• 보존과학연구
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• 통권30호
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• pp.125-136
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• 2009

Stone cultural heritages in Korea have a severe damages from chemical and biological weathering because most of them have been situated in outdoors without any suitable protection systems, and this in turn causes deformation and structural damage. To counteract these problems and increase durability, various kinds of conservation materials are used in the conservation and restoration treatments. However until now there are not many practical and technological experiments on this subject. This paper attempts quantitative evaluation of effectiveness about chemical of ethylsilicate based resin for sandstone in Yeongyang-gun. It takes a long time to evaluate durability and side effect after conservation materials treatment. So we use artificial weathering through freezing§ thawing experimental method. As a result of this experiment, porosity and absorptance increased, and elastic wave speed, elastic modules, unconfined compression strength and tensile strength decreased more than before. This study plans to make a scientific method study about weathering factor and mechanism, and to deduce correlation between artificial weathering and natural weathering.

• 보존과학연구
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• 통권29호
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• pp.149-162
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• 2008

Because stone cultural heritages in Korea are mostly situated outdoors without any notable protection, there are severe damages from physical, chemical and biological weathering. And this in turn causes deformation and structural damage. To counteract this problem and increase durability, various kinds of conservation materials are used in the conservation and restoration treatment. However, there are not many practical and technological experiments on this subject. Accordingly this research is for analysis of effect for treatment to make use a resin of the ethyl silicate for the granite in Mt. Nam of Gyeongju. It takes a long time to confirm the test result regarding durability and side effects of the conservatives after treatment. So we built up an artificial environment through freezing and melting test, and evaluated the conservation materials. As a result of this experiment, porosity and absorptivity was increased in accordance with processing of freezing and melting test. But other things such as elastic wave speed, elastic modulus, uniaxial compressive strength and tensile strength was decreased. It will make a plan to form a method of research systematically for mechanism and element of weathering and to elicit a correlation among experiment of artificial weathering and practical natural weathering from next research.

• 보존과학회지
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• 제24권
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• pp.23-36
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• 2008

화순 운주사 석조불감(보물 제797호)은 고려시대 양식을 갖추고 있는 석조문화재로서 아주 독특한 형식적 특징을 보여준다. 남북의 감실 내부에는 각각의 불상이 등을 맞대고 있는 쌍배 좌상의 형태를 보이고 있어 역사적, 미술사적 및 학술적으로 높은 평가를 받고 있다. 그러나 이 석조불감은 특별한 보호시설 없이 옥외에 노출되어 장기간의 풍화작용으로 다양한 훼손양상이 복합적으로 나타나고 있다. 이 석조불감은 총 47매의 암석으로 구성되어 있으며, 총 하중은 약 56.6톤이다. 구성 재질은 주로 회백색의 유리질 조직을 갖는 화산력 응회암류로 암편질 응회암과 유문암질 각력응회암이다. 또한 이들의 보수과정에서 부분적으로 흑운모 화강암을 사용하였다. 이들 응회암질암의 화학적 풍화지수는 52.1~59.4이나, 대체적인 화강암은 보다 신선한 50.0~51.0을 보인다. 이 연구에서는 석조불감에 나타나는 손상유형을 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화로 구분하여 훼손양상에 따라 종합훼손지도를 작성하였고, 표면적 대비 점유율을 산출하였다. 이 결과, 물리적 풍화양상 중 박리박락이 모든 방위에서 가장 높은 점유율을 보였으며, 방위로는 석감의 남측 면이 39.1%로 가장 높은 풍화도를 보였다. 화학적 풍화는 흑색 변색, 황갈색 변색, 백화현상 순으로 나타났으며 석감의 서측 면에서 61.2%의 높은 점유율을 보인다. 육안으로 볼 때, 가장 심각한 훼손을 보이는 생물학적 풍화는 회색지의류가 압도적으로 높으며, 석조불감 북측 면이 38.3%로 가장 높게 나타났다. 따라서 균열과 박리박락이 심한 부재의 접합 및 보강이 선행되어야 하며, 이차적 오염물질과 생물들은 정기적인 세정을 통해 제거하는 등 각각의 손상도에 적합한 보존방안의 수립과 임상실험을 통한 과학적 처리가 필요하다.

