• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2006년도 제23회 학술대회 발표 논문집
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• pp.71-74
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• 2006

석조문화재 표면에는 다양한 형태의 흑색오염물질이 형성되어 있다. 흑화 현상은 일반적으로 수많은 공기오염물질과 유기물 그리고 유색광물들의 쌓임과 이동에 의해 생성될 수 있다. 흑화현상을 크게 대기오염이 심한 도시에서 나타나는 도시형과 대기오염이 적은 곳에서 발생하는 농촌형으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 흑색의 원인물질의 하나로 거론되고 있는 탄소물질을 열분해탄소분석기를 이용하여 분석하였다. 탄소는 유기탄소와 원소탄소로 나누어 측정되었으며, 흑색을 띄게 하는 원소탄소의 량이 도심의 흑색부위와 농촌의 흑색부위에서 차이를 보이며 검출되었다. 그러나 측정된 탄소량은 탄소 한 요소만으로 암석 표면의 흑화 현상을 설명하기에는 불충분하다. 소량이 검출되기는 했지만 두 시료에서 보여주는 탄소량의 차이는 의미가 있다. 농촌형 흑색시료에서는 도심형 시료에서 보다 유기탄소가 원소탄소보다 약간 더 검출되었다.

• 폴리머
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• 제32권3호
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• pp.213-218
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• 2008

우리나라 전체 문화재중 약 17%에 해당하는 석조문화재는 대부분 옥외에 있고 시간이 지남에 따라 물리적, 화학적, 기계적, 생물학적인 풍화가 진행되고 있어 표면의 색변화, 균열, 부서짐 등이 발생하게 된다. 이러한 풍화현상을 저지하고 지속적인 형태 유지를 위해 적절한 보존처리가 요구된다. 가압과 감압이 가능한 가압용기를 이용하여 저점도의 아크릴계 단량체인 MMA를 암석에 함침시키고 중합하면 암석의 내부 깊숙이 고분자물질을 충진시킬 수 있다. 그에 따라 암석 구성 물질간의 치밀한 결합이 유지되고 발수성 및 내후성 향상이 기대된다. 본 연구에서는 국내산 화강암 2종을 이용하여 처리 후 수분흡수성, 내화학성, 기계적 성질 등의 변화를 통해 석조문화재에 대한 보존처리 방법으로써 의 가능성을 확인하였다.

• ALGAE
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• 제20권4호
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• pp.295-298
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• 2005

The growth of subaerial microalgae on historic buildings or various cultural properties causes discoloration and physico-chemical deterioration of the surfaces. We collected a subaerial chlorophyte, Chlorella sp., from the stone Standing Buddha statue at Jungwon Miruksazi, which is a national treasure of Korea, and found dormant, thickwalled spores with regular pentagonal ornamentation along with the vegetative Chlorella cells. The morphology of Chlorella resting spores was compared to that of the other green algal resting cells. The ornamented spores and smooth-walled vegetative cells revived in 2 weeks in a liquid freshwater medium and started reproduction by autospores. To our knowledge, the ability of Chlorella to form ornamented dormant spores in drought condition was not previously recorded. The ornamentation of spores would supplement taxonomic characteristics of this genus.

• 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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• 제33권6호
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• pp.467-483
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• 2017

