2016 Fiscal Year Research-status Report
防水・撥水材の水分移動特性と屋外文化財への適用可能性
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15K21092
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伊庭 千恵美 京都大学, 工学研究科, 助教 (10462342)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 撥水剤 / 含浸 / 相変化 / 屋外環境 / 水分浸透実験 / ガンマ線 / 屋外文化財 / 空気圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
建築材料の耐久性に水分が与える影響は非常に大きく、建造物の長寿命化には材料への水分の浸透経路に応じた対策が重要である。水分浸透を制御する方法の一つに、防水・撥水材による表面処理がある。本研究では防水・撥水材の水分特性を把握した上で、周囲の環境条件と材料物性を考慮した数値解析により、材料内水分移動の様子を明らかにすることを目的とする。
さらに、屋外文化財への適用を検討するケーススタディにより、適用時のリスク判断や効果的な施工部位の検討等、実建物への適用プロセスを明確にする。
平成28年度は、撥水剤を塗布した試料を用いて、外部からの降雨水浸透や地下水の吸上げなどを想定した異なる水分の供給条件で水分浸透実験を行い、ガンマ線含水率測定装置により試料内部の含水率分布の経時変化を測定した。その過程で、撥水剤塗布後の養生期間の違いにより水分浸透の速度が異なることがわかり、その原因として試料内部の空気圧の上昇であると推定した。試料5面を断湿・気密処理して同様の水分浸透実験を行うとともに、空気と水分の移動を考慮した数値解析モデルを作成し、実験結果と比較することで空気圧が水分浸透を遅らせることを明らかにした。
屋外での暴露実験としては、京都市内のモデル住宅の庭の土壁において種類の異なる撥水剤を塗布し、施工直後の色の変化や降雨時の吸水状態、半年間での汚れの付き具合について検証を行った。
屋外文化財への撥水剤の適用を検討するケーススタディとしては、脆弱な凝灰岩で構成されたトルコ・カッパドキアのレッドバレー内の岩窟教会と同質の凝灰岩を用いて、吸水崩壊実験や乾湿繰り返し試験を行い、撥水剤による一定の保護効果を確認した。しかし、現地での同質の小岩体における撥水剤塗布実験においては顕著な保護効果が認められていないため、施工・養生時の温湿度環境を含め、今後も検討を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
撥水処理を行った試料について、種々の測定条件でガンマ線測定装置を用いた含水率分布の経時変化の測定を行うことができた。また、撥水剤塗布後の試料の水の接触角測定を行い、その結果を用いて撥水層における水分移動の考え方を整理し、撥水剤を塗布した材料内の水分移動解析モデルを確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験室や屋外環境での実験において、撥水剤塗布による水分浸透抑制効果は一定程度確認できたが、気象環境が極端に異なる場所では効果が発揮されない場合があることが示唆されたため、今後は撥水剤の施工・養生時の環境による撥水効果への影響を検討する。
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| Causes of Carryover |
2017年6月にノルウェーで開催される国際シンポジウム（11th Nordic Symposium on Building Physics）に参加し研究成果を発表する予定であり、学会参加費と旅費の一部を補てんするため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記シンポジウム参加費及び旅費の一部に使用する。
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