Modeling Study on Deterioration of Stone Monuments in the Gyeongju Namsan Mountain by Acid Rain

The deteriorations of stone monuments located in Gyeongju area are predicted in a modeling study. Artificial rain and accelerated weathering test are here applied to the Gyeongju Namsan granite and cement mortar. They are reacted with pH 4.0, pH 8.0 and pH 5.6 rain, respectively. The two former values are the limited acidity values in the Gyeongju (the acidity of rain of the Gyeongju were pH $4.93{\sim}6.39$ in 2005) and the latter is the limited acidity of acid rain. The rains of pH 5.6 and pH 8.0 reach close to a value of pH 7.0 after the reaction with the Gyeongju Namsan granite. After application of the artificial rain and weathering test, the weight of specimens were reduced and the contents of soluble ions in the specimens were increased. These results are attributable to solution of minerals in the specimens. At first, the microlithic have dissolved in ground from the reaction with acid rain. And then mainly quartz, plagioclase and orthoclase bound by the microlithic are disintegrated. The cement mortars are dissolved after the reaction with not only acid but alkali rain. The concentrations of ions in the dissolved cement mortar are higher than those in granite.

산성비에 의한 경주남산지역 석조문화재의 손상 임상연구

경주남산화강암과 보수물질인 시멘트몰탈에 다양한 산성도를 지닌 인공강우을 적용한 후 변화되는 양상을 통해 경주지역 석조문화재의 산성비에 의한 손상을 예측하였다. 2005년 경주지역 강우의 산성도가 pH $4.93{\sim}6.39$로 측정되어, 이를 토대로 pH 4.0, pH 5.6, pH 8.0의 인공강우를 제작하여 시편에 적용하였으며, 인공풍화시험을 병행하여 시험을 가속화하였다. 경주남산화강암과 반응한 pH 5.6와 pH 8.0 강우는 중성으로 변화하였으며, 강우적용 시험 후 시편의 무게는 감소하였다. 경주남산화강암의 수용성 이온성분이 인공강우 적용 후 시험전에 비해 높게 검출되었으며, 이는 구성광물의 용해에서 주로 기인된 것으로 보인다. 강우에 의해 이탈된 광물성분은 주로 석영, 정장석과 사장석으로 산성비에 의해 바탕의 석기부위가 용해되고, 이로 인해 광물입자들이 이탈하는 것으로 보인다. 석조문화재 보수물질인 시멘트몰탈은 산성비뿐만 아니라 알칼리성 강우에 의해서도 수용성 이온성분으로 용해되었다.