| 研究課題/領域番号 |
19H03020
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 (2020-2021)
秋田県立大学 (2019) |
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研究代表者 |
中村 昇 岡山大学, 環境生命科学学域, 特任教授 (30180384)
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| 研究分担者 |
板垣 直行 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (00271891)
栗本 康司 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (60279510)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 燃え止まり / 耐火部材 / 灰分 / 活性化エネルギー / 炭 / 赤熱 / 耐火試験 / 燃え止まり型木質耐火部材 / 木材のみ / 難燃薬剤注入単板 / 樹種 / 部位 / 産地 / 環境親和性 / 燃え止まり型 / 木質耐火部材 / 集成材のみ / 準不燃合板 / 価格競争力 / 地域材活用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
木材最大の需要先である新設住宅着工戸数の減少は確実で、非住宅分野への需要開拓が肝要である。期待できるのは、都市部の建築市場規模が大きい、高さ30m、階数4～7階くらいまでのボリュームゾーンである。それらの建築物は耐火構造となり、木材現わしの耐火構造では、燃え止まることが要求される。昨年木材高度加工研究所に東北初の大型耐火炉が設置され、これを活用して価格競争力のある木質系耐火部材が開発できれば、多種の木材産業基盤を生かした秋田地域の活性化が期待できる。本研究は、ロールプレスによる安価な準不燃合板を開発するとともに、価格競争のある燃え止まり型木質系耐火部材を開発し、秋田スギの需要開拓を促進する。
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| 研究成果の概要 |
木造は構造自体が可燃物であるため、建物内の可燃物が燃え尽きた後も自消することはなく、不燃薬剤を注入した材との複合などが行われてきたが、燃えないため建物の解体時に埋立処理しかできない。カラマツやベイマツ集成材を用いた1時間耐火試験で自消した報告があるが、スギ集成材では自消した報告はない。炭素系物質や炭の酸化に対しては、灰分が触媒として働き、活性化エネルギーを低下させ、酸化反応を促進する。つまり、灰分量の少ない材を使えば、木材のみで自消する可能性がある。そこで、灰分量の少ないヒノキ集成材を用いた1時間耐火試験では自消し、ベイマツ集成材3体についての2時間耐火試験では1体がほぼ自消していた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
木質資源の利活用による森林の持続的経営は、地球温暖化防止の脱炭素の切り札である。建築分野での木材利用は住宅が中心であったが、欧州や北米など世界的に中大規模建築への利用が盛んに行われるようになっている。わが国も例外ではないが、最大のハードルが火災である。不燃薬剤を注入した木材などを用いて耐火部材を開発してきたが、それではカスケード利用不可能で、木材が環境に優しいとは言えない。まさに本末転倒である。木材のみで自消できることが望ましく、その糸口が灰分である。さらに、木材中の灰分量を非破壊的に測定できる手法も見出している。また、辺材部から心材部への灰分の移動メカニズムの解明は、樹木学的に重要である。
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