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北垣　亮馬 (キタガキ　リヨウマ)

工学研究院　建築都市部門　先端空間性能教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（工学）, 東京大学, 2006年03月
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 20456148
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • コンクリート工学, 補修, 高分子, 断熱材, 廃棄物資源循環, 二酸化炭素, カーボンリサイクル,建築材料, 耐久性
研究分野
  • 社会基盤（土木・建築・防災）, 建築構造、材料, コンクリート工学, 補修, 高分子, 断熱材, 廃棄物資源循環, 二酸化炭素, カーボンリサイクル,建築材料, 耐久性
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2022年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院工学研究院, 教授, 博士（工学）, 日本国
  • 2018年09月 - 現在
    北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授, 博士（工学）, 日本国
  • 2011年04月 - 2018年08月
    東京大学, 大学院工学系研究科 建築学専攻, 講師, 博士（工学）, 日本国
  • 2008年04月 - 2011年03月
    東京大学, 大学院工学系研究科 社会基盤学専攻, 特任助教, 博士（工学）, 日本国
  • 2006年06月 - 2008年03月
    東京大学, 大学院工学系研究科 社会基盤学専攻, 特任研究員, 博士（工学）, 日本国
  • 2006年04月 - 2006年05月
    東京大学, 大学院工学系研究科 建築学専攻, 技術補佐員, 日本国
学歴
  • 2003年10月 - 2006年03月, 東京大学, 大学院工学系研究科, 建築学専攻 博士課程, 博士課程（博士（工学））, 日本国
  • 2000年04月 - 2003年09月, 東京大学, 大学院工学系研究科, 建築学専攻 修士課程, 修士課程, 日本国
  • 2001年09月 - 2002年09月, ウィーン工科大学, 客員研究員, オーストリア共和国
  • 1996年04月 - 2000年03月, 東京大学, 工学部, 建築学科, 日本国
委員歴
  • 2020年04月 - 現在
    The International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Systems and Structures (RILEM), TC-DOC 委員, 学協会
  • 2020年04月 - 現在
    The International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Systems and Structures (RILEM), TC-IMC 委員, 学協会
  • 2018年04月 - 現在
    日本建築仕上学会, 論文集委員会 委員, 学協会
  • 2017年04月 - 現在
    日本建築仕上学会, 理事, 学協会
  • 2017年04月 - 現在
    内外装工事運営委員会, 委員, 学協会
  • 2017年04月 - 現在
    日本建築学会, 材料施工委員会 内外装材運営委員会 発泡プラスチック断熱材の長期性能に関する検討WG 主査, 学協会
  • 2017年04月 - 現在
    日本建築学会, 材料施工委員会 内外装工事運営委員会 左官材料WG 委員, 学協会
  • 2017年04月 - 現在
    日本建築学会, 材料施工委員会 環境配慮運営委員会 委員, 学協会
  • 2017年04月 - 現在
    日本建築学会, 材料施工委員会 解体工事小委員会 委員, 学協会
  • 2021年04月 - 2023年03月
    日本建築学会, 論文集委員会 委員, 学協会
  • 2021年04月 - 2022年03月
    日本コンクリート工学会, コンクリート工学論文集編集委員会 委員, 学協会
  • 2020年04月 - 2022年03月
    日本建築学会, 建築系高分子の耐久性・意匠性・環境性能の標準的な長期性能評価手法構築 委員長, 学協会
  • 2020年04月 - 2021年03月
    日本コンクリート工学会, 技術講習委員会 幹事長, 学協会
  • 2017年04月 - 2019年03月
    日本建築学会, 技術報告集 編集委員会 委員, 学協会
  • 2016年04月 - 2018年03月
    日本建築学会, 建築雑誌編集委員会 幹事, 学協会
  • 2013年04月 - 2018年03月
    日本建築学会, 材料施工委員会 熱環境建材 委員, 学協会
  • 2010年04月 - 2016年03月
    日本建築学会, 材料施工委員会 再生骨材コンクリート研究小委員会 委員, 学協会
  • 2010年04月 - 2012年03月
    日本コンクリート工学会, サスティナビリティ委員会 幹事, 学協会
  • 2006年04月 - 2011年03月
    日本建築仕上学会, 編集委員会 委員, 学協会
  • 2008年04月 - 2010年03月
    日本コンクリート工学会, コンクリートセクターにおける地球温暖化物質・廃棄物の最小化に関する研究委員会 委員, 学協会

研究活動情報

■ 受賞
  • 2017年, 国立情報学研究所, IDRユーザーフォーラム 最優秀賞
  • 2016年, 日本建築仕上学会, 技術開発賞
  • 2010年, 日本建築仕上学会, 論文奨励賞
  • 2010年, SB2010 Seoul, Award of Excellency in Research
  • 2007年, SB2007 Seoul, Award of Excellency in Research
■ 論文
■ その他活動・業績
■ 講演・口頭発表等
■ 主な担当授業
