Browsing by Author "González Hormazabal, Marcelo Andrés"

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    Accelerated construction as a new approach for underground-mining pavement : Productivity, cost and environmental study through stochastic modeling
    (2020) Brescia Norambuena, Leonardo Sebastián; Pickel, D.; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Tighe, S. L.; Azua, G.
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    Assessing the effect of fly ash with a high SO3 content in hybrid alkaline fly ash pastes (HAFAPs)
    (2020) Rios, A.; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Montes, C.; Vasquez, J.; Arellano, J.
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    Evaluation of freeze/thaw and scaling response of nanoconcrete for Portland Cement Concrete (PCC) pavements
    (2016) González Hormazabal, Marcelo Andrés; Tighe, S.; Hui, K.; Rahman, S.; De Oliveira, A.
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    Influence of conventional and functionalized carbon nanotubes in hybrid alkaline fly ash pastes that contain high amounts of SO4
    (2020) Vásquez Madariaga, Jeison E.; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La Industria del cemento y el hormigón es responsable del 6% al 7% de las emisiones de CO2 a nivel mundial. Una de las alternativas que se ha explorado para reducir el nivel de emisiones de gases de efecto invernadero en la fabricación del hormigón es incorporar el uso de ceniza volante en altas cantidades como reemplazo del cemento. Para poder realizar lo anterior es necesaria la activación química de las cenizas volantes. A estas últimas pastas se les ha denominado Pastas Híbridas Alcalinas de Ceniza Volante (HAFAP). Sin embargo, debido a las nuevas regulaciones medioambientales, las cenizas volantes contienen un porcentaje mayor de sulfato (SO4) que el permitido por las normas internacionales de hormigón y cemento, lo que conlleva a una disminución en su desempeño mecánico y de durabilidad. Por otro lado, los Nanotubos de Carbono son nanomateriales de propiedades excepcionales que se han estado investigando ampliamente. En lo particular, son cilindros compuestos de átomos de carbono con extraordinarias propiedades mecánicas, químicas, eléctricas y térmicas, pero principalmente por su naturaleza aromática son inertes y no reaccionan con el medio, lo que es relevante al momento de utilizarlos. La incorporación de Nanotubos de Carbono se ha estudiado en pastas de cemento puro y con adición de ceniza en bajas cantidades (menores al 30%), pero no se conocen sus efectos en pastas híbridas con cenizas que presenten alto contenido de sulfato. En la presente investigación, desarrollada con pastas híbridas de 70% ceniza y 30% cemento en peso, se realizaron pruebas experimentales físicas y mecánicas para evaluar y determinar el impacto de los Nanotubos de Carbono en el desempeño de este tipo de materiales. Los resultados indican que la incorporación de los nanotubos mejora la resistencia a la compresión de un 17% a un 20% y disminuye significativamente la expansión de las pastas, lo que significa una reducción volumétrica y de deterioro en las pastas híbridas alcalinas.
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    Influence of pavements on the urban heat island phenomenon : A scientific evolution analysis
    (2020) Carpio Martínez, Manuel; González Rojas, Alvaro; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Verichev, K.
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    Nanoconcrete for Rigid Pavements: Abrasion Response and Impact on Friction
    (2014) González Hormazabal, Marcelo Andrés; De Oliveira Lima, Arthur; Tighe, Susan L.
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    Prediction model based on response surface methodology for the design of low-carbon cement pastes based on wheat straw ash and silica fume
    (2023) Bastías Concha, Bryan Rodrigo; Guindos Bretones, Pablo; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La industria del cemento y el hormigón es responsable entre el 5% y 7% de las emisiones de CO2 antropogénicas mundiales, y se espera que sigan en aumento debido a la alta demanda de viviendas e infraestructuras. Por ello, una alternativa para mitigar las emisiones de CO2 es el uso de materiales cementicios suplementarios (SCM). Estos materiales se utilizan tanto en la producción de cemento, como in-situ, entre los más conocidos se encuentran cenizas volantes, humo de sílice, polvo de caliza, metacaolín, etc. Los subproductos agrícolas e industriales son viables como SCM con características físico-químicas que pueden beneficiar las propiedades del hormigón. Una limitación de los SCM es el hecho de que no todos están disponibles localmente por lo que es recomendable producir y utilizar los disponibles en cada lugar. Por otro lado, en Chile para el periodo 2022/2023 se estima aproximadamente 1.805.683 toneladas métricas de rastrojos de paja de trigo que puede reutilizarse y transformarse en ceniza de paja de trigo (WSA), un potencial SCM, el que según cada región que se encuentre varían sus propiedades. Sin embargo, estudios muestran que su incorporación en la matriz cementante no permite alcanzar el rendimiento mecánico de una pasta de cemento convencional. Para mitigar los efectos adversos que produce la incorporación de WSA a la matríz cementante, es que la incorporación de Silica Fume (subproducto industrial) puede compensar las pérdidas de resistencia, principalmente por su eficiencia puzolanica. En la presente investigación desarrollada con pastas cementantes híbridas, se analizó el comportamiento de la inclusión conjunta de WSA y SF con pruebas físicas, químicas y mecánicas para evaluar su desempeño, los rangos de reemplazo son de hasta un 20% y 10% respectivamente en peso. Los resultados muestran que para cualquier sustitución de cenizas de paja de trigo entre 0 y 20% en combinación con SF por encima de 5%, se reducen las pérdidas de resistencia a la compresión desde los 28 días de curado.
