| 研究課題/領域番号 |
19K01135
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| 研究機関 | 独立行政法人国立文化財機構奈良文化財研究所 |
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研究代表者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 脱塩 / 浸透圧 / 粘土鉱物 / 湿布材 / 塩類風化 / 引張強度 / 力学特性 / 電気伝導度 |
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| 研究実績の概要 |
今年度は１）脱塩材料に関する検討、２）材料表面における塩濃度モニタリング手法の基礎研究、および塩害がしばしば見られる軟岩を対象として３）石材の塩害による破壊挙動をモデル化することを目的として、その力学特性についての実測をおこなった。
１）については、昨年度から継続して脱塩材料にはパルプを用い、材料からの塩水を効果的に引き起こすための混合材料として、ベントナイトとカオリナイトの２種類の粘土鉱物を選定して脱塩実験をおこなった。実験では周辺環境が脱塩効率におよぼす影響を検討するため、石材に脱塩材料を貼付したのち、それらを様々な相対湿度環境下において材料から脱塩材料へと移動した塩分量の比較をおこなった。その結果、粘土鉱物の種類によって脱塩効率におよぼす相対湿度の影響が異なることが示唆された。
２）塩害が進行する現場において、脱塩が必要とされる時期を適切に判定するため、電気伝導センサーをもちいて石造文化財などの材料表面への塩の集積程度を推定する手法について基礎的検討を開始した。電気伝導度は水分量と塩分濃度および材料自体に影響を受けると想定されるため、砂岩を想定した硅砂のカラムを作成し、様々な含水率および含塩水率に調整したカラムの水分量と電気伝導度を測定した。その結果、電気伝導度に対して含水率は殆ど影響をおよぼさず、塩分量がその挙動の支配要因であることが示唆された。
３）軟岩の１つである砂岩を試料として、様々な相対湿度環境下で調湿した試料について、それらの引張強度、自由膨潤率などの力学特性を実測した。その結果、含水率の増加に伴い、材料の引張強度が大きく減少することがあきらかとなるとともに、その含水率に対する変化挙動を表すモデル関数を得た。これらの結果から、将来的に塩移動およびその際の石材の破壊挙動を表すモデルの作成が可能となると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
コロナウイルスの影響により、昨年度の前半は在宅勤務期間が生じた。また、実験の一部を担当する学生も実験室を利用できない環境であったため、主に脱塩実験について当初想定していたスケジュールから遅延が生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の実施項目については上記研究の実施概要に記した１）から３）の通りである。１）および２）について昨年度実験の遅延が生じたことから、今年度は室内実験を中心に実施する。３）については砂岩の力学特性についてのモデル化に必要となるパラメータが得られたことから、今年度は塩害による石材の破壊挙動についてのモデル化も併せて進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年度にコロナウイルスの影響で実験に遅延が生じたことから、実験に使用する消耗品などの執行が滞った。また、塩害が進行する現場においてフィールド調査を実施する予定であったが、これらが上記理由により実施できなかったこと、また国内、海外での学会において研究報告を行う予定であったが、それらがリモート開催となるなど、旅費が発生しなかったことが次年度使用額が発生した理由である。
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