超音波を用いた外構木材の内部劣化評価手法に関する研究

• 研究機関名: 鹿児島県工業技術センター
• 研究分担: 木材工業部
• 研究期間: 完H17～18
• 年度: 2006
• 摘要: [目的]木材内部の劣化状況を非破壊で検知する手法として期待されている超音波を用いて，外構木材に対して客観性のある内部劣化評価手法を確立し，外構木材の信頼性向上や安全性確保を図る。[研究内容]木材の組織的な因子（密度，含水率，節等）や内部劣化の度合いが超音波伝播速度にどの程度の影響を及ぼすか詳細に明らかにされていないため，木材の組織的な因子が伝播速度に及ぼす影響を調べるとともに，劣化の進行度合いによる伝播速度の経時変化を測定し，内部劣化度と伝播速度との関係を明らかにする。木材の組織的な因子や内部劣化の度合いと伝播速度等との相関性の有無を見出し，対象箇所の伝播速度等の測定結果から内部劣化度を導き出す。[期待される効果]外構木材の補修時期が明確になり，木製構造物の信頼性の向上や安全性確保につながる。木材防腐処理業において，既設の木製構造物や土木資材等に対する内部劣化診断業務等の新たな事業展開が図られる。木造住宅部材の非破壊検査用としての利用や，製材品内部欠点の非破壊検査等への応用が期待される。[得られた効果]木材固有の因子が超音波の伝播速度に及ぼす影響について調べた。背割れ処理した心持ち材を用いて，含水率変化に伴う繊維方向に直交する伝播速度を測定した結果，含水率の低下に伴い伝播速度は増加し，含水率30％を下回ると急激に速度が増した。また，水分傾斜の大小に関わらず，伝播速度は測定する位置によって大きく異なり，半径方向で最も速く，背割れ部分で最も遅くなる傾向にあった。また，外構木材に対して客観性のある内部劣化評価手法を検討し，以下の結果が得られた。・含水率の低下に伴い超音波伝播速度は速くなる傾向を示し，含水率30％未満では伝播速度が急激に上昇する。・同一樹種内では比重が伝播速度の与える影響は小さい。・木材の節の有無や材面割れが伝播速度に与える影響は小さい。・伝播速度とピロディン深さ間には負の相関関係がみられた。・伝播速度とみかけの容積重間には正の相関関係がみられた。・超音波伝播速度から材部位の劣化度を推測する方法について検討を行った。