  • 空間性能システム特別研究, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 建築施工特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 建築生産特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 建設材料学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 空間性能システム特別演習, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 空間性能システム特別講義, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 建築施工特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 建築生産特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 建設材料学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 空間性能システム特別研究, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 空間性能システム特別講義, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 卒業論文・設計, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 学外建築実習, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 建築生産, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 建設材料, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 情報学 Ⅰ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 科学技術英語演習, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 建築材料演習, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 建築施工, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 建築序説, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 建築都市学概論, 2024年, 学士課程, 工学部
■ 所属学協会
  • 日本建築仕上学会
  • 日本コンクリート工学会
  • 土木学会
  • 日本建築学会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • pH/イオン濃度分布の可視化が拓く新たな固液界面反応評価
    科学研究費助成事業
    2021年07月09日 - 2024年03月31日
    川野 潤; 豊福 高志; 北垣 亮馬; 川西 咲子; 荒木 優希
    本研究は、研究代表者が近年開発した、反応界面における局所的なpHおよびCaイオン濃度変化を蛍光プローブを用いて可視化する技術を、多様な材料に適用できるように高精度化・汎用化することを目的としている。2022年度においては、以下について研究を進め、成果を得ている。
    [1]ゲル内二重拡散法によって合成される炭酸カルシウムについて、形成環境のpHの可視化に成功した。ゲル全体のpH変化を可視化した結果、多形によって形成環境のpHの変化の傾向が異なることが明らかになった。さらにレーザー共焦点顕微鏡を用いた詳細な観察により、カルサイト成長時の結晶近傍のpHに局所的な不均一が生じることを初めて確認した。しかし、アラゴナイト形成場の近傍にはこのような傾向は観察されず、このような形成場の局所的な環境の違いも多形形成に影響を与えている可能性が示唆された。
    [2]従来までに観察可能であることが示されている炭酸カルシウム以外の材料についての適用を進めた。特に、リン酸カルシウム系の材料について、溶解時のpH変化およびCaイオン濃度分布の変化を可視化したところ、アパタイトやリン酸八カルシウムなど、物質によって異なる傾向を示すことが観察された。さらに、同じ物質であっても、Naが含有しているものは、含有していないものとは大きく異なるpH変化の傾向を示すことが明らかになった。このことは、生体材料としてリン酸カルシウムを用いたり、生体内でのリン酸カルシウムの形成過程を理解する際の指針となる。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 21K18798
  • 建築部材の無機ー有機界面への革新的評価技術を用いた高耐久施工法提案システムの実現
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2019年04月01日 - 2022年03月31日
    北垣 亮馬; 萩原 英昭; 佐藤 浩昭
    今年度は予定していた通り，無機ー有機界面を混合物をもちいた薄膜に成型し，それを用いた熱劣化試験を通じて，「化学分析可能・小型・均質な建築材料の試験体作製技術」によって，代表的な建築部材の界面をもつ試験体を作製し，無機ー有機界面にみられる挙動が提案するサンプルにおいてもみられるかの検証を行った．
    その結果，FT-IRにおいて表面を観察したところ，本研究で提案しているサンプルのほうが，むしろ無機有機界面においてみられる水分の侵入や高分子構造の変化が顕著に見られることが明らかになった．
    具体的には，耐候性用に用いられるポリウレタン，接着剤用途に用いられるエポキシ，防水・シーリング用途に用いられる変成シリコーンに，セメント硬化体（粉末化したもの），外装用タイルに用いられるセラミックス（粉末化したもの）を添加し，これをガラス基板にディップコートした上で，同様に作製した無添加の高分子基板とあわせて熱劣化試験，乾湿繰り返し試験を実施した．また，使用した高分子は，純粋な系のものと，市場に出回っているものの両方を利用した．
