• 보존과학회지
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• 제29권4호
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• pp.407-420
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• 2013

경복궁 석조조형물은 주로 화강암(884점, 96.7%)과 대리암(25점, 2.7%)으로 구성되었으며, 다양한 산지의 석재가 혼용되어 조성되었다. 이 석조조형물에서 나타나는 주요 손상은 균열(24%), 탈락(21%), 박리박락(36%), 입상분해(9%) 및 흑색변색(20%)으로써, 균열과 탈락은 높은 물리적 손상도에, 흑색변색은 높은 변색 손상도에 주로 기여하는 손상유형이다. 구역별로는 경회루(3등급 55%), 근정전(3등급 29%) 및 품계석(3등급 11%) 구역의 석조조형물에서 상대적으로 손상도가 높아 이들을 우선관리대상으로 설정하여 집중적으로 관리하고 정기모니터링 하는 것이 필요하다. 특히 품계석은 대리암으로 구성되어 외부환경에 노출될 시 풍화민감도가 크므로 강우와 일사를 제어할 수 있는 보호시설이 요구된다.

• 지구물리
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• 제3권2호
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• pp.99-112
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• 2000

전북 익산시의 쥬라기 화강암은 육안 식별이 가능한 단열이 비교적 적게 발달하고 균질하여 대형 석구조물 및 건축 재료로서 많이 사용되고 있다. 익산 쥬라기 화강암에 물리적인 힘을 가하면 어느 한 방향으로 잘 쪼개지는 결이 존재하는 것이 석공들에게 잘 알려져 있다. 이들 결은 서로 직교하며 취약한 순서에 따라 일결, 이결, 삼결이라 한다. 따라서, 익산 화강암의 물성은 사방정계적 대칭으로 표현될 수 있다. 사방정계의 탄성특성은 9 개의 독립된 탄성강성계수$(C_{1111},\;C_{2222},\;C_{3333},\;C_{2323},\;C_{1313},\;C_{1212},\;C_{1122},\;C_{2233},\;C_{1133})$로 기술된다. 익산 쥬라기 화강암의 정 및 동탄성학적 특징을 구명하기 위하여 화강암괴로부터 여섯방향의 시추공 시료를 제작하여 정탄성 실험과 동탄성 실험을 수행하였다. 정탄성 실험에서는 각 시료의 일축압축에 따른 세방향(축방향과 두 횡방향)의 변형을 측정하였고, 동탄성 실험에서는 각 시료 방향으로 진행하는 종파와 2 개의 수직방향으로 진동하는 횡파의 속도를 측정하였다. 일반 이방성 탄성지배공식으로부터 사방정계 경우를 유도한 결과를 이용하여, 실험 결과와 별도로 측정된 밀도를 사용하여 정탄성계수와 동탄성계수를 구하였다. 정탄성계수는 축응력이 증가함에 따라 탄성계수도 증가하며, 이들 중 24.5 MPa 의 축응력에 대한 정탄성계수가 상압 하에서 동탄성계수와 유사한 것으로 나타났다. 현미경관찰에서 일결, 이결, 삼결과 평행 또는 아평행한 균열들이 미세균열의 주종을 이루고 있는 것이 밝혀졌으며, 익산 쥬라기 화강암이 이방성 탄성특성을 가지는 주된 원인은 이들 미세균열로 사료된다. 이들 결과는 익산 화강암의 석재 이용 효율성을 증가시키는 데 이용되며, 석구조물의 비파괴 안전진단에 이용될 수 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제48권4호
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• pp.62-73
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• 2015

세계문화유산인 조선왕릉 중 태조 건원릉은 조선 제1대 임금인 태조 이성계의 무덤으로 다양한 종류의 석물이 배치되어 있다. 모든 석물들은 중립질 흑운모화강암으로 구성되어 있으나, 위치에 따라 훼손형태 및 손상도의 차이를 나타내고 있다. 석물의 훼손도를 평가한 결과, 주요 훼손 양상은 물리적 훼손과 생물 오염으로 확인되었다. 이 중에서 박리박락, 탈락, 입상 분해와 같은 물리적 훼손 유형은 봉분 석재와 주변 석물이 유사한 발생 빈도를 나타내지만 토사, 선태류, 초본식물 및 보수 물질의 비율은 봉분 석재에서 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 이는 봉분에서 지속적으로 유입되는 토양 및 수분, 지면과의 거리 및 일사량 저하 등으로 수분의 지속시간이 증가하여 물리적 및 생물학적 훼손이 주변 석물에 비해 빠르게 진행된 것으로 판단된다. 따라서 건원릉 석물의 훼손을 저감하기 위해서는 수분 제어와 함께 봉분 석재를 중심으로 생물의 제거가 요구되며 물리적 훼손이 심한 부재는 강화처리 및 접착 등 물리적인 보강이 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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• 제28권4호
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• pp.305-319
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• 2012

