| Project/Area Number |
20K14892
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
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| Research Institution | Independent Administrative Institution National Institutes for Cultural Heritage Tokyo National Research Institute for Cultural Properties |
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Principal Investigator |
水谷 悦子 独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所, 保存科学研究センター, 研究員 (90849796)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 塩類風化 / 文化財保存 / 電気泳動 / 組積造 / 物理劣化 / 脱塩 / 輸送現象 / 多孔質材料 / 非破壊分析 / イオン輸送 / 表面電荷 / 濃度拡散 / 電気的脱塩 / 塩類輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
歴史的組積造建造物の塩類風化の抑制と構造補強も含めた維持管理手法を構築するうえで、適切な脱塩により蓄積塩を減らし、潜在的な劣化リスクを低減することが望ましい。電気的脱塩は通電による電気泳動を利用してイオンを材料から除去する方法であるが、組積造建造物への適応に際しては煉瓦と石材における通電時の水分やイオンの移動性状や壁体構成などを考慮した、脱塩条件の最適化と工法の開発が必要になる。本研究は実験室実験および数値解析を行い、組積造建造物に対する電気的脱塩手法の適応の可能性を検証する。また脱塩条件の最適化に向けて煉瓦、石材における通電時のイオン輸送メカニズムを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、RC構造物に用いられる脱塩手法である電気化学的脱塩工法の組積造建造物への適応に向け、煉瓦に対する有効性の検証と適応する上での課題を整理することを目的としている。特にセメント系材料と本研究で対象とする煉瓦では水分移動特性や材料表面の物理化学的特性が異なるため、適切な脱塩条件を知るためには、まずは組積造建造物における塩と水に含有状況の把握とともに通電・無通電時におけるレンガ内での塩と水分の輸送性状を明らかにする必要がある。
前年度までに実施した脱塩実験により、電気泳動を利用することで濃度拡散を利用する脱塩手法より脱塩効率が高くなることを確認してきた。当該年は通電時の塩の輸送性状を明らかにすることを目的に、NaCl水溶液を含ませた煉瓦を対象に通電時間を変えた実験を行い試料内に残存するイオンをイオンクロマトグラフと蛍光Ｘ線による元素マッピングにより定量評価を試みた。煉瓦の脱塩では塩化物イオンはナトリウムイオンと比較し早く脱塩が進むこと、ナトリウムイオンは煉瓦内に残存しやすく脱塩終了時には陰極側に偏った分布が形成されることを確認した。脱塩後に煉瓦内に残存するナトリウムイオンが損傷に及ぼす影響の検証が必要であると考えている。
現場への適応に向けては、壁面の初期の含有塩、含水率の分布や脱塩後の塩類の集積速度を考慮した工法の開発や脱塩頻度の設定が求められることから、国内の組積造建造物を対象に塩分の集積と壁面の損傷に関するモニタリングを実施してきた。取得した壁体内の温度、含水率、電気伝導率の測定、析出塩の種類の同定、壁面の損傷進行度に関するデータを次年度整理する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該研究の初年度および2年次においてパンデミックの影響を受けたことにより、特に実建造物を対象にしたモニタリングの開始に大幅な遅れが発生したが、科研費の期間延長により概ね当初予定していた実測データの取得が完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗が遅れていた実建造物を対象にしたモニタリングに関して、当該年までに概ね必要なデータを取得することができている。研究の最終年度として、取得した測定データの整理と成果報告を積極的に実施する予定である。
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