본 연구에서는 문화재 복원용 속(速)경화형 Epoxy계 수지인 $Araldite^{(R)}$ rapid의 온도 스트레스에 의한 열화 특성을 분석하였다. 인장강도 및 접착강도는 $40{\sim}60^{\circ}C$에서 12,624시간까지 감소하여 내구성 및 접착특성의 미약한 열화가 발생하였다. 외부 응력 및 온도에 대한 안정성은 속(速)경화형에 비해 일반 경화형 Epoxy계 수지가 우수하여, 복원부의 강도 특성 및 응력 상태를 고려한 복원재료의 적절한 선택과 적용이 요구된다. $40{\sim}60^{\circ}C$에서 12,624시간까지 색차의 증가와 광택도의 감소 등 색상 및 광택 안정성은 취약하여, 향후 광학특성의 개선을 위한 안정성 향상 연구가 필요하다. 특히 접착제의 열적 특성(중량감소량, 열분해온도, 유리전이온도)은 기계적 물성 변화에 부분적으로 관여하였고, 피착재의 계면 특성 및 접착제의 기체투과특성(수분투과도)은 접착성능의 중요인자로 작용하였다. 따라서 도자기, 벽돌 및 석재와 같은 다공성 재질의 경우 항온항습에 의한 보존환경 관리가 중요하며, 옥외 전시유물의 경우 노출환경에 의한 물성 변화를 최소화할 수 있는 보존대책의 수립이 절실하다. 향후 이러한 결과는 문화재에 사용된 Epoxy계 수지의 열화속도 및 수명예측 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.369-370
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• 2002

우리나라는 에너지원 다변화정책의 부족으로 인하여 화석연료의 과다사용 현상을 유발하고 있으며, 이로 인한 대기 및 기상환경의 악화현상이 초래되고 있는 실정이다. 또한, 산성비, 산성안개, 광화학스모그, 온실효과 및 사막화 현상의 원인이 되고 있으며, 이로 인한 심각한 환경오염문제를 유발시키고 있다. 한편, 경주 및 주변지역에는 1,000여 년을 지켜온 많은 석조문화재와 다양한 문화유적이 산재하여 있다. (중략)

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.212-228
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• 2013

파손된 석조문화재를 재사용하기 위한 방법으로 금속보강재를 사용하게 되는데 현재까지 보강재에 대한 보존처리 지침 없이 처리자의 경험에 의해서 이루어지다 보니 여러 가지 문제점이 도출되고 있다. 따라서 2차적인 원부재의 훼손을 최소화하기 위한 금속봉의 구조적 보강방법과 거동 특성 등을 제안된 실험체를 통해 검증 받아 금속보강재 매입방법에 관한 설계기준을 마련하고자 하였다. 절단면에 에폭시수지 접합만 할 경우 원 모재 물성의 70% 정도밖에 회복되지 않아 30%에 대한 금속보강재의 구조적 보강이 필요하다. 금속봉은 석재 취성파괴 후 구조적 거동을 받는데 금속보강재비가 0.251% 이하로 설계되면 구조적 거동은 발생하지 않으며, 0.5% 이상이면 구조적 보강은 이루어지나 모재의 2차 훼손을 유발시킨다. 따라서 $1,500kgf/cm^2$ 강도를 갖는 석재의 적정 금속보강재비는 접착단면적의 0.283~0.377% 정도로 설계되어야 가역성 있는 파손과 보강재의 연성거동이 이루어진다. 또한 휨 하중에 대응되는 금속봉의 최대 응력을 기대하기 위해서는 보강재 간격을 멀리하는 것보다 가깝게 유지하는 것이 효율적이며, 특히 상부에 보강재를 매입하는 것은 구조적으로 아무런 도움이 되지 못하고 오히려 원부재의 손상만 유발한다. 따라서 보강재는 하부에 집중배치하고 일부 중앙부에 매입하여야 안정적인 인장재 역할을 하면서 하중응력을 받는다. 금속봉의 분산효과는 보강봉의 면적에 영향을 받을 뿐 지름과는 무관하였다. 하지만 큰 규모를 대상으로 할 때는 접착 단면을 고려하여 보강재 개수를 늘려주는 것이 하중응력에 안정적이다. 이때 적용되는 정착길이는 보강재의 직경에 따라 다음과 같은 식($l_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$)에 의거하여 설계한다. 또한 구조재로서 거동을 하기 위해서는 반드시 마디가 있는 전산형 보강봉을 사용하여야 한다.

