• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.213-221
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• 2008

석조 건축물 문화재에 대한 안전 진단은 건축 문화재의 유형별로 각각 다른 기준 및 진단 방법들이 적용되어야 한다. 하지만, 현재까지 석조 건축물에 대한 안전진단을 위해 어떤 항목을 조사하고 어떤 방법으로 진단하여야 하는 것에 대한 방안들이 정립되어 있지 않다. 석조 건조물에 대한 체계적인 보존방안을 위해서는 자중 구조적 결함 자연재해 같은 여러 가지 요인들을 고려해야 한다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용한 전산해석을 통해 현재 상태의 진전사지 삼층석탑의 자중 및 기울기를 측정하였다. 또한, 석탑의 기울기변화가 자중에 의해 탑의 처짐량 및 탑 내부에 발생하는 응력들에 어떻게 작용하는지에 대한 연구되어졌다. 마지막으로, 석탑의 기울기변화에 의한 안전진단기준이 제시되었다.

• 암석학회지
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• 제15권3호
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• pp.128-138
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• 2006

감은사지삼층석탑(국보 제112호)은 구성부재의 훼손으로 인해 빠른 시간에 보수되어야 하는 위기의 석조문화재이다. 이 연구에서는 감은사지삼층석탑(서탑)을 이루고 있는 부재들에 대한 각각의 암석기재적인 특징, 대자율 및 감마스펙트로미터를 측정하여 석탑에 사용된 부재들의 공급지를 추정하였다. 감은사지서탑의 석재는 기재적으로 세립질의 석기에 흑운모, 석영, 장석 등의 광물편의 함량이 많은 유리결정질 응회암 또는 결정 응회암으로 분류된다. 대자율 측정결과, 이들은 $10{\sim}20({\times}10^{-3}}\;SI\;unit)$ 정도의 값을 가지며, 감마스펙트로미터 측정결과 K는 3%, eU는 $0{\sim}8ppm$ 그리고 eTh는 $9{\sim}18ppm$의 함량을 가진다. 이러한 특징은 주변암석들 중에서 감은사지서탑에 사용된 석재의 공급지를 파악하는데 중요한 지시자가 된다. 감은사지 주변에 분포하는 암석 중에서 기재적으로나 화학적으로 감은사지서탑의 석재와 가장 유사한 암석은 와읍분지 내 범곡리 층군에 포함된 데이사이트질 화산암류이다. 이 화산암류는 암석층서적으로 다시 와읍리응회암, 용동리응회암 그리고 범곡리화산암류로 구분된다. 세 암석 중에서 감은사지서탑의 석재와 가장 유사한 암석은 범곡리화산암류의 결정 응회암으로 판단되며, 이 석탑의 건축시어 이 결정 응회암이 사용되었을 것으로 생각된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2004년도 정기총회 및 제6최 특별 심포지움
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• pp.138-156
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• 2004

석탑의 안전진단을 위하여 석탑상부의 무게를 지탱하며 하중을 지반으로 전달하는 기단부 내부의 형태파악은 필수적이며 이를 위하여 레이다 탐사(GPR)를 적용하였다. 기단부의 면석의 모양파악을 위하여 일반적인 GPR 탐사에 적용하는 monostatic 배열을 이용하여 획득한 수치 시뮬레이션 자료, 축소모형실험자료, 석탑자료에 구조보정을 적용하여 정확한 면석의 두께와 형태의 파악이 가능함을 알 수 있었다. 구조보정을 위한 속도측정은 외부에서 확인 가능한 경계면을 이용하거나, 탑신이나 갑석 등의 균질한 석재로 이루어져서 송/수신이 분리된 안테나를 이용하여 투과파의 속도를 측정하는 방식을 이용하였다. 기단부 내부의 형태파악을 위하여 탄성파 탐사에서 많이 적용되는 주시토모그래피 기법을 이용하여 영상화하였다. 3${\~}$5m내외의 석탑에서 투과파 획득을 위하여 500${\~}$900MHz의 주파수 대역이 필요함을 수치 시뮬레이션을 통하여 알 수 있었으며, 이러한 주파수 대역의 안테나를 이용하여 실제 석탑(3m내외)에서 투과파의 획득이 가능하였다. 여러 축소모형을 수행하여 주시토모그래피 기법을 적용한 결과 인공적으로 제작한 내부의 공기층의 위치와 속도를 확인할 수 있었고, 내부 매질의 변화에 따른 전파속도를 측정할 수 있었다. 이러한 내부 물성치와 형태는 석탑안전진단을 위한 기본 자료로 활용이 가능할 것이다.

