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.
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.
The Bunhwangsaseoktop is the oldest stone brick pagoda in Silla Period. The pagoda body is made by piling small brick-shaped stones trimmed from black andesite and the first-story core has a shrine, which is made by granite. In 1915 it was repaired on a large scale, but now is severely damaged. Many...
The Bunhwangsaseoktop is the oldest stone brick pagoda in Silla Period. The pagoda body is made by piling small brick-shaped stones trimmed from black andesite and the first-story core has a shrine, which is made by granite. In 1915 it was repaired on a large scale, but now is severely damaged. Many kind of the stone decay like flaking, granular disintegration have occurred especially on the granite surface of the pagoda. In this study have been investigated the stone decay type and its cause in relation to efflorescence on the body part. Various analysis show that the deterioration on the granite is due to the same materials that lead to efflorescence on the body stone surface. The soluble salt like sodium nitrate, calcium sulfate and sodium sulfate come from white joint mortar. This salt solution is recrystallized in the outside of the pagoda, but most of them flow down with rain. In This process the porous granite absorbes the dissolved salts with moisture into the inside by capillary action. In order to reduce this problem, therefore, white joint moral is changed with other less soluble materials. And it is necessary to take steps to prevent water from seep into the inside of the stone, because this water dissolves the white joint mortar.
The Bunhwangsaseoktop is the oldest stone brick pagoda in Silla Period. The pagoda body is made by piling small brick-shaped stones trimmed from black andesite and the first-story core has a shrine, which is made by granite. In 1915 it was repaired on a large scale, but now is severely damaged. Many kind of the stone decay like flaking, granular disintegration have occurred especially on the granite surface of the pagoda. In this study have been investigated the stone decay type and its cause in relation to efflorescence on the body part. Various analysis show that the deterioration on the granite is due to the same materials that lead to efflorescence on the body stone surface. The soluble salt like sodium nitrate, calcium sulfate and sodium sulfate come from white joint mortar. This salt solution is recrystallized in the outside of the pagoda, but most of them flow down with rain. In This process the porous granite absorbes the dissolved salts with moisture into the inside by capillary action. In order to reduce this problem, therefore, white joint moral is changed with other less soluble materials. And it is necessary to take steps to prevent water from seep into the inside of the stone, because this water dissolves the white joint mortar.
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문제 정의
본 연구에서는 다양한 분석을 통하여 분 황사석탑 감실과 탑신받침을 구성하고 있는 화강암의 정확한 훼손현황을 살펴보고, 탑신부의 구성 안산암에서 육안으로 드러나고 있는 백화현상과의 관계를 통해 그 손상원인을 찾고자 한다. 나아가 더 이상의 손상을 방지 할 수 있도록 원인을 차단할 수 있는 방법에 대해 논해보 고자 한다.
* 그러나 이와 같이 중요한 부분이 여러 원인으로 인하여 심각하게 훼손되고 있음이 드러나고 있다. 본 연구에서는 다양한 분석을 통하여 분 황사석탑 감실과 탑신받침을 구성하고 있는 화강암의 정확한 훼손현황을 살펴보고, 탑신부의 구성 안산암에서 육안으로 드러나고 있는 백화현상과의 관계를 통해 그 손상원인을 찾고자 한다. 나아가 더 이상의 손상을 방지 할 수 있도록 원인을 차단할 수 있는 방법에 대해 논해보 고자 한다.
이들 시료의 화 학성분에서는 Table 2에 나타낸 것과 같이 일반적인 화 강암의 성분과 크게 다른 Ca, Na, 및 S이 검출되었다. 여기서는 검출된 화학성분들간의 상호관계는 자료의 수도 적을뿐더러 함량이 일정치 않아 거론하기 어려워 검 출성분의 특징을 중심으로 정리하였다. 시료마다 차이를보이기는 하지만, Ca의 함량은 6.
제안 방법
8mM Na2CO3< 사용하였다. Na+, Ca2+, Mg2+ 및 K* 와 같은 양이온은 ICP-AES (SHI- MADZU/ICPS-10001V)를 사용하여 분석하였다.
정량적으로측정하였다. XRF 분석은 Shimadzu XRF - 1700 Sequential X-ray Fluorescence Spectrometers 시행하였으며, 전류는 40kV, 전압은 30mA이며 Rh target을 검량선으로 작성하여 정량하였다. 시료는 분말화한후 융제와 함께 녹여 비드를 제작하여 하였다.
광물성분 분석을 위하여 시료를 분말화 한 후 XRF를이용하였으며 , 분석은 Rigaku RINT2200 모델의 X선 회절기로 실시하였으며, 분석조건은 40kV/30mA의 Cu&선을 이용하였다.
구성화강암에는 염들이 침전되어 있는 것이 관찰되어 이들 염에 의한 역학적 풍화 잠재성을 관찰하기 위하여 염류를 분석하였다. 이온 측정을 위해서 , 분말화한 시료 100mg 정도를 증류수 100ml에 넣은 후 1시간 동안 교 반하고 8시간 동안 방치하였다.
