Development of prediction model of salt damage on historical brick masonry

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本研究は将来的に歴史的煉瓦造建築物の適切な保存方法を検討するために、煉瓦における塩溶液の輸送現象を定量的に明らかにし、それを再現する数値解析モデルを開発することを目的とする。材料中にイオンもしくは結晶の状態で存在する塩は、溶液の特性変化や空隙構造の変化によって水分移動特性を変化させるため、モデル化に向けてはこの影響を定量的に明らかにすることが重要である。そこで非破壊で材料中の水分分布が測定可能な装置であるガンマ線含水率計を用いた塩溶液の吸水実験を実施し、測定結果をもとに塩溶液の拡散係数を同定した。その結果、実験対象とした2種類の国産煉瓦の吸水速度はバルク溶液の特性変化から想定されるものより非常に遅く、これには材料表面の電気的特性が影響している可能性が高いことが明らかになった。この結果は表面の電気的特性によるイオンの拘束を無視することは移流によるイオンの輸送を過大評価することを示唆している。加えて、塩の析出に伴う空隙構造の変化が水分移動に及ぼす影響について明らかにする目的で、塩溶液を含んだ煉瓦の乾燥過程のCT撮影を行い、画像解析により溶液、塩の結晶、材料実部、材料空隙部の同定を行った。定量性に関しては課題が残るが、画像解析により得られた結果が水分蒸発の理論と合致したことから材料内部および表面における塩析出量の空間分布の評価が可能となり、塩の析出は液相と気相水分の双方の輸送に対して影響を及ぼすことが明らかになった。劣化の予測モデルの開発に向けては、今後画像解析による分析の定量性を向上させてうえで、塩析出量と水分移動物性の変化の関係を適切にモデル化する必要がある。