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.437-448
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• 2016

전지구적으로 일어나는 기후변화에 대응하기 위해 20세기 말부터 선진국을 중심으로 기후변화에 의한 문화유산 취약성 평가와 대책 연구가 활발히 이루어져 관련 연구방법이 정립되고 방대한 기후자료와 손상예측 자료가 축적되었다. 우리나라는 관련된 정책연구가 다수 수행된 반면 여전히 과학적인 근거자료를 확보해야 하는 당면 과제가 남아있다. 한반도 미래 기후자료를 반영한 국내 석조유산의 미래 손상양상은 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화 측면에서 복합적으로 변화할 가능성이 높으며, 이는 문화유산 보존 분야의 산업과 행정관리에도 영향을 미칠 것으로 전망된다. 앞으로 기후변화에 의한 석조유산의 영향 연구는 지역과 자료주기의 다운스케일을 통해 정밀화된 방향으로 진행되어야 한다. 이를 통해 손상유형과 지역별로 미래 환경에 취약한 석조유산을 가려내고 대응방안을 마련하는 것이 필요하다.

• 보존과학회지
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• 제26권4호
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• pp.349-360
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• 2010

영천 신월동삼층석탑(보물 제465호)은 주로 담회색의 정동질 알칼리화강암으로 구성되어 있다. 주요 구성광물은 흑운모, 석영, 각섬석, 정장석 및 사장석이다. 이 탑은 기단부의 팔부중상을 중심으로 황갈색 및 흑색 변색이 심하며, 옥개석은 조각된 부분을 중심으로 탈락된 암편 등을 시멘트 몰탈로 보수한 흔적이 많다. 이 석탑의 전면에 걸쳐 적외선열화상분석을 실시한 결과, 미세균열과 박리 및 박락 현상은 심하지 않은 것으로 나타났다. 표면 변색 부위에 대한 휴대용 XRF 측정 결과, 변색 지점을 중심으로 Fe(평균 5,599ppm)와 S(평균 3,270ppm) 농도가 높게 나타났다. 또한 흑색 오염물로 피복된 부위는 Mn 함량(평균 2,155ppm)이 높게 검출되었다. 이는 암석 성분의 유리에 의한 무기오염물과 생물체의 고사에 의한 유기오염물이 공존하는 것이다. 전체적인 물리적 풍화는 북면(42.6%)과 남면(40.5%)에서 높게 나타나며 서면(30.6%)와 동면(34.0%)은 비슷한 훼손 양상을 보였다. 또한 변색 및 생물학적 풍화는 각각 북면(31.8%)과 동면(11.8%)이 가장 심하였다. 따라서 이 석탑은 생물 오염에 대한 세정과 약화된 재질에 대한 보존처리 및 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 나타났다.

• Conservation and Restoration of Cultural Heritage
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• 제1권1호
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• pp.29-37
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• 2012

The West Stone Pagoda at Gameunsaji Temple Site constructed in the 7th century is mainly composed of dark grey dacitic tuff bearing small numerous dioritic xenoliths. These xenoliths resulted in small holes due to differential weathering process from the host rocks. Physical strength of the pagoda was decreased due to weathering and damage caused by petrological, biological and coastal environmental factors. The southeastern part of the pagoda was extremely deteriorated that the rock surface showed exfoliation, fracture, open cavity, granular decomposition of minerals and salt crystallization by seawater spray from the eastern coast. The stone blocks were intersected by numerous cracks and contaminated by subsequent material such as cement mortar and iron plates. Also, the pagoda was colonized by algae, fungi, lichen and bryophytes on the roof rock surface and the gaps between the blocks. As a result of ultrasonic test, the rock materials fell under Highly Weathered Grade (HW) or Completely Weathered Grade (CW). Thus, conservational intervention is essentially required to prevent further weakening of the rock materials.

• 보존과학연구
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• 통권30호
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• pp.79-91
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• 2009

Stone cultural heritages are mostly situated in field, so they are damaged from mechanical, chemical and biological weathering, and their degree of strength is also weaken. Therefore, the scientific conservation of the stone cultural heritages are necessary in order to the long-term maintenance and safety conservation. In this study, we attempt to estimate on the field application of consolidants which are Wacker OH 100, Remmers KSE 300 and 1T1G according to the quality of the rocks. Based on the ultrasonic velocity, conditions of weathering damage before treatment are mainly ranked completely weathering condition (CW) or partly highly weathering condition (HW). After the first treatment, weathering damage conditions are changed by the high weathering condition (HW). These results shows that the internal pores of stone are filled with consolidant materials, so average ultrasonic velocities increases after treatment. And Remmers KSE 300 which is consolidant material is highest rate of increase of average ultrasonic velocities.

