DOI QR코드

DOI QR Code

Changes in the Physical Properties of Granite by Weathering

풍화에 의한 화강암의 물리적 특성 변화

  • Jung, Moon-Hun (Department of Environmental Engineering, Hanseo University) ;
  • Lee, Joo-Ho (Department of Environmental Engineering, Hanseo University) ;
  • Shon, Byung-Hyun (Department of Environmental Engineering, Hanseo University)
  • Published : 2009.08.31

Abstract

Because the stone cultural properties located outdoors, they have been altered and deteriorated in external appearance due to environmental factors. Damage to stone cultural properties is accelerated particularly due to recent industrial development and environmental pollution. When fresh granite was dipped into the seawater, the mineral compositions(Ca, K) of the granite surface were lower then those of the fresh granite and density of the weathered granite was steadily decreased from $2.600 g/cm^3$ to $2.580-2.582 g/cm^3$. Also, absorption capacity of the weathered granite was steadily increased from 0.392% to $0.526{\sim}0.616%$. In the case of $TiO_2$ was coated to the granite, the change of density and absorption ratio of $TiO_2$ coated granite were decreased. Therefore, the $TiO_2$ coating considered to be a viable method to assist in the conservation of stone cultural properties from environmental contaminants.

대부분의 석조문화재는 외부 환경에 노출되어 있어 외관이 크게 변형되어졌고, 특히 최근의 산업화와 환경 오염물질의 영향으로 풍화가 가속화되고 있다. 해수에 신선한 화강암을 침수시켰을 때 암석 표면의 구성광물(Ca, K)은 대부분 신선한 화강암(fresh granite)보다 낮은 농도값을 나타내어 해수에 의한 풍화의 영향 정도를 확인할 수 있었다. 실험 전.후의 화강암의 물리적 특성 분석 결과, 강제 풍화시킨 시료의 밀도는 평균 $2.580-2.582 g/cm^3$으로 신선한 화강암(평균밀도는 $2.600 g/cm^3$)에 비해 약간 낮은 값을 보였다. 또한 강제풍화시킨 화강암의 흡수율은 $0.526{\sim}0.616%$로서 신선한 화강암에 비해 1.3-1.6배 정도 높게 나타났다. $TiO_2$ 광촉매를 화강암에 코팅한 후 산성용액과 해수에 의한 강제풍화시 흡수율과 밀도 변화가 많이 저감되어 석조문화재의 풍화를 예방하는 효과가 있을 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 한국문화재 보존과학회, "석조문화재 보존관리 연구", 2001.
  2. 김사덕, 황진주, 강재일 "대리석 문화재에 대한 산성비의 영향", 한국문화재보존과학회지, 7(19), 1998.
  3. Krivacsy, Z., "Study of Humic-like Substances in Fog and Interstital Aerosol by Size-exclusion Chromatography and Capillary Electrophoresis", Atmospheric Environment, 34, 4273, 2000. https://doi.org/10.1016/S1352-2310(00)00211-9
  4. 도진영, J. Riederer, "석조물 표면의 흑화현상에서 나타나는 염과 그 영향", 대한지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회 논문집, 306-308, 2002.
  5. 손병현, 김현규, 정종현, 유정근, 이형근, "화강암의 풍화에 미치는 염분과 산성용액의 영향(Effects of Salts and Acid Solutions on the Weathering of Granite)", 대한환경공학회지, 27(1), pp. 101-108, 2005.
  6. E.T. Brown ed., ISRM(International Society for Rock Mechanics), "Rock characterization testing and monitoring", ISRM Suggested Methods, Pergamon Press, 1981.
  7. 김성수, "인공풍화 실험을 이용한 석재의 공학적 내구성 평가", 서울대학교 석사학위논문, 1999.
  8. 김영화, 홍순호, "풍화현상에 수반되는 화강암의 물성변화에 관한 연구", 광산지질, 30, 221-232, 1990.
  9. Lee, S. G., "Weathering of granite", Journal of the Geological Society of Korea, 29, 396-413, 1993.
  10. Kim et al., "The change of natural environmental in the Seoul area : environmental mineralogy of the granite weathering," Journal of the Geological of Society of Korea, 30, 284-296, 1994.
  11. 손병현, 김현규, 정종현, 유정근, 이형근, "화강암의 풍화에 미치는 염분과 산성용액의 영향(Effects of Salts and Acid Solutions on the Weathering of Granite)", 대한환경공학회지, 27(1), pp. 101-108, 2005.
  12. 손병현, 정종현, 김현규, 여환구, 오광중, "화강암의 풍화에 미치는 환경오염물질의 영향(Effects of air pollutants on the weathering of granite)", 2004년 대한환경공학회 춘계학술연구발표회 논문집, 부산 경성대학교, 1361-1363, 2004.