• 보존과학회지
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• 제17권
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• pp.73-82
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• 2005

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.

• 한국지구과학회지
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• 제35권7호
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• pp.554-561
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• 2014

선본사의 두 석조문화재 관봉 석조여래좌상과 삼층석탑의 석재들은 암석기재적으로 거의 동일한 특징을 보인다. 즉, 회백색의 조립질로서 반상조직을 보이는 화강암이며, 주 구성광물은 사장석, 알칼리장석, 석영, 흑운모, 각섬석, 녹니석 등으로 이루어져 있다. 이런 기재적 특징들은 선본사가 위치한 팔공산 화강암체 서남부의 화강암 노두에서 확인되는 것과도 유사다. 모드조성에서는 석조여래좌상의 경우 몬조화강암에 속하나 삼층석탑 및 인근 화강암 노두의 암석은 섬장화강암과 몬조화강암의 양쪽 조성을 나타낸다. 전암대자율 측정값을 보면 관봉석조여래좌상, 삼층석탑, 선본사 인근화강암 노두에서 각각 10-14, 10-15, 9-16(${\times}10^{-3}\;SI$)의 범위를 보여 거의 동일하며, 자철석계열의 팔공산 화강암을 나타낸다. 감마스펙트로미터 측정값에서도 세 암석에서 K, eU, eTh의 함량들이 거의 유사한 범위에 속한다. 결론적으로 선본사의 관봉 석조여래좌상과 삼층석탑은 팔공산 화강암으로 만들어졌으며, 주변 지역의 화강암체가 그 원산지라고 추정된다.

• 자원환경지질
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• 제35권4호
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• pp.355-368
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• 2002

대원사 다층석탑(보물 제1112호)의 훼손도 평가와 지질학적 안전진단을 실시하였다. 이 다층석탑의 부재는 주로 화강암질 편마암으로 이루어져 있으며, 부분적으로 세립질 화강편마암과 우백질 화강편마암이 혼재한다. 보륜석은 흑운모 화강암이며 원추형 보주는 도기로 되어 있다. 탑의 부재는 박리와 박락이 심하고 탑신과 옥개석의 일부는 파손되어 시멘트로 조악하게 접착되어 있는 상태이다. 이 탑은 전체적으로 비정질 철수산화 광물의 침전과 피복으로 인하여 황갈색 또는 적갈색을 띤다. 또한 망간산화물에 의한 암갈색 각질과 시멘트 몰탈에서 용해된 석고와 방해석 침전물이 표면의 백화현상을 야기하였다. 각각의 탑신, 옥개석 및 상륜부의 구성암석에는 방사상 또는 선상 미세균열과 이를 충전한 회백색 탄산염광물들이 산재한다. 이 탑에는 균류, 조류, 지의류나 선태류가 암석의 표면에 고착되어 기생하면서 황갈색, 청남색 및 진녹색을 나타내는 반점상으로 산출된다. 한편 대원사 경내 및 계곡에 분포하는 암석도 다층석탑과 마찬가지로 심한 적화현상을 볼 수 있다. 이는 대원사 부근에 분포하는 암석이 일반적인 편마암류의 철과 망간 함량에 비하여 아주 높고, 이들이 강수 또는 지표수와의 반응에 따라 산화물을 형성하여 표면을 피복한 자연적인 현상이다. 따라서 이 탑의 이차오염을 가중시키는 적화 및 백화현상을 차단하기 위한 보존처리와 석탑의 부재와 지반의 구조적 안정을 위한 열극계의 보강과 접착이 필요하다.

• 박물관보존과학
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• 제27권
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• pp.103-124
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• 2022

부여 장하리 삼층석탑의 연구는 석탑 부재에 대한 물성 평가를 수행하여 석탑의 현재 상태를 객관적으로 파악하고 석조문화재의 훼손에 적합한 보존처리 방안을 수행하기 위해 실시하였다. 평균 전암대자율 값은 3.71(10^-3 SI unit)로 나타났고, 석탑 부재는 최소 4종류의 화강암으로 분류되며, 동일한 기원을 가지지 않은 것으로 판단된다. 초음파 속도는 평균 1,519m/s로 풍화 지수를 환산한 결과 평균 4등급으로 나타났고, 열화상 측정을 통해 시멘트 부재와 원 부재의 열적 구배를 확인하였으며, 부분적으로 원암과 비슷한 신석으로 교체되어야 할 것으로 사료된다. 과학적 조사를 바탕으로 풍화 훼손 지도를 작성하고, 선행연구를 통해 적합한 보존처리 방안을 수립하였다. 생물피해와 변색이 심하여 증류수와 브러쉬를 이용한 습식세척을 실시하여 표면의 오염물을 제거하였으며, 박리가 되는 부분을 에폭시 수지와 동질의 석분을 현장에서 제작하여 혼합한 후 보강하였다.

