2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of salt weathering mechanism of historical masonry building and ruins and development of preventive preservation measure against it
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18H01596
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小椋 大輔 京都大学, 工学研究科, 教授 (60283868)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊庭 千恵美 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10462342)
安福 勝 近畿大学, 建築学部, 准教授 (20581739)
佐々木 淑美 東北芸術工科大学, 文化財保存修復研究センター, 研究員 (60637883)
石崎 武志 東北芸術工科大学, 文化財保存修復研究センター, 教授 (80212877)
脇谷 草一郎 独立行政法人国立文化財機構奈良文化財研究所, 埋蔵文化財センター, 主任研究員 (80416411)
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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 文化財 / 塩類風化 / メカニズム / 温湿度 / 歴史的煉瓦造建造物 / 磨崖仏 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、水分供給を絶つことが難しく塩類風化が生じている屋外文化財を対象に、塩類風化メカニズムを明らかにし、それを抑制する方法論を構築し、予防的保存対策を開発することを目的としている。
(1)ハギア・ソフィア大聖堂、大分元町石仏の現地調査を実施し、温湿度環境、タイムラプスカメラによる塩析出等の状態のモニタリング結果のデータを回収し、温湿度環境条件と塩類風化の関係について検討を行った。(2)塩溶液を含ませたレンガの乾燥過程における水分移動および塩析出性状の把握を行うため、塩溶液を含ませたレンガの乾燥過程においてマイクロフォーカスＸ線CT撮影を行い、画像解析で得られた析出量の定量化を行い，重量測定から換算された塩析出量との比較を行い妥当性を確認した。(3) Ｘ線ラジオグラフィーを用いて、実際の建造物から採取したレンガについて吸水実験を行い、水分拡散係数を同定した。その結果を用いて実建造物を対象とした熱水分同時移動解析を行い、建物の内外環境がレンガの塩類風化に与える影響に関して検討を行った。(4) 粘土のように電荷あるいは極性を有する粒子で構成される多孔質材料中における熱水分塩同時移動方程式を、松本の熱水分同時移動方程式を非平衡熱力学に基づき塩を含んだ場合に拡張する形で構築した。この方程式では電荷を有する多孔質材料中塩溶液の静電気力および塩濃度差による流れが溶液の電気二重層構造を考慮することで生じることを明らかにした。また溶液の浸透移動を引き起こす材料の半透膜性能の指標である反射係数を電気二重層構造と連成することでモデル化を行った。また，既往の粘土を用いた浸透による脱塩実験に対する数値解析により、本理論が粘土内における浸透現象を十分に再現できること、また粘土中の浸透現象が材料と塩溶液間の静電気力および塩溶液間の塩濃度差の連成問題であることを検証した。
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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
研究計画で予定したものとほぼ同様の研究成果が得られてきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)実建造物を対象とした熱水分同時移動解析を行い、建物の内外環境がレンガの塩類風化に与える影響に関して検討を行い、環境制御手法の提案を行う。
(2)マイクロフォーカスＸ線CTによる塩溶液を含ませたレンガの乾燥過程における水分移動および塩析出性状の把握実験で得られた結果について，今年度は結晶生成量と水分移動特性の関係について検討を行う。
(3)塩の供給源である地下水との接触を断つことは難しい磨崖仏内部に蓄積する塩を除去する脱塩の技術開発を目的とする。今年度は塩の蓄積している材料（基材）表面に別の材料（poultice）を貼り、材料内の塩を水分とともに引っ張ることによる脱塩効果を定量的に明らかにすることを目的として、イオン性溶液（ここではNaCl溶液）を含浸させた材料にpoulticeを貼付させる実験を行い、脱塩に関する実験的検討を行い、脱塩におけるpoulticeの挙動を再現する塩移動解析モデルの検討を行う。
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