歴史的組積造建物及び遺跡の塩類風化メカニズム解明と予防的保存対策の開発

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01596
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小椋 大輔 京都大学, 工学研究科, 教授 (60283868)
• 研究分担者: 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, 室長 (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)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 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

研究実績の概要

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・ソフィア大聖堂の第2コーニスの壁では、建物形状の凹部となる部位で含水率の高く、方位による違いもあること、また含水率と劣化の程度に高い相関関係があることがわかった。2次元数値解析モデルを作成し、大きな屋根に降った雨の壁面流下や吹き降り雨が壁体含水率に及ぼす影響を定量的に検討し、水蒸気の透過を変えずに液水の浸入を抑制できる材料が最も適切な対策となることを提案した。
（２）多孔質材料中における塩溶液の透水係数の塩濃度依存性を明らかにすることを目的として、変水位透水実験により凝灰岩の飽和時におけるNaCl 溶液の透塩水係数を測定し、塩濃度が飽和度に対し10%以上の領域ではハーゲンポアズイユ則に基づき塩溶液の密度および粘性係数を考慮することで透塩水係数を十分に再現出来ること、また塩濃度0%、つまり純水と10%溶液の比較では，この予測式では再現できないことを明らかにした。後者の要因として，粘土粒子のような表面電荷を有する材料の表面に形成される電気二重層が透塩水係数に影響を与えている可能性を考察した。
（３）多孔質材料中の塩濃度分布を非接触・非破壊で測定する手法として、蛍光X 線を用いた手法の適用可能性を明らかにすることを目的とし、異なる濃度の塩溶液およびそれらを含侵させた凝灰岩表面の蛍光X 線分析を行い、蛍光X 線強度と塩濃度の関係について検討を行い、この手法の有用性を確認した。
（４）煉瓦造建築の脱塩を目的としてイオンの電気泳動を利用した電気的脱塩の基礎的な検討を行った。通電していないものと比べて、通電したものの方が塩の減少割合が大きく通電による脱塩効果を確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of wall composition on moisture related degradation of the wall surfaces in Hagia Sophia (2021)
  • 著者名/発表者名: Etsuko Mizutani, Daisuke Ogura, Takeshi Ishizaki, Masaru Abuku, Juni Sasaki
  • 雑誌名: Journal of Building Physics 巻: 45 ページ: 271-301
  • DOI: 10.1177/1744259121996017
  • 査読あり
• [学会発表] 蛍光X線を用いた多孔質材料表面近傍の塩濃度分析手法に関する検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 髙取伸光、酒井紘太郎、脇谷草一郎、小椋大輔
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 放射光X線CTを用いた焼成レンガにおける硫酸ナトリウム塩の析出性状の定量化と飽和透水係数に対する影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 水谷悦子、小椋大輔、安福勝
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 歴史的煉瓦造建築物の塩類風化対策に関する研究 塩を含む材料中の含水率、塩濃度の測定方法と電気的脱塩方法に関する基礎的検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 采潤之介、小椋大輔、脇谷草一郎、水谷悦子
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 多孔質材料中における塩溶液の移動メカニズムに関する研究 ―低塩濃度領域における透塩水係数の塩濃度依存性について― (2022)
  • 著者名/発表者名: 酒井紘太郎、髙取伸光、小椋大輔
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] モザイク装飾の物理的劣化に関する研究 その1）ビザンティン建築に残る壁面モザイクを対象とした塩類風化の数値解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 箭野早耶華、安福勝、佐々木淑美、小椋大輔
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] モザイク装飾の物理的劣化に関する研究 その1）ビザンティン建築に残る壁面モザイクを対象とした塩類風化の数値解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 箭野早耶華、安福勝、佐々木淑美、小椋大輔
  • 学会等名: 日本文化財科学会第３９回大会
• [学会発表] 多孔質材料中の硫酸ナトリウムの塩析出の定量評価と飽和透水係数の推定におけるCTの利用可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 水谷悦子、小椋大輔、安福勝
  • 学会等名: 日本文化財科学会第３９回大会
• [学会発表] 蛍光X線を用いた多孔質材料表面近傍の塩濃度分析手法の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 酒井紘太郎、髙取伸光、脇谷草一郎、小椋大輔
  • 学会等名: 日本文化財科学会第３９回大会
• [学会発表] 歴史的煉瓦造建築物の塩類風化対策に関する研究 ―塩を含む材料中の含水率、塩濃度の測定方法と電気的脱塩方法に関する基礎的検討― (2022)
  • 著者名/発表者名: 采潤之介、小椋大輔、脇谷草一郎、水谷悦子
  • 学会等名: 日本文化財科学会第３９回大会
• [学会発表] MEASUREMENT OF SODIUM CHLORIDE SOLUTION PERMEABILITY AND SORPTIVITY IN TUFF STONE (2021)
  • 著者名/発表者名: Nobumitsu Takatori, Kotaro Sakai, Daisuke Ogura, Soichiro Wakiya, and Masaru Abu
  • 学会等名: Proceedings of Fifth International Conference on Salt Weathering of Buildings and Stone Sculptures
  • 国際学会
• [学会発表] EVALUATION OF CHANGE IN PORE NETWORK STRUCTURE CAUSED BY HALITE CRYSTALLISATION (2021)
  • 著者名/発表者名: Etsuko Mizutani, Daisuke Ogura, Masaru Abuku and Hannelore Derluyn
  • 学会等名: Proceedings of Fifth International Conference on Salt Weathering of Buildings and Stone Sculptures
  • 国際学会
• [学会発表] NUMERICAL SIMULATION OF SODIUM CHLORIDE CRYSTALIZATION IN MOSAIC WALL (2021)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Yano, Masaru Abuku, Juni Sasaki and Daisuke Ogura
  • 学会等名: Proceedings of Fifth International Conference on Salt Weathering of Buildings and Stone Sculptures
  • 国際学会
• [学会発表] 地盤に接する文化財の脱塩に関する研究 ―多孔質材料中における塩溶液の移動特性の検討― (2021)
  • 著者名/発表者名: 酒井紘太郎、髙取伸光、小椋大輔、脇谷草一郎、安福勝
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] コーラ修道院聖堂の建築的特徴と保存上の問題に関する考察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 箭野早耶華、安福勝、佐々木淑美、小椋大輔
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 地盤に接する文化財の脱塩に関する研究 ―多孔質材料中における塩溶液の移動特性の検討― (2021)
  • 著者名/発表者名: 酒井紘太郎、髙取伸光、小椋大輔、脇谷草一郎、安福勝
  • 学会等名: 日本文化財科学会第３８回大会
• [学会発表] コーラ修道院聖堂と壁画・モザイクの保存 その１）劣化と保存修理事業 (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐々木淑美、箭野早耶華、安福勝、小椋大輔
  • 学会等名: 日本文化財科学会第３８回大会
• [学会発表] コーラ修道院聖堂と壁画・モザイクの保存 その２）建築的特徴と保存上の問題に関する考察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 箭野早耶華、佐々木淑美、安福勝、小椋大輔
  • 学会等名: 日本文化財科学会第３８回大会