Treial cyntaf y DU i goncrit hunaniachaol

Prosiect dan arweiniad Prifysgol Caerdydd yn profi ffyrdd o atgyweirio concrit yn awtomatig heb ymyrraeth ddynol 

Cynhelir y treial cyntaf yn y DU i goncrit hunaniachaol ar safle yng nghymoedd de Cymru, dan arweiniad tîm o ymchwilwyr o Brifysgol Caerdydd.

Materials for Life (M4L) yw enw'r prosiect, ac mae'n treialu tair technoleg wahanol ar gyfer concrit hunaniachaol, y tro cyntaf erioed mewn lleoliadau go iawn. Y nod yw eu hymgorffori yn un system y gellir ei defnyddio i atgyweirio concrit yn awtomatig yn yr amgylchedd adeiledig.

Ar hyn o bryd, caiff biliynau o bunnoedd eu gwario bob blwyddyn yn cynnal a chadw, atgyweirio ac adfer strwythurau fel pontydd, adeiladau, twneli a ffyrdd.

Amcangyfrifir bod tua £40 biliwn y flwyddyn yn cael ei wario yn y DU ar atgyweirio a chynnal a chadw strwythurau, a'r rhan fwyaf o'r strwythurau hyn wedi'u gwneud o goncrit.

Nod cyffredinol y prosiect yng Nghaerdydd yw datblygu un system y gellir ei hymgorffori i goncrit pan gaiff ei osod i ddechrau, ac sy'n synhwyro'n awtomatig pan fydd difrod yn digwydd. Ar ôl canfod y difrod, bydd y system yn gallu ei hatgyweirio ei hun yn annibynnol, heb fod angen ymyrraeth ddynol.

Cynhelir y treial mewn cydweithrediad ag un o brif bartneriaid diwydiannol y prosiect, Costain, ar un o'u safleoedd adeiladu ar gynllun gwella ffyrdd Blaenau'r Cymoedd yn ne Cymru – yr A465.

Mae'r tîm ymchwil, sydd hefyd yn cynnwys academyddion o Brifysgol Caerfaddon a Phrifysgol Caergrawnt, yn treialu tair technoleg wahanol ar y safle.

Mae'r dechneg gyntaf yn defnyddio deunyddiau sy'n newid eu siâp, a elwir yn bolymerau cof-siâp (shape-memory polymers), i atgyweirio craciau mawr yn y concrit. Pan gaiff y deunyddiau hyn eu gwresogi â cherrynt bach, gallant drawsnewid yn siâp gwahanol y mae'r deunydd wedi'i 'gofio'. Mae'r ymchwilwyr yn credu y gallai'r deunyddiau hyn gael eu hymgorffori yn y concrit, a'u defnyddio i gau craciau neu eu gwneud yn llai.

Gyda'r ail dechneg, bydd ymchwilwyr yn pwmpio asiantau iachau organig ac anorganig drwy rwydwaith o dwneli tenau yn y concrit, i helpu i atgyweirio difrod.

Gyda'r drydedd dechneg, bydd y tîm yn ymgorffori capsiwlau bach, neu agregau ysgafn, sy'n cynnwys bacteria ac asiantau iachau, yn y concrit. Pan fydd craciau'n ymddangos, rhagwelir y bydd y capsiwlau hyn yn rhyddhau eu cynnwys, ac yn achos y bacteria, y maetholion a fydd yn eu galluogi i weithredu a chynhyrchu calsiwm carbonad. Mae'r ymchwilwyr yn rhagweld mai dyma fydd yn iachau'r craciau yn y concrit.

Mae'r ymchwilwyr wedi adeiladu chwe wal goncrit ar y safle prawf, pob un yn cynnwys technoleg wahanol. Dros amser, bydd y tîm yn llwytho'r concrit ar onglau penodol i greu craciau, ac yna'n monitro pa mor effeithiol yw pob un o'r technegau hunaniachaol.

Dywedodd yr Athro Bob Lark, prif ymchwilydd y prosiect o Ysgol Peirianneg Prifysgol Caerdydd: "Ein gweledigaeth yw creu systemau cynaliadwy a gwydn sy'n monitro, rheoleiddio, addasu a thrwsio eu hunain yn barhaus heb yr angen am ymyrraeth ddynol.

"Bydd y deunyddiau hunaniachaol a'r strwythurau deallus hyn yn gwella gwydnwch yn sylweddol, yn ogystal â gwella diogelwch a lleihau'r costau cynnal a chadw uchel bob blwyddyn. Bydd y treial pwysig hwn, y cyntaf o'i fath yn y DU, yn rhoi gwybodaeth bwysig i ni, i'n helpu i drosglwyddo'r technolegau o'r labordy i leoliadau go iawn."

Dywedodd Oliver Teall, peiriannydd sifil yn Costain: "Rydym yn cefnogi'r gwaith ymchwil arloesol hwn i ddatgloi'r manteision posibl wrth ddefnyddio concrit hunaniachaol mewn seilwaith. Yn sgîl y treial hwn, dylem weld pa mor ymarferol yw adeiladu strwythur cyfan gan ddefnyddio'r technegau hyn, a'u heffeithiau cynnar ar nodweddion strwythurol. Byddwn yn monitro nodweddion megis anhyblygedd, athreiddedd ac adferiad difrod mecanyddol y waliau prawf o'i gymharu â waliau concrit cyfnerth confensiynol."