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2020 年度 実施状況報告書

歴史的建造物に用いられる凝灰岩の保存状態と水分特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04821
研究機関武庫川女子大学

研究代表者

宇野 朋子  武庫川女子大学, 建築学部, 准教授 (90415620)

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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード文化財 / 保存 / 劣化 / 石材 / 水分移動 / 材料物性 / 外装材
研究実績の概要

本研究は、歴史的建造物である旧甲子園ホテルの外装材として用いられている2種類の凝灰岩を対象として、それぞれに観られる剥離や欠損といった状態の異なる劣化の要因を、材料分析・熱水分移動解析・フィールド調査により明らかにすることを目的としている。令和2年度(初年度)は、以下の項目について検討した。
微環境の調査:劣化状況の異なる日華石および竜山石を選定し、石材の温度変化、周囲の温湿度、日射量、降雨量など、微環境を調査した。日華石については、降雨で含水した石材が夜間放射の影響を受けて凍結を起こしていること、竜山石については、表面からの水分供給が少ない状況で乾燥湿潤が繰り返される状況を確認し、それらの影響と劣化の状況との関係を推定した。
材料物性の収集と整理:日華石と竜山石について薄片観察とX線回折分析を行い、それぞれの構成鉱物と粘土鉱物について種類を確認した。水分特性については、平衡含水率と透水係数を得た。加圧板法による実験を行い、これまでに実施している水銀圧入法、ガス吸着法、デシケータ法による測定結果と合わせて、低含水率から高含水率の領域の平衡含水率曲線を得るとともに、それぞれの計測法による違いを検討した。透水係数に関連し、吸水過程の水分移動をガンマ線含水率測定実験によって明らかにした。
材料内の熱水分状態の把握:吸水過程の水分移動状況を熱水分移動解析により再現した。この解析プログラムを用いて、実測した環境条件下での石材の水分状態の変化について解析を行う予定である。
今後は、劣化箇所の定量的な把握方法の検討、実測結果の詳細な分析、解析による石材内部の熱水分状態の変化の予測、同様の事例の調査を進める予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画では、①劣化の状況分析と経年変化の定量的評価、②微環境の調査、③材料物性の収集と整理、④材料内の熱水分状態の把握、⑤同様の事例の収集・分析を行う予定である。
①については、初年度に三次元計測による定量化を検討したが、求める範囲を適切に把握するに至っていない。二年次の課題とする。②、③、④については、おおむね計画通りである。⑤については調査対象を検討中である。

今後の研究の推進方策

当初の予定通りで研究計画を進める。次年度は劣化の定量化の方法の検討と調査、初年度に得られた環境調査の分析、熱水分移動解析による検討を進める。

次年度使用額が生じた理由

おもに打ち合わせと学会発表のために旅費を計上していたが、学会の中止、オンラインでの開催となり、まったく使用しなかった。次年度以降にも国際会議での発表を計画しており、そのための旅費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Investigation on the Deterioration Mechanism of Tuff Stones Used for the Exteriors at the Former Koshien Hotel2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Yamada, Chiemi Iba, Tomoko Uno, Kazuma Fukui, Daisuke Ogura
    • 学会等名
      12th Nordic Symposium on Building Physics (NSB2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 甲子園会館に用いられる凝灰岩外装材の保存に関する研究 ―現地環境条件調査と物性値測定による劣化メカニズムの検討―2020

    • 著者名/発表者名
      山田皓貴、伊庭千恵美、宇野朋子、福井一真、小椋大輔
    • 学会等名
      第37回文化財科学会研究発会
  • [学会発表] 旧甲子園ホテルの凝灰岩外装材の熱水分物性値の測定と平衡含水率の測定方法に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      山田皓貴、伊庭千恵美、宇野朋子、福井一真、小椋大輔
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究会
  • [学会発表] 凝灰岩の熱伝導率と平衡含水率の測定 旧甲子園ホテルの外装材保存に関する研究 その32020

    • 著者名/発表者名
      山田皓貴、伊庭千恵美、宇野朋子、福井一真、小椋大輔
    • 学会等名
      日本建築学会大会

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公開日: 2021-12-27  

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