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    Rutilo en polvo y en adición a pasta de cemento : procesos fotocatáliticos para la descontaminación de agua
    (2021) Retamoso Llamas, Claudia Patricia; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Escalona, Néstor; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La contaminación del agua es un fenómeno asociado a los residuos descargados al ambiente.Actualmente se están investigando alternativas económicamente viables como los Procesosde Oxidación Avanzada (AOP inglés), en donde un material actúa como fotocatalizador yoxida los contaminantes en presencia de luz, en medio acuoso y gaseoso. Dentro de losmateriales fotocatalíticos se destaca el dióxido de titanio (TiO2) en tres fases cristalinasanatasa, rutilo y brookita. Las cuales tienen un máximo de absorción en la región UV, paraalcanzar la zona visible se ha investigado la modificación química con precursores metálicosy no metálicos, principalmente en la anatasa, que han llegado a la zona visible. Es importanteestudiar las características del rutilo y como mejorar su fotoactividad respecto a la eficienciaencontrada con anatasa. Otro desafío del TiO2 es el medio de soporte que lo exponga en unaamplia superficie; por esto el uso de materiales en base a cemento ofrecen una alternativacon una amplia superficie de exposición en la industria de la construcción. En estainvestigación se propone analizar la actividad fotocatalítica en una solución modelo de azulde metileno, de los materiales derivados de la arena de rutilo chilena y soportados en pastade cemento, buscando correlacionarlos con las propiedades fisicoquímicas, explicando los procesos de fotocatálisis heterogénea. Se emplearon diferentes técnicas de caracterizacióntales como difracción de rayos X (XRD inglés, espectroscopia de reflectancia difusa (DRSinglés), espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS inglés), entre otras. La fotocatálisisse realizó en reactores de cuarzo expuestos a luz artificial filtrada. Se caracterizaron ycorrelacionaron las propiedades superficiales del TiO2 rutilo con la actividad fotocatalíticadel material en polvo y soportado en pasta de cemento. Se obtuvo un 64% de efectividad enla descontaminación con rutilo nanométrico en polvo y 49% cuando está soportado en pastade cemento, aunque los resultados sugieren que al existir menor cantidad de rutilo en lasuperficie de la pasta de cemento es posible que la efectividad sea más alta cuando está enpasta de cemento que cuando se encuentra en polvo. Se recomienda posteriormente analizarla sustentabilidad del ciclo de vida para establecer la conveniencia del uso en la industria dela construcción.
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    Sound Absorption and Friction Properties of Nano-Lotus Leaf Coated Concrete for Rigid Pavement
    (2016) González Hormazabal, Marcelo Andrés; Safiuddin, Md.; Cao, Jingwen; Tighe, Susan
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    State-of-the-art report on use of nano-materials in concrete
    (2014) González Hormazabal, Marcelo Andrés
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    Sustainable decision-making through stochastic simulation: Transporting vs. recycling aggregates for Portland cement concrete in underground mining projects
    (2017) González Hormazabal, Marcelo Andrés; Navarrete, Iván; Arroyo Riquelme, Paz; Azúa, Gabriel; Mena, José; Contreras, Martín; CEDEUS (Chile)
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    The antioxidant effect of grape pomace in asphalt binder
    (2019) González Hormazabal, Marcelo Andrés
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    Towards a new high-performance Low-CO2 Lightweight concrete: designing the binder phase
    (2019) Mena Dassonvalle, José Luis; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Concrete is the most used construction material in the world. The challenges of concrete are focused in its contribution to the productivity and sustainability in the construction industry. Compared to conventional concrete, lightweight aggregate concrete (LWAC) is of broad interest for the construction industry due to the reduced overall dead load and lower sizes of its structural elements, towards modular construction. However, the performance of LWACis generally delimited according to the properties of lightweight aggregate (LWA), thus enforcing a strict requirement for the cementitious matrix. In this research, synergistic supplementary cementitious materials (SCM) and particle packing modeling were used to develop high-strength low-CO2 pastes for LWAC. Physical and chemical contributions of SCM in blended pastes through mix design variables were analyzed. The physical contribution represented by water/cement (w/c) ratio was more significant in the low range of w/c (0.2 to 0.3), and the chemical contributions from SCM were moresignificant in the high range of w/c (0.3 to 0.4). The evidence from this research suggests that the implementation of a new approach that combines SCM replacements with a particle packing model, allow to develop a new low-CO2 cementitious matrix to be applied in high-performance LWAC, reducing up to 30% the carbon footprint and enhancing the mechanical properties