Material Characteristics and Deterioration Assessment for Multi-storied Round shape Stone Pagoda of Unjusa Temple, Hwasun, Korea

화순 운주사 원형다층석탑의 재질특성과 훼손도 평가

The constituting rocks of Multi-storied Round shape stone Pagoda of Unjusa Temple are lithic tuff and rhyolite tuff breaccia which show green or grey and also rock fragment with poor roundness are present in the structure. lithic tuff is composed of feldspar and quartz which are glassy texture and cryptocrystalline and also micro crystalline are scattered. phenocryst quartz and feldspar in the substrate composed of feldspar and opaque minerals are found in rhyolite tuff breaccia. dust, exfoliation, cavity, fracture and crack are observed in all the stone of the pagoda and the result of Infrared Thermography shows partial inter cavities have developed severely which may cause further exfoliation. In addition, a great deal of various grey, green, and yellow brown lichen as well as bryophyte are present at the upper part of eastern and western roof stone located above the third floor. Discolors remarkably shown at stereobate and roof stone are identified as inorganic pollutants such as manganese oxide, iron oxide and iron hydroxide. The stone of the pagoda of the Chemical Index of Alteration (CIA) and the Weathering Potential Index (WPI) are 55.69 and 1.12 respectively and this corresponds to a highly weathered stage. The measured values, average ultrasonic velocity 2,892m/s, coefficient of weathering 0.4k and compressive strength $1,096kg/cm^3$, suggest that the rock strength and durability are weakened.

운주사 원형다층석탑의 주요 구성암석은 암편질응회암과 유문암질 각력응회암으로 담녹색 및 회색을 띠며 원마도가 불량한 암편을 함유하고 있다. 암편질응회암은 유리질 기질과 은미정질의 장석과 석영이 보이고 미정질 결정들이 나타난다. 유문암질 각력응회암에서는 장석 및 불투명 광물로 이루어진 기질에 석영과 장석이 반정으로 관찰된다. 석탑의 모든 부재에는 먼지, 박리박락, 공동, 탈락, 균열이 발달되어 있으며, 적외선 열화상 촬영 결과 부분적으로 내부 공극이 상당히 진행되어 박리를 유발하고 있는 상태이다. 또한 서측과 북측의 3층 이상 옥개석 상부에서는 회색, 녹색, 황갈색 등의 다양한 지의류 및 선태류들이 높은 점유율을 보인다. 기단부와 옥개석에는 산화망간, 산화철 및 수산화철 등의 무기오염물에 의한 변색이 나타난다. 석탑 부재의 화학적 풍화지수(CIA)와 풍화잠재지수(WPI)를 산출한 결과, 각각 55.69, 1.12로 상당히 풍화가 진행되었으며 초음파속도는 평균 2,892m/s, 풍화도지수와 일축압축강도는 각각 0.4k, $1,096kg/cm^3$로 암석의 강도와 내구성이 약화된 상태이다.