Deterioration of granite in Bunhwangsaseoktap (Stone pagoda of Bunhwnagsa Temple)

분황사석탑 구성 화강암의 훼손현상

The Bunhwangsaseoktop is the oldest stone brick pagoda in Silla Period. The pagoda body is made by piling small brick-shaped stones trimmed from black andesite and the first-story core has a shrine, which is made by granite. In 1915 it was repaired on a large scale, but now is severely damaged. Many kind of the stone decay like flaking, granular disintegration have occurred especially on the granite surface of the pagoda. In this study have been investigated the stone decay type and its cause in relation to efflorescence on the body part. Various analysis show that the deterioration on the granite is due to the same materials that lead to efflorescence on the body stone surface. The soluble salt like sodium nitrate, calcium sulfate and sodium sulfate come from white joint mortar. This salt solution is recrystallized in the outside of the pagoda, but most of them flow down with rain. In This process the porous granite absorbes the dissolved salts with moisture into the inside by capillary action. In order to reduce this problem, therefore, white joint moral is changed with other less soluble materials. And it is necessary to take steps to prevent water from seep into the inside of the stone, because this water dissolves the white joint mortar.

분황사석탑은 가장 오래된 신라시대의 모전석탑이다. 탑신부는 벽돌처럼 제작된 검은 안산암으로 이루어져 있으며, 화강암으로 조성된 감실이 1층탑신석에 있다. 1915년 대대적인 수리가 행해졌으나, 현재 석탑의 구성암석에서는 여러 손상의 형태들이 나타나고 있다. 특히 구성화강암 표면에서는 박리 사질상입자분해 등이 심하게 나타나고 있다. 본 연구에서는 다양한 분석을 통하여 구성화강암의 정확한 훼손현황을 살펴보았고, 탑신부에 나타나고 있는 백화현상과의 관계를 통해 그 손상원인을 찾아보았다. 연구결과, 구성 화강암은 석탑 표면에 발생된 백화현상의 원인 물질로 인해 훼손이 가중되고 있는 것으로 알려졌다. 백화현상의 원인 물질은 질산나트륨. 황산칼슘, 황산나트륨 등의 수용성 염류로, 백색 줄눈몰타르에서 기인한 것이다. 석탑의 외부는 이러한 백색 줄눈몰타르가 수분과 반응하여 재결정화되고 있지만, 많은 부분이 빗물에 의해 씻겨 내려가다가 밖으로 배수되는 것으로 생각된다. 이 과정에서 빗물에 용해된 염성분들이 감실을 구성하고 있는 화강암을 거쳐가게 되고, 다공성의 화강암은 모세관현상에 의해 이 염들을 수분과 함께 암석의 내부로 흡수한다. 그러므로 구성화강암이 갖고 있는 염문제를 줄일 수 있는 방법은 백색 줄눈몰타르를 용해성이 적은 다른 물질로 대체하는 것이다. 또한 석탑내부로 흘러들어온 수분이 백색 줄눈몰타르를 용해시킬 수 있기 때문에, 상부에서 석탑내부로 수분이 흘러내리지 않도록 조치를 취하는 것이 필요하다.