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

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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（日華石・竜山石）を対象として、それぞれにみ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。本年度は、以下の項目について検討した。劣化の状況分析と経年変化の定量的評価：調査対象としている旧甲子園ホテルの日華石・竜山石ともに劣化が進行していることを確認した。日華石では、凍結融解に伴って破壊が生じたと考えられる石材の劣化の状況を調査した。竜山石では、剥離の状況を継続して調査した。材料物性の収集と整理：前年度に行った日華石と竜山石の凍結融解促進試験について、凍結融解を繰り返した際の、細孔径分布、透水係数などの物性データを整理した。また、これまで数値解析で用いてきた熱伝導率などの物性データについて、実測・実験を行い妥当性を検証した。材料内の熱水分状態の把握：初年度に作成した解析プログラムを改良するとともに、日華石と竜山石の凍結破壊が起こると想定される環境において、凍結融解促進試験で得られた劣化前後の物性を用いた解析を行った。物性値が変化する（劣化が進む）ことにより、石材内の水分移動量と移動速度が大きくなるため水分の滞留時間が短くなることを示した。竜山石で見られる剥離の要因を乾湿に伴うものと予測し、実環境（降雨量・日射量）を入力とした解析プログラムを作成し、検討を行った。初年度からこれまでに、微環境の把握、熱水分に関する物性データの整理が完了している。それらを条件とした数値解析を行い、石材内の温度・含水率を把握し、低温時に含水する領域や時期の凍結破壊への影響、含水域と乾湿の速度や繰り返し頻度の剥離への影響などを明らかにした。