• 보존과학회지
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• 제21권
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• pp.73-88
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• 2007

석조문화재 강화제로 사용되는 에틸실리케이트 강화제 2종과 살생물제 5종을 순서를 달리하며 반응시켜 보존처리제들간의 상호반응성에 대해 연구하였다. 반응생성물의 조직, 무게와 겔형성시간을 통해 살생물제 단독의 반응성, 강화제와 살생물제의 동시반응성, 증발된 살생물제와 강화제의 반응성과 형성된 겔과 살생물제의 반응이 평가되었다. 시험한 일부 살생물제는 건조 후 염결정을 형성하였으며, 일부 살생물제는 증발시간이 매우 길고, 색을 띠어 살생물제와 반응할 에틸실리케이트 강화제와는 상이한 성질을 보였다. 시험된 강화제와 살생물제 간에는 처리의 전후에 관계없이 상호반응이 일어났다. 에틸실리케이트 강화제와 살생물제를 동시에 반응시켰을 때 살생물제가 함유하고 있는 수분으로 인하여 수분과 강화제와의 반응, 살생물제의 염성분과 강화제와의 반응을 일으킴으로서 살생물제는 겔형성을 저지시키는 결과를 보였다. 건조된 살생물제와 반응시킨 에틸실리케이트는 겔만이 형성된 투명한 층과 살생물제가 섞인 혼합층으로의 분리가 발생하였으며, 서로 다른 수축율 때문에 생성물 내에 남은 균열이 발생되고 결과적으로는 강화제로서의 역할을 하지 못하였다. 형성된 겔과 가스상의 살생물제와의 반응께서는 겔의 조직이나 색의 변화가 관찰되지 않았다.

• 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.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.305-327
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• 2005

미륵사지석탑은 이미 오래전에 붕괴된 상태로 남아 있다. 붕괴된 시기와 원인은 역사적 기록이 남아 있지 않아 아직 밝혀지지 않았다. 6층까지 무너져 내려 부재가 헝클어진 서측면 하부에는 1층 높이까지 석축이 쌓여 있다. 이 석축은 남아 있는 부분이 더 이상 무너지지 않도록 이미 오래전에 쌓았다. 그러나 언제 누가 이 석축을 쌓았는지 역사적 사실에 대한 기록이나 전해지는 이야기가 없다. 본 연구에서는 제2장에서 미륵사지석탑의 모습을 표현한 옛 문집 등에 나타나 있는 정황을 시대별로 정리하여 역사적 배경을 짐작해 보았다. 1915년 일제 강점기에 일본인들은 서측면을 둘러싸고 있는 석축 상부 무너진 경사면에 콘크리트를 덮었다. 그 후 1998년도에는 전라북도에서 미륵사지석탑에 대한 구조안전진단을 실시하였다. 문화재위원회는 구조안전 진단에 근거해서 1915년에 공사한 콘크리트를 제거하고, 탑을 보수정비하기로 결정하였다. 탑이 무너져 내린 상태는 콘크리트를 제거하면서 그대로 발견되었다. 탑의 붕괴상태는 지진 또는 기초가 침하되는 현상, 홍수, 태풍 따위의 자연 현상에 따라 각각 다른 모 습으로 나타날 수 있다고 가설을 세웠다. 이 논문에서는 제3장에서 역사적으로 기록된, 여러 가지 자연 현상에 의해 무너진 탑들의 모습을 관찰하여 그 특징을 분류해 보았다. 그리고 제4장에서 미륵사지석탑에서 나타나 있는 상태와 앞서의 다른 예들과 비교분석해 보았다. 연구결과 미륵사지석탑은 지표면보다 높게 구성되어 있는 탑의 기초에 해당하는 기단에서 우수에 의한 침식 현상이 발견되었다. 기단에서 발생한 침식은 오랫동안 지속적으로 진행된 현상으로 관찰되었다. 기단 침식이 심해지면서 서측면 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어지게 된 현상을 볼 수 있었다. 상부층을 받치고 있는 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어짐에 따라 탑의 상부 구조는 평형을 잃어 무너지게 되었을 가능성이 있다고 고찰되었다. 그밖에 지진이나 태풍, 지반 침하와 같은 자연현상에 의해 무너진 탑들에서 나타나는 붕괴상태의 특징이 미륵사지석탑에서는 뚜렷하게 발견되지 않고 있다.