sido poco estudiada. Este trabajo muestra el efecto de los residuos de caucho de neumáticos fuera de uso sobre las propiedades mecánicas y el comportamiento frente al fuego de los revestimientos de yeso. El residuo de caucho se añadió a la mezcla en porcentajes en masa del 14.50% (C1) y 46.60% (C2). La resistencia a flexión y a compresión de los yesos adicionados con residuos de caucho se redujo visiblemente, así como su dureza superficial (Shore C). Además, los ensayos de fuego produjeron daños importantes en todo el espesor de 2 cm de las muestras que contenían caucho, como se corroboró mediante difracción de rayos X (DRX) y análisis termogravimétrico (TG). La transferencia de calor debida a la exposición al fuego modificó considerablemente la composición química de los revestimientos que contenían caucho, ya que, en la cara no expuesta al fuego, la cantidad de yeso (CaSO4·2H2O) equivalente a la pérdida de masa obtenida por TG debida al agua liberada por estos revestimientos, fue entre 5.4 y 7.2 veces inferior a la de los revestimientos de yeso convencionales. Los resultados sugieren que ciertos residuos pueden reducir la eficacia de los revestimientos de yeso en la protección de elementos constructivos y estructurales contra el fuego.