2020 Fiscal Year Research-status Report

Study on deterioration and moisture properties of tuff stones used in a historical building

Research Project

Project/Area Number	20K04821
Research Institution	Mukogawa Women's University
Principal Investigator	宇野朋子武庫川女子大学, 建築学部, 准教授 (90415620)
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)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	文化財 / 保存 / 劣化 / 石材 / 水分移動 / 材料物性 / 外装材
Outline of Annual Research Achievements	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。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 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。
Strategy for Future Research Activity	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。
Causes of Carryover	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。