    その結果，ポリウレタンはセメント硬化体粉末に対してIRスペクトルにおいてOH基のハローが多くみられた程度であった．また，変成シリコーンはほとんどどの無機粉体に対しても変化がみられなかった．しかし，エポキシ系においては，セメント硬化体粉末を添加した場合に，OH基のハローが大きく変化しただけでなく，付着性能が変化したであろうと考えられる高分子構造の変化がみられた．このことからも，本試験方法において，高分子と無機界面の性能評価や科学的な多様な考察が可能であることが確認された．
    またそれだけでなく例えば接着剤と被着物の界面の劣化純粋など，高分子物理の観点だけでなく，構造物に適用する場合の性能評価試験としても適用できることもあわせて確認した．
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 19K04704
  • カーボンマイナス・リサイクラブル・ハイパフォーマンス・コンクリート
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2018年04月01日 - 2021年03月31日
    野口 貴文; 兼松 学; 北垣 亮馬; 松田 拓
    2019年度は、ポルトランドセメントを使用せず、産業副産物・産業廃棄物を改質した粉体、天然未利用資源である非晶質粉体、アルカリ刺激剤を用いて製造される硬化体「カーボンマイナス・リサイクラブル・ハイパフォーマンス・コンクリート」の強度発現に及ぼす①アルカリ刺激剤の濃度、②アルカリ刺激剤の種類（高アルカリ、低アルカリ）、③粉体の化学成分（Ca、Si、Al）の割合、④粉体のガラス化率、⑤粉体の粒度分布、⑥粉体の反応速度などの影響を明らかにするために、モルタルを作製して強度発現試験、熱重量分析、Ｘ線リートベルト法による水和生成物の定量分析、水銀圧入法による細孔空隙量測定など、系統的な実験を行い、Caの割合が多いほど強度が高くなること、セメントコンクリートと同様に圧縮強度は粉体水比に比例すること、初期に高温養生を施すことにより150MPa近い圧縮強度を発現することなどの結果を得た。また、実験結果を基にポルトランドセメントを用いないカーボンマイナス・リサイクラブル・ハイパフォーマンス・コンクリートの調合設計手法に関する検討を行い、結合水量および細孔空隙率を組み合わせた指標を用いることにより、圧縮強度の予測を行えることを見出した。
    また、アルカリシリカ反応性骨材を用いた場合において、非晶質粉体が反応抑制効果に及ぼす影響、およびCaイオンの存在がアルカリシリカ反応および膨張に及ぼす影響について、試験体を作製して、Ｘ線回折分析、熱重量分析、細孔構造測定などを行い、ポルトランドセメントを用いないカーボンマイナス・リサイクラブル・ハイパフォーマンス・コンクリートにおけるアルカリシリカ反応は、セメントコンクリートにおけるものとは異なることを明らかにした。
    さらに、環境負荷の小さくなるカーボンマイナス・リサイクラブル・ハイパフォーマンス・コンクリートを製造するための材料および調合を提案した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 東京大学, 18H03803
  • ビニロン繊維で補強した低品質再生骨材コンクリート梁部材の付着割裂強度に関する研究
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2014年04月01日 - 2017年03月31日
    師橋 憲貴; 北垣 亮馬; 小山 潔
    本研究は，ビニロン繊維が添加された低品質再生骨材コンクリートを用いた梁部材の付着割裂強度について検討を行ったものである。結果として，主筋長期許容応力度時の最大曲げひび割れ幅の大きさは過大な値は認められず低品質再生骨材コンクリートを用いた問題は見出せなかった。また付着割裂強度は低品質再生骨材コンクリートおよび普通コンクリートを用いたシリーズの差異は認められなかった。普通コンクリートとの比較から低品質再生骨材コンクリートの構造用コンクリートとしての有効利用の可能性を明らかとした。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 日本大学, 26420562
  • 劣化因子分離制御型・紫外線促進劣化装置による建築系塗膜材料の劣化メカニズムの解明
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2014年04月01日 - 2016年03月31日
    北垣 亮馬
    （1）高分子塗膜の紫外線を含む複数の劣化因子を分離して試験できる劣化試験装置を開発した．（2）昇温脱離法分析装置では，既往の方法と比較して，短時間で同時に複数種の気体について気体透過・拡散係数の測定が可能である．（3）塗膜はゴム状高分子と同様のFickの拡散法則，Henryの法則に従わず，ガラス状態として評価する必要がある．（4） 温湿度環境と材料それぞれとの組み合わせによって，物質移動の特性が異なる．（5）複数種類気体が透過,拡散する場合は相互作用がある可能性がある．（6）温湿度環境や可塑剤の影響で変化するガラス転移温度，自由体積と気体透過現象との関係については今後さらに検討が必要である．
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 東京大学, 26630253
  • セメント薄膜硬化体による太陽熱制御型コンクリートの開発とＣＯ２削減効果の定量評価
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2012年04月01日 - 2014年03月31日
    北垣 亮馬
    コンクリート表面に微細凹凸を施すことで太陽からの日射における短波反射率を制御し，これによって，太陽から入射する熱を夏期には反射し，冬期には吸収できる熱収支に太陽光の角度依存性を織り込んだ，季節を問わずに省エネを実現できる建材表面の設計と熱収支のモデル化を行った．具体的には，セメント硬化体表面の反射率の角度依存性によって，熱移動にどのような影響を与え，結果として建築空間に適用された場合の空間の熱環境性能を評価するために，材料表面の凹凸に伴って変化する短波反射を含んだ熱収支モデルを提案し，その妥当性を実験とモデルの比較によって検証した．
    日本学術振興会, 若手研究(B), 東京大学, 24760444