覆屋内環境下における磨崖仏の塩類風化抑制手法に関する研究

遮蔽环境下抑制马盖佛盐风化方法的研究

• 批准号: 18J13936
• 负责人: 高取 伸光
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J13936/
• 关键词: 数値解析; 環境制御; 脱塩; 文化財; 浸透; 塩移動; 浸透現象; 文化財保存; 非平衡熱力学; 多孔質材料; 物質移動

本研究の目的は、塩類風化による劣化の恐れのある大分県大分市に存在する国指定史跡元町石仏を対象に、塩類風化を抑制する適切な保存環境及び環境制御方法の提案と浸透圧を用いた脱塩を行うための基礎理論を構築することにある。塩類風化の抑制のためには、塩の析出および析出した塩による応力発生を周辺の温湿度環境を制御することにより抑制する方法と、材料内の塩分を取り除く脱塩による方法の二つに分類される。本年度は、後者の脱塩による塩類風化抑制手法に着目し、脱塩量の定量的評価を目的とした多孔質材料中における熱と水分および塩の移動理論の構築に関する研究を行った。本年度に得られた研究成果は以下のようにまとめられる。まず、粘土のように電荷あるいは極性を有する粒子で構成される多孔質材料中における熱水分塩同時移動方程式を、松本の熱水分同時移動方程式を非平衡熱力学に基づき塩を含んだ場合に拡張する形で構築した。この方程式では電荷を有する多孔質材料中塩溶液の静電気力および塩濃度差による流れが溶液の電気二重層構造を考慮することで生じることを明らかにした。また溶液の浸透移動を引き起こす材料の半透膜性能の指標である反射係数を電気二重層構造と連成することでモデル化を行った。また、既往の粘土を用いた浸透による脱塩実験に対する数値解析により、本理論が粘土内における浸透現象を十分に再現できることと、粘土中の浸透現象が材料と塩溶液間の静電気力および塩溶液間の塩濃度差の連成問題として取り扱う必要があることを検証した。加えて、数値解析の結果から浸透を用いた脱塩を利用するためには、セロファン紙のような濾過膜よりも粘土のようなイオン交換により浸透現象を引き起こす材料を脱塩材と基材との間を挿入したほうが良いこと、脱塩材および粘土には浸透圧による材料変形が生じない程度の強度あるいは拘束力が求められるという課題を示した。

Purpose this study の は, salt weathering に よ る degradation の fear れ の あ る exist big points 県 big city に す る countries designated historic yuan town stone 仏 を like に seaborne, salt weathering を inhibit す る appropriate な save environment and び suppression method proposed の と soak 圧 を with い た salt off line を う た め の basic theory を build す る こ と に あ る. Class salt weathering の inhibit の た め に は, salt precipitation の お よ び precipitation し た salt に よ る 応 force born 発 を weeks 辺 の temperature and humidity environment を suppression す る こ と に よ り inhibit す と る method, material within の salt points を り except く salt off に よ る method の two つ に classification さ れ る. は this year, the latter の salt に よ る salt weathering inhibition technique with mesh し に, take off the amount of salt の quantitative evaluation 価 を purpose と し た porous materials に お け る hot water お と よ び salt の の mobile theory to construct に masato す る を line っ た. The られた research results obtained by に in this year are as follows に ようにまとめられる. ま ず, clay の よ う に charge あ る い は を have polarity す で る particles さ れ る porous materials に お け る while hot water salt movement equation を, Matsumoto の while hot water movement equation を non-equilibrium thermodynamics に base づ き salt contains を ん だ occasions に company, zhang す る form で build し た. こ の equation で は charge を have す る salt solution in porous material の electrostatic force 気 お よ び salt concentration difference に よ る flow れ が solution の electric 気 を bilayer structure considering す る こ と で raw じ る こ と を Ming ら か に し た. ま の た solution soak mobile を lead き こ の の a semipermeable membrane performance indicators で す material あ る reflection coefficient を electric 気 と bilayer structure into す る こ と で モ デ ル change line を っ た. を use い ま た, always の clay た soak に よ る to take off the salt be 験 に す seaborne る the numerical analytical に よ り, this theory が clay に お け る penetration phenomenon を very に reappearance で き る こ と と, clay の penetration phenomenon が material と salt solution between the electrostatic force 気 お の よ び salt solution between の salt concentration difference の connect problem と し て take り Cha う necessary が あ る こ と を 検 card し た. Add え て, the numerical analytic results の か ら soak を with い た salt off を using す る た め に は, セ ロ フ ァ ン paper の よ う な filtration membrane よ り も clay の よ う な イ オ ン exchange に よ り penetration phenomenon を lead き up こ す を salt off materials と substrate と の を between scions into し た ほ う が good い こ と, take off the salt お よ び clay に は soak 圧 に よ る が raw materials - shape じ な The degree of ある intensity ある ある binding force が seek められると う う the subject を shows た た.

项目成果

浸透現象の物理的メカニズムと建築材料中の溶液移動に及ぼす影響に関する考察

考虑渗透的物理机制及其对建筑材料中溶液运动的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: TAKATORI Nobumitsu;OGURA Daisuke;WAKIYA Soichiro;ABUKU Masaru;KIRIYAMA Kyoko;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎
• 通讯作者: 高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎

元町石仏における脱塩を用いた塩類風化抑制手法に関する研究―セロファンで遮られたNaCl溶液の半透性と浸透圧の測定―

元町石佛像脱盐抑制盐风化方法的研究 - 玻璃纸堵塞的 NaCl 溶液的半渗透性和渗透压的测量 -

• 发表时间: 2019
• 作者: TAKATORI Nobumitsu;OGURA Daisuke;WAKIYA Soichiro;ABUKU Masaru;KIRIYAMA Kyoko;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子
• 通讯作者: 高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子

脱塩技術の定量的評価を目的とした材料内水分・塩移動モデルの開発 その１ 既存モデルによる脱塩実験の再現性の検討

开发材料中的水分/盐运动模型，用于定量评估海水淡化技术第 1 部分：使用现有模型检查海水淡化实验的再现性

• 发表时间: 2018
• 作者: TAKATORI Nobumitsu;OGURA Daisuke;WAKIYA Soichiro;ABUKU Masaru;KIRIYAMA Kyoko;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子，髙妻洋成;高取伸光，小椋大輔
• 通讯作者: 高取伸光，小椋大輔

NUMERICAL EVALUATION OF THE INFLUENCE OF SALT DAMAGE BY IMPROVEMENT OF THE SHELTER

改进庇护所对盐害影响的数值评估

• DOI: 10.3130/aije.85.137
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Environmental Engineering (Transactions of AIJ)
• 作者: TAKATORI Nobumitsu;OGURA Daisuke;WAKIYA Soichiro;ABUKU Masaru;KIRIYAMA Kyoko
• 通讯作者: KIRIYAMA Kyoko

脱塩技術の定量的評価を目的とした材料内水分・塩移動モデルの開発―既存の熱水分塩同時移動解析モデルによる浸透圧を考慮した脱塩実験の再現性の検討―

为了定量评估海水淡化技术，开发材料内的水分/盐分运动模型 - 使用现有的热/水分/盐分同时运动分析模型，检查考虑渗透压的海水淡化实验的再现性 -

• 发表时间: 2018
• 作者: TAKATORI Nobumitsu;OGURA Daisuke;WAKIYA Soichiro;ABUKU Masaru;KIRIYAMA Kyoko;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子，髙妻洋成;高取伸光，小椋大輔;高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子
• 通讯作者: 高取伸光，小椋大輔，脇谷草一郎，安福勝，桐山京子