사적 제258호로 지정된 명동성당은 프랑스인 코스트 신부가 설계하여 1898년에 완성한 한국 가톨릭교회의 대표적인 성당 건축물이자 근대문화유산이다. 이 성당은 화강암 기단 위에 벽돌을 쌓아 축조한 고딕 양식의 건축물이며, 내외부에는 대리암 및 화강암으로 이루어진 성물과 기초석이 다수 존재한다. 암석광물학적 분석 결과, 석조성물은 주로 대리암과 화강암으로 이루어져 있으며, 기초석은 홍장석화강암으로 구성되어 있음을 확인하였다. 손상지도와 초음파 속도를 바탕으로 풍화도를 평가한 결과, 화강암으로 이루어진 성수반의 박리박락(40%)과 흑색변색(37%), 외부 기초석의 박리박락(6%)과 변색(46%)이 주된 문제점으로 나타났다. 한편 평균 초음파속도는 성수반에서 3,525m/s, 외부 기초석에서 2,795m/s로 산출되어 중간 풍화단계에서 심한 풍화단계에 속하는 것으로 분석되었다. 이러한 높은 손상도와 물성저하는 수분과 대기오염물에 의한 물리화학적 풍화의 결과로 해석된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권4호
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• pp.90-107
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• 2013

서울 태종 헌릉 신도비는 조선시대 제3대 임금인 태종 이방원의 생애와 업적을 영원히 기리기 위해 1424년(세종 4년)에 세운 것이다. 신도비는 임진왜란(壬辰倭亂) 때 병화(兵禍)로 인해 훼손되었으나 보수하지 못하여 1695년(숙종 21년)에 구비 옆에 신비를 조성하여 제작시기를 달리하는 2개의 신도비가 위치하고 있다. 구비는 담회색의 중립질 흑운모화강암(귀부)과 유백색의 결정질석회암(비신, 이수)으로 구성되어 있다. 구비의 귀부는 괴상 탈락이 심각하여 원래의 모습을 확인하기 어려운 실정이며 비신에는 균열이 수직상으로 발달하고 표면에 박리박락으로 인해 일부 비문의 확인이 어려운 상태이다. 비파괴 기법을 이용한 전체적인 훼손율을 살펴볼 때, 정면이 88.0%, 후면이 37.9%로 정면에서 높은 훼손율을 나타냈으며, 특히 비신의 경우 물리적 훼손과 표면변색이 복합적으로 발생한 상태로 비신의 정면 하부에 훼손이 심각하다. 구비의 우측에 재건된 신비는 구비와 동일한 암석 구성을 확인하였으며 두 비석을 대상으로 초음파속도를 이용하여 풍화도지수를 산출한 결과, 구비의 귀부는 0.10, 비신은 0.74로 산출되었다. 이는 임재왜란 시 화재로 인한 열 충격 및 타격으로 의한 물리적 충격으로 급격히 열화된 상태에서 오랜 시간 보호각 없이 방치되어 자연풍화가 가속화된 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권2호
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• pp.222-241
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• 2020

조선왕릉 태릉은 중종의 계비인 문정황후의 무덤으로 다양한 종류의 석조물(석물 24기, 봉분석재 144개)이 배치되어 있다. 이 석조물은 모두 중조립질의 흑운모화강암을 사용하여 제작하였다. 석조물의 주요 손상양상은 물리적 손상과 생물오염으로 확인되며 이 중에서 박리박락(145기), 입상분해(138기), 보수물질(156기)과 함께 생물오염인 조류(154기), 지의류(165기), 선태류(97기)가 높은 발생빈도를 보인다. 특히 생물학적 손상(조류)이 가장 심각한 상태(3등급 이상이 전체 석물의 94%)로 즉각적인 보존처리가 요구되며 부분적으로는 박리박락과 입상분해 등도 중장기적인 보존관리가 필요할 것으로 판단된다. 에코팁 경도와 초음파탐사 결과, 석재의 약 70%이상이 물성이 상당히 취약한 것으로 나타났다. 초분광 분석에서도 봉분석재 표면의 80% 이상에서 생물이 서식하는 것으로 분석되었으며 이 부분에는 P(인), S(황), Cl(염소), Ca(칼슘)이 높게 검출되었다. 이는 태릉이 수백 년 동안 야외에 위치하고 있어 물리적, 화학적 및 생물학적 요인 등에 의해 풍화작용을 받아 왔기 때문이다. 따라서 태릉 석조물 중 물리적 풍화등급이 높은 석물은 물성을 보강하기 위해 강화처리가 필요한 것으로 판단되며 생물은 석재의 손상을 유발할 수 있는 가능성이 높기 때문에 건식 및 습식 세정으로 제거해야 한다. 또한 보존처리 이후 생물의 재발생을 지연하기 위해서는 봉분에 흘러내린 토사를 정기적으로 정리해줄 필요가 있고 장기적으로 보존상태에 대한 모니터링이 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제6권2호
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• pp.144-156
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• 1996