• 한국광물학회지
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• 제18권2호
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• pp.83-92
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• 2005

광물의 용해속도는 기후에 따라 지역적인 차이는 있으나, 일반적으로 화강암을 구성하는 광물중 장석류의 풍화속도가 다른 광물에 비해 비교적 빠르기 때문에 파손 정도는 장석의 안정성에 지배된다. 지구화학적 반응 모델링 결과, 강우에 의해서 화강암이 변질되는데 걸리는 시간은 다른 변수를 고려하지 않고 pH만을 고려한 pH=4.5인 산성수내에서의 변질속도와 비교할 때 일반적인 빗물(pH=5.7)보다 약 2.3배 더 빠른 것으로 계산되었다. 이러한 결과는 화강암질 석조문화재의 보존에 있어서 pH가 중요한 요소로 작용할 수 있음을 의미한다. 석조문화재의 풍화를 억제하기 위해서는 암석의 풍화특성이 우선적으로 규명되어야 하며, 가수분해, 산 반응 등의 화학적 풍화작용은 물과의 접촉에 의해 이루어지므로 물을 차단하기 위하여 발수코팅, 오일코팅 또는 건조환경을 조성하는 방안을 고려해야 할 것이다. 세척제와 생물방제를 이용할 시는 빗물이나 화강암과의 장기적 반응을 고려하여 중성화작용과 환원성 환경이 형성될 수 있는 재질의 선택이 매우 중요하다.

• 보존과학연구
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• 통권25호
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• pp.171-195
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• 2004

This research presents an evaluation of the weathering and deterioration state of the Wanggung-ri five-storied stone pagoda in the Iksan (National Treasure No. 289) and suggests conservational schemes. A deterioration map of the pagoda was drawn from the aspects of petrological, physical, chemical, biological, structural and artificial weathering.The rock properties consisting of the pagoda were medium-grained biotite granite that had leucocratic phenocryst developed in parts. The body of each story suffered severely from the secondary contamination that turned the colors into light grey, pitch dark, yellowish brown, and reddish brown as well as granular decomposition, exfoliation and peel-off. The roof stones were heavy exfoliated or peeled off in most of the cases. In addition to the fine cracks, there were layered cracks on the corners. The roof stones of the3rd and 4th story in the north and west side had some stones fall-off, while those of the 2ndstory in the north side had steel reinforcement filled for a fixing purpose. Those of the 5th story showed big gaps that must have originated from cracks and were easily subject to granular decomposition and rainfall. The inside clay filler was missing in the lower part of the roof stones of the 4th and 5th story and the supporting stones, which were thus covered by light grey or pitch dark sediments. The contact area of the materials was about 70 % in the parts where there was a space due to the filler missing and washigher than 90 % in the lower parts of the pagoda. About 90 % or more of the roof stones surface of each story were covered by aerial plants that formed a thick biological mat. Thus it seemed necessary to come up with the conservational measures to remove the plans living on the surface of the stone materials, with the plans to prevent rain from falling inside, and with the water repellent and hardening treatments to postpone the surface weathering of the rock properties. All those measures and plans must be based on the results of long-term monitoring and thorough detail investigations.

• 보존과학연구
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• 통권13호
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• pp.14-36
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• 1992

The investigation has been made on the rocks consisting the pagoda(12), Buddhist Statues(9) Buldaejwa and cakra(2, rewpectively), stele(5), and Flagpole wupport and stupa(6) which are stood in Weonju city, Weonju-gun, Hwoengseong-gun and Hongcheon-gun, Kangweondo. These rock-monuments range mostly in age from late Shilla Kingdom to middle Korye Kingdom. The geology around this region is mainly composed of Precambrian metamorphic rocks and mesozoic granitic rocks. The granitic rocks are largely divided into Jurassic and cretaceous ones which are slightly different in rock phase. The main rock phase consisting the monumentsare are coarse biotite granite with minor amount of hornblende in Jurassic age. Variation in rock phase is abserved even in part of the stone used in the monuments. Inclusions composed of biotite and hornblende, porphyritic texture with microcline phenocryst, igneous lineation and exfoliation according to weathering are observable in all rocks in these monuments. In the case of stele whose a body and a capstone is remained, one is composed of black slate and the other white limestone. But the turtle shaped pedestal is constituted of coarse biotite granite. These stone-monuments are strongly weathered and exfoliated out about 1∼2mm.In case of exfoliated weathering along igneous lineation, some are taken off about 3∼5mm thick. In some monuments, the degree of weathering is somewhat different according to position, grade of sculpture, and biological activity.