Experimental study on the out-of-plane behavior of recycled plastic lumber walls
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Resumen
El problema de la gestión de los residuos plásticos constituye un desafío ambiental global, y su utilización en materiales de construcción sostenibles representa una alternativa altamente prometedora. Este estudio presenta una investigación experimental sobre el comportamiento fuera del plano de muros estructurales fabricados con madera plástica reciclada (RPL, por sus siglas en inglés Recycled Plastic Lumber), un material compuesto elaborado a partir de una mezcla de plásticos reciclados. Se ensayaron cuatro tipologías de muros a escala real mediante pruebas estáticas monotónicas aplicadas perpendicularmente al plano del muro, con el fin de analizar su respuesta estructural. Durante los ensayos se registraron parámetros clave como la capacidad portante, la rigidez, los desplazamientos y los modos de falla. Los resultados mostraron que la tipología RPLW-II presentó el mejor desempeño, alcanzando una carga máxima de 14 kN y un comportamiento favorable en términos de rigidez y deformación. Al relacionar esta carga con la presión de viento equivalente, se estima que los muros ensayados podrían resistir velocidades superiores a 200 km/h. Además, se identificaron tres estados de daño (leve, moderado y severo), con mecanismos de falla consistentes entre los diferentes tipos de muros, principalmente localizados en las conexiones. Se observó que los muros con elementos diagonales ofrecieron mayor rigidez y capacidad resistente. Sin embargo, las fallas recurrentes en las conexiones, realizadas con tornillos comúnmente empleados para este material, evidencian la necesidad de mejorar las conexiones entre elementos. En general, los resultados sugieren que la madera plástica es un material estructural viable, con buen comportamiento mecánico y potencial para aplicaciones en construcciones no convencionales, contribuyendo a la valorización de los residuos plásticos.
Abstract
The management of plastic waste has become a critical global environmental challenge, and its incorporation into sustainable construction materials represents a highly promising alternative. In this context, the present study investigates the out-of-plane behavior of structural walls made of recycled plastic lumber (RPL), a composite material manufactured from a mixture of post-consumer recycled plastics. Four full-scale wall typologies were tested under monotonic static loads applied perpendicular to the wall plane in order to evaluate their structural performance. Throughout the experiments, key parameters such as load-bearing capacity, stiffness, displacements, and failure modes were systematically recorded and analyzed. The experimental results revealed that the RPLW-II typology exhibited the most favorable performance, sustaining a maximum load of 14 kN while maintaining good stiffness and deformation capacity. When related to equivalent wind pressures, this load capacity suggests that the tested walls could resist wind speeds exceeding 200 km/h. Additionally, three distinct damage states: low, moderate, and high were identified, with consistent failure mechanisms across all wall types, mainly concentrated at the connections. It was observed that walls incorporating diagonal bracing elements demonstrated higher stiffness and load resistance; however, recurrent failures at the screw-based connections highlight the need for improvements in this constructive detail. Overall, the findings support the viability of Recycled Plastic Lumber as a structural material with adequate mechanical performance and significant potential for applications in non-conventional construction. Moreover, its use contributes directly to the valorization of plastic waste, reinforcing its role as a sustainable alternative in the construction sector (Texto tomado de la fuente).
Descripción
fotografías, graficas, tablas
Palabras clave propuestas
Recycled plastic lumber; Out-of-plane behavior; Structural walls; Sustainable construction; Non-conventional structural materials; Experimental study; Madera plástica reciclada; Comportamiento fuera del plano; Muros estructurales; Construcción sostenible; Materiales estructurales no convencionales; Estudio experimental