The deformation behaviors under uniaxial compressive cyclic loading were investigated for fresh rocks and freeze-thaw cycled samples. The Pocheon granite which is one of the most popular building stone in Korea was selected for tests. 0.5 Hz and 50% of dynamic strength were used as test conditions for frequency and fatigue span, respectively. For freezethaw procedure, sample were frozen for 3 hours under the temperature of -2$0^{\circ}C$ and then followed 3 hours thawing under the temperature of +2$0^{\circ}C$. Twenty seven samples were used as untreated and seventy three for freeze-thaw samples. No failure occurred up to 15000 cycles at the stress level of 60% of dynamic strength, indicating that the lowest strees level for fatigue failure may be around 60% of dynamic strength. Permanent strain and damping capacity curves show that there were three stages when rock behaves like under creep. Young's moduli were increased and Possion's ratios were decreased with the increase of the number of cycles. Possion's ratios varied more rapidly than Young's moduli did with the increase of the number of cycles. This may represent that most microcracks developed by fatigue stress are parallel to the axis of loading. The deformation behavior of freeze-thaw cycled samples were almost the same as that of untreated samples. However, the result of freeze-thaw cycled samples showed lower regression constant, indicating that the physical durability of rock is much lowered because of cyclic temperature variation.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.805-814
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• 2008

This study focused on the resilient modulus prediction model, which is the functions of mean effective principal stress and axial strain, for three types of railroad trackbed materials such as crushed stone, weathered soil, and crushed-rock soil mixture. The model is composed with the maximum Young's modulus and nonlinear values for higher strain in parallel with dynamic shear modulus. The maximum values is modeled by model parameters, $A_E$ and the power of mean effective principal stress, $n_E$. The nonlinear portion is represented by modified hyperbolic model, with the model parameters of reference strain, ${\varepsilon}_r$ and curvature coefficient, a. To assess the performance of the prediction models proposed herein, the elastic response of a test trackbed near PyeongTaek, Korea was evaluated using a 3-D nonlinear elastic computer program (GEOTRACK) and compared with measured elastic vertical displacement during the passages of freight and passenger trains. The material types of sub-ballasts are crushed stone and weathered granite soil, respectively. The calculated vertical displacements within the sub-ballasts are within the order of 0.6mm, and agree well with measured values with the reasonable margin. The prediction models are thus concluded to work properly in the preliminary investigation.

• 자원리싸이클링
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• 제4권1호
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• pp.12-19
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• 1995

화강암 석재가공 공장의 절단 및 연마공정시 발생하는 슬러지를 재활용하기 위해 광물학적 조사 및 화학분석을 실시하였으며, 철분 및 불순물등의 제거 실험을 위한 습식 하드로싸이클론 및 고구배자력선별 실험을 실시하였다. $SiO_2$와 $Al_2O_3$의 함량은 각각 70.9%, 13.6%이었으며, 요업 및 사업원료로 사용하는데 있어서 백색도를 저하시키는 불순물인 $Fe_2O_3$함량은 2.52%로 비교적 많았으며, $TiO_2$함량은 0.29%이였다. 하이드로싸이클론 실험결과 슬러지의 양은 100~150g/l, Underflow Nozzle의 크기는 2.0~2.5mm, 압력은 1.2~1.6kg/$\textrm{cm}^3$의 조건에서 $-37{\mu}\textrm{m}$ 입도 85%를 얻을 수 있었다. 고구배자력실험결과 10,000가우스에서 $Fe_2O_3$는 0.65%, $TiO_2$는 0.07%인 비자착산물을 얻을 수 있었으며, 분산제로 Sodium tripolyphosphate를 사용한 결과 탈철에 효과적이였다. 슬러지 산물의 물리적인 특성은 백색도 68.5%, 수축율 13.4%, 비표면적 $3.0812m^2/g$로 나타났다.