• 보존과학회지
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• 제28권1호
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• pp.75-86
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• 2012

익산 미륵사지 석탑은 백제 무왕대인 639년에 축조되었고 탑 안에 봉안된 사리유물은 1,370년 동안 석탑 심주석 사리공의 매장환경 속에 존재하였다. 현재까지 우리나라에서 확인된 사리유물은 150여 건에 이른다. 그러나 사리유물의 수습 및 유물에 대한 연구가 진행된 바 있지만 사리유물이 어떠한 환경에 노출되었는지에 대한 데이터 분석은 이루어진 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 사리유물의 노출환경에 대한 훼손도를 평가함과 동시에 매장환경에 대한 분석을 진행하고 데이터를 제시하였다. 사리구의 매장환경을 분석한 결과 목탑의 경우는 물의 영향을 가장 많이 받지만 석탑은 포화습도의 영향을 많이 받는다는 것으로 나타났다. 따라서 사리구 내부의 환경은 1~2일 정도 완충된 외부의 온도에 비교적 민감한 영향을 받지만, 습도와는 무관한 반응을 보였다. 그러나 사리구 내부의 포화습도에 도달되는 기간은 사리를 봉안하는 날의 외부습도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 탑은 30일이 소요되는 시점에 100% 포화습도에 이르렀다.

• 보존과학회지
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• 제18권
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• pp.19-32
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• 2006

경주 분황사석탑은 암석을 벽돌 모양으로 다듬어 쌓아올린 모전석탑으로서, 모전석을 이루는 암석은 주로 안산암질암이다. 전석은 부분적으로 모서리 마모와 균열이 발생되어 있으며 다중박리와 박락, 양파껍질과 같은 분해, 구열상 균열 및 암편상 탈락이 진행 중이다. 화강암질암으로 구성된 기단부와 동서남북 방향의 감실 및 인왕상은 지의류와 이끼류에 의한 피복오염이 심하며 부분적으로 암흑색 및 황갈색 이차 수화물에 의한 무기오염물도 관찰된다. 또한 강수의 침입에 의한 상대적 수분 유지시간이 긴 감실이나 북쪽 탑신 부분은 매우 습한 상태이다. 이런 부분에서는 방해석, 석고, 점토광물 등과 같은 수화성 이차광물과 염화물의 결정화에 의해 박리와 박락이 촉진되고 있다. 삼층 옥개석의 경우 탑의 전반적인 불균형으로 인해 부재의 균열 및 이탈이 발생되어 있어 전석의 교체와 보강이 필요하다. 동남쪽 사자상과 동북쪽 사자상은 알칼리 화강암이며 . 서남쪽 및 서북쪽 사자상은 암편질 응회암이다. 이 석탑의 총표면부재수는 9,708개이며 균열된 부재는 11.0%, 암편 탈락부재는 6.7%이며 이차적 오염물질이 피복된 부재는 전체의 7.0%에 달한다. 이 석탑은 환경변화와 물리적, 화학적 및 생물학적 요인의 표면풍화에 의해 석재 자체의 기능이 저하되어 있으므로 장기적인 모니터링과 함께 종합적인 보존방안을 연구해야할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.661-673
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• 2007

안성 청룡사삼층석탑의 구성암석은 대부분 편마상 복운모 화강암과 세립질 화강암으로 이루어져 있다. 이 석탑은 거의 전면에 걸쳐 나타나는 부재의 균열과 결실이 탑의 구조안정성을 위협한다. 또한 표면의 무기오염물과 다양한 서식형태를 갖는 생물침해는 석재표면의 손상을 가중시키고 있다. 따라서 이 연구에서는 석탑에 대한 종합적인 비파괴훼손도 진단을 수행하고 이를 근거로 풍화를 저감시키기 위해 최소한의 보존처리를 수행하였다. 보존처리에서는 석탑의 전면에 걸쳐 자생하는 지의류 및 생물오염물을 건식 및 습식 세정하였으며, 과거 이 석탑의 보수에 사용되었던 노화된 콘크리트를 제거하고 합성수지를 이용하여 복원하였다. 부재사이에 삽입된 부식된 철편은 티타늄 강철 합금으로 교체하였으며, 모든 공정이 완료된 후에 석질 강화처리를 실시하였다. 또한 석탑의 지반과 주위환경을 보강하고 정비하였으며 관람객에 의한 손상을 제어하기 위한 보호시설을 설치하였다.