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암석 표면의 흑화현상에 대한 화학성분적 고찰
Chemical Analysis of Black Crust on Stone 원문보기

한국문화재보존과학회 2002년도 제15회 발표논문집, 2002 Feb. 01, 2002년, pp.37 - 44  

도진영 (서울대학교 지구환경과학부, 석조문화재 보존과학연구회)

초록
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암석이 화학적으로 매우 불균일하기 때문에 암석에 있어서 자연적인 풍화와 인위적인 오염에서 기인한 손상을 구별짓는다는 것은 간단하지 않다. 석재의 화학적인 풍화는 스며든 빗물이나 오염먼지 등에 의해 생성된 물질의 농도변화로 표현되어 진다. 특히 벽면 표면의 두터운 검은 외각과 얇은 검은 막은 미관상으로 뿐만 아니라 암석 자체에도 큰 손상을 끼친다. 일반적으로 이런 검은 물질들은 비 등의 수분과 직접적인 접촉이 없고, 농축된 오염물질들이 쉽게 쌓일 수 있는 곳에서 찾아볼 수 있다. 천연 암석과 마찬가지로 검게 손상된 층 또한 화학적으로 매우 복잡한 체계를 갖고 있어 그 생성 원인과 메커니즘을 규명하는 것이 어려운 일이다. 이 흑색 층은 일반적으로 공기오염물질, 유기물, 철과 망간등의 유색광물의 이동과 침착의 현상에서 생성될 수 있다. 건물들의 외벽에 사용된 여러 종류의 사암과 석회암, 인조석의 표면에는 여러 풍화 손상 형태가 나타나고 있다. 특히 표면에 있는 검은 막의 성질을 알아보기 위해 화학성분을 주성분과 미량성분으로 나누어 측정하였고, 화학적인 특징을 예측하기 위해서 분석자료를 여러 통계적인 방법으로 처리하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 분말화한 시료와 융제(LithiumborateX 5대 1로 섞고 녹인 후 비트로 만들어 WD-XRF로 측정하였다. ED- XRF 로는 약 50 mg의 분말시료를 접착물질을 이용해서 압축한 팰렛으로 측정하였다. WD-XRF는 Philps 1100 기종을 사용하였고, ED-XRF는 Silberanode를 갖춘 Nieder- Leistungs-Rontgenrohre, 액체질소로 식혀진 Si(Li) detector 를 갖춘 옥스포드 ED 2000 기종을 이용하였다.
  • 얻어진 스펙트럼은 Oxford XpertEase Software를 이용하여 분석하였다. ED-XRF 분석결과는 표준시료 및 WD-XRF 결과로 보정을 하였다.
  • 에너지분산-XRF(ED-XRF)과 파장분산-XRF(WD-XRF)를 이용하여 상대적으로 덜 소모적인 전처리과정을 통해 여러 성분을 정량적으로 측정하였다. 매 시료 암석을 손상된 표면 부위, 표면 아래층(1~2 mm), 신선한 내부부위 등 3부위로 나누어 측정하였다. 분말화한 시료를 1000에서 한시간 태운 후, loss on ignition을 wt.
  • 표준 시료를 이용해서 같은 방법으로 측정한 후 정량 분석을 보정하였다. 분말화한 시료와 융제(LithiumborateX 5대 1로 섞고 녹인 후 비트로 만들어 WD-XRF로 측정하였다. ED- XRF 로는 약 50 mg의 분말시료를 접착물질을 이용해서 압축한 팰렛으로 측정하였다.
  • 사암 흑색부위 구성물질의 기원을 알아보기 위하여 Si을 지시원소로 아래와 같은 식에 의해 enrichment factor를 계산하였다.
  • 사암에서와 마찬가지로 석회암의 혹색부위의 구성성분의 기원을 알아보기 위하여 Ti를 지시 원소로 아래와 같은 식에 의하여 enriiment factor를 구하였다.
  • 에너지분산-XRF(ED-XRF)과 파장분산-XRF(WD-XRF)를 이용하여 상대적으로 덜 소모적인 전처리과정을 통해 여러 성분을 정량적으로 측정하였다. 매 시료 암석을 손상된 표면 부위, 표면 아래층(1~2 mm), 신선한 내부부위 등 3부위로 나누어 측정하였다.
  • , 1989], 건물들의 외벽에 사용된 여러 종류의 사암과 석회암, 인조석의 표면에는 여러 풍화 손상 형태가 나타나고 있다. 특히 표면에 있는 검은 막의 성질을 알아보기 위해 화학성분을 주성분과 미분으로 나누어 측정하였고, 화학적인 특징을 예측하기 위해서 분석자료를 여러 통계적인 방법으로 처리하였다.
  • %로 측정했다. 표준 시료를 이용해서 같은 방법으로 측정한 후 정량 분석을 보정하였다. 분말화한 시료와 융제(LithiumborateX 5대 1로 섞고 녹인 후 비트로 만들어 WD-XRF로 측정하였다.

대상 데이터

  • ED- XRF 로는 약 50 mg의 분말시료를 접착물질을 이용해서 압축한 팰렛으로 측정하였다. WD-XRF는 Philps 1100 기종을 사용하였고, ED-XRF는 Silberanode를 갖춘 Nieder- Leistungs-Rontgenrohre, 액체질소로 식혀진 Si(Li) detector 를 갖춘 옥스포드 ED 2000 기종을 이용하였다. 얻어진 스펙트럼은 Oxford XpertEase Software를 이용하여 분석하였다.

데이터처리

  • WD-XRF는 Philps 1100 기종을 사용하였고, ED-XRF는 Silberanode를 갖춘 Nieder- Leistungs-Rontgenrohre, 액체질소로 식혀진 Si(Li) detector 를 갖춘 옥스포드 ED 2000 기종을 이용하였다. 얻어진 스펙트럼은 Oxford XpertEase Software를 이용하여 분석하였다. ED-XRF 분석결과는 표준시료 및 WD-XRF 결과로 보정을 하였다.
  • 화학성분들 간의 상관관계를 이해하고, 흑색부위의 구성물질의 기원을 알아보기 위해서 시료들의 주성분과 미 량성분의 결과들을 SPSS 프로그램을 이용한 선형 correlation 분석 , enrichment 요소분석법 등 통계학적 인 방법을 이용하여 분석하였다.
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