구성화강암의 상태를 조사하기 위하여 Scalar사의 DG-2 이동식 디지털현미경을 이용하여 석조물의 표면 을 검사하였으며, 채취한 시료는 Leica사의 DME 실체 현미경으로 확대하여 분석하였다. 또한 LEO Electron Microscope Ltd.
시료는 분말화한후 융제와 함께 녹여 비드를 제작하여 하였다. 또한SEM에 부착된 Oxford사의 에너지분산 X-선분석기 (EDS)로 현미경 상에서 관찰되는 부위를 반정량적으로 검사하였다.
손상되고 있는 화강암의 상태와 그 원인을 정확하게 밝히기 위하여, 박리된 화강암 시편을 취하여 미세조직, 화학성분과 염성분 분석을 실시하였다. 이들 시료의 화 학성분에서는 Table 2에 나타낸 것과 같이 일반적인 화 강암의 성분과 크게 다른 Ca, Na, 및 S이 검출되었다.
XRF 분석은 Shimadzu XRF - 1700 Sequential X-ray Fluorescence Spectrometers 시행하였으며, 전류는 40kV, 전압은 30mA이며 Rh target을 검량선으로 작성하여 정량하였다. 시료는 분말화한후 융제와 함께 녹여 비드를 제작하여 하였다. 또한SEM에 부착된 Oxford사의 에너지분산 X-선분석기 (EDS)로 현미경 상에서 관찰되는 부위를 반정량적으로 검사하였다.
또한 LEO Electron Microscope Ltd.의 Leol455VP 환경주사전자현미경을이용하여 구성 화강암의 미세조직을 관찰하였다.
이는 바닥 흙 또한 무엇인 가의 영향을 받았음을 암시해주는 것이다. 이를 살펴보 기 위해 이들 시료에 대한 수용성염 성분 분석을 실시하였다. 시료의 화학성분 분석결과 예상하였든 대로 Bun 4 시료에서 상당히 우려할 정도의 SO4와 Na*가 검출 되었다.
화강암의 표면에 형성된 오염물과 박리암석 시료를 채취하여 분말화 한 후 XRF로 화학성분을.정량적으로측정하였다. XRF 분석은 Shimadzu XRF - 1700 Sequential X-ray Fluorescence Spectrometers 시행하였으며, 전류는 40kV, 전압은 30mA이며 Rh target을 검량선으로 작성하여 정량하였다.
화강암의 표면에 형성된 오염물과 박리암석 시료를 채취하여 분말화 한 후 XRF로 화학성분을.정량적으로측정하였다.
대상 데이터
가라앉은 것과 물위에 떠있는 것들은 원심분리 후 여과지로 걸러내었다. 걸러진 용액 중 CI, NOg과 SO4/ 등의 음이온은 DIONEX 사의 DX-500 이온크로마토그래프를 이용하였으며 엘루언 트는 1.7mM NaHCQj와 12.5mmol H2SO44/1.8mM Na2CO3< 사용하였다. Na+, Ca2+, Mg2+ 및 K* 와 같은 양이온은 ICP-AES (SHI- MADZU/ICPS-10001V)를 사용하여 분석하였다.
분황사석탑 구성화강암에서 시료를 채취하여, Table 1에 각각 시료의 채취위치와 그 특징을 실었다. 시료는 석조물의 방향에 따른 문제점을 파악하기 위하여 모든 방향에서 채취하였다.
성능/효과
감실 내부 바닥에 있는 흙의 화학성분 의 결과도 암시하는 바가 매우 크다. 감실 내 바닥의 흙,Bun 25 시료는 NaaO와 SQs의 함량이 보통의 토양층이 지니고 있는 함량보다 높았다. 이는 바닥 흙 또한 무엇인 가의 영향을 받았음을 암시해주는 것이다.
이를 살펴보 기 위해 이들 시료에 대한 수용성염 성분 분석을 실시하였다. 시료의 화학성분 분석결과 예상하였든 대로 Bun 4 시료에서 상당히 우려할 정도의 SO4와 Na*가 검출 되었다. Bun 4 시료는 NazSQi 화합물을 다량함유하고 있을 것으로 추정되며, 검출된 N03- 함량으로 보아 NaNOs 화합물의 존재도 예상된다.
분황사석탑의 감실부분은 사질상입자분해 및 박리현 상이 심각하게 진행중이다. 연구결과, 감실부위 구성 화 강암들은 분황사석탑 표면에서 발생하고 있는 백화현상 의 원인 물질들로 인해 훼손이 가중되고 있는 것으로 밝 혀졌다. 문제가 되고 있는 백색물질의 용액이 스며들거 나 떨어져 닿은 화강암 부위는 심한 박리와 사질상입자 분해가 일어나고 있다.
화강암 박리편에 대한 염분석 결과, 차이는 있지만 상당량의 Na*, Ca2+, K*와 SO4技가 검출되었다(Table 3). 화학분석 결과, Ca에 비해 상대적으로 소량이었던 Na과 K가 수분에 용해되었을 때는 유사한 함량으로 검출 되고 있는 점이 주목되는 점이다.
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