Defnyddio cynhyrchion gwastraff i hyrwyddo adeiladu carbon isel

Mae ymchwilwyr Peirianneg Sifil yn PDC yn mynd i'r afael â her hanfodol sy'n wynebu'r sector adeiladu: sut i gwrdd â'r galw cynyddol am dai a seilwaith wrth leihau allyriadau carbon yn sylweddol.

Mae'r diwydiant yn gyfrannwr mawr i allyriadau byd-eang, gyda deunyddiau fel sment Portland yn unig yn gyfrifol am tua 8% o allbwn carbon deuocsid byd-eang. Ar yr un pryd, rhaid i Gymru gydbwyso ei huchelgeisiau sero-net gyda'r angen am seilwaith gwydn a fforddiadwy. Mae hyn wedi creu angen brys am ddulliau newydd sy'n lleihau effaith amgylcheddol heb beryglu perfformiad.

Mae'r tîm ymchwil yn arwain ymchwil sy'n ail-ddychmygu deunyddiau gwastraff fel adnoddau adeiladu gwerthfawr. Mae eu gwaith yn dangos sut y gall sgil-gynhyrchion diwydiannol, amaethyddol a hyd yn oed gofal iechyd ddisodli deunyddiau traddodiadol, carbon-ddwys. Mae'r sgil-gynhyrchion yn cynnwys gwastraff o ddiwydiant dur fel slag ffwrnais chwyth ronynnog mâl, gweddillion amaethyddol fel lludw plisgyn reis, ac ystod eang o ddeunyddiau gwastraff adeiladu, dymchwel, rhyfel a materion gwastraff daeargryn wedi’u hailgylchu.

Nodwedd allweddol o'r ymchwil hwn yw integreiddio deallusrwydd artiffisial i optimeiddio dyluniad deunydd. Mae modelu wedi'i yrru gan DA yn caniatáu i'r tîm ragweld sut y bydd cymysgeddau gwahanol yn ymddwyn, gan leihau'r angen am brofion amser-ddwys a chyflymu datblygiad datrysiadau carbon isel newydd. Gallai'r offer hwn esblygu i fod yn systemau digidol amser go iawn sy'n gallu olrhain perfformiad, gwydnwch ac arbedion deunydd carbon.

Mae'r tîm wedi arddangos cyfres o gymwysiadau arloesol. Mae'r rhain yn cynnwys concrit geopolymer sy'n dileu'r angen am sment traddodiadol, rwber wedi'i ailgylchu ac agregau plastig sy'n lleihau dibyniaeth ar adnoddau naturiol, a chymysgeddau concrit ôl troed carbon isel a chryfder uchel wedi'u hoptimeiddio ar gyfer gwydnwch a chost-effeithiolrwydd. Mae gwaith arall yn canolbwyntio ar sefydlogi priddoedd heriol fel priddoedd eang sy'n llawn sylffad, gan ddefnyddio deunyddiau sy'n deillio o wastraff i wella gwydnwch mewn seilwaith a adeiladwyd ar amgylchiadau tir heriol o’r fath.

Mae un o'r mentrau mwyaf arloesol, prosiect MEDWAS, yn archwilio sut y gellir ailddefnyddio gwastraff gofal iechyd wedi'i brosesu mewn deunyddiau adeiladu. Gan weithio gyda phartneriaid diwydiant, mae'r tîm yn profi deunyddiau fel gwastraff cewynnau, plastigau, lludw sy’n codi a gwydr mewn concrit a morter, gan ddangos sut y gall llifoedd gwastraff cymhleth gyfrannu at arferion adeiladu mwy cynaliadwy.

Mae effaith yr ymchwil hwn yn ymestyn ar draws economi ac amgylchedd Cymru. Trwy leihau dibyniaeth ar ddeunyddiau traddodiadol ac ailddefnyddio llifoedd gwastraff lleol, mae'n cefnogi'r trawsnewid i economi gylchol wrth ostwng costau ac allyriadau cludiant. Ar yr un pryd, mae'r arloesiadau hyn yn cynnig seilwaith mwy parhaol a gwydn, yn enwedig mewn ardaloedd gydag amgylchiadau tir heriol.

Mae'r tîm ymchwil yn gweithio gyda phartneriaid diwydiant i ddilysu'r deunyddiau ymchwil newydd a'u paratoi ar gyfer defnydd ar raddfa fawr. Mae hyn yn gosod Cymru fel arweinydd ym maes adeiladu cynaliadwy, gan gyfuno arloesedd deunyddiau gyda thechnolegau digidol i gyflymu datgarboneiddio.

Mae'r ymchwilwyr hefyd yn ymgysylltu ag awdurdodau lleol, datblygwyr, a darparwyr seilwaith i dreialu'r atebion hyn ar draws prosiectau tai ac adeiladu. Trwy integreiddio gwerth gwastraff gydag offer modelu a monitro uwch, mae'r gwaith yn cynnig llwybr clir tuag at ôl troed carbon is ac amgylchedd adeiledig mwy cynaliadwy.