• 보존과학회지
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• 제33권6호
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• pp.399-416
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• 2017

라오스 '참파삭 문화경관 내 밧푸 사원과 고대주거지' 유적은 2001년 유네스코 세계문화유산으로 등재되었다. 현재 밧푸 주사원의 상부구조는 대부분 붕괴되어 있다. 또한 다양한 손상이 진행되고 있어 과학적이고 체계적인 진단을 통한 보존관리가 필요하다. 주사원은 사암과 벽돌을 주요 부재로 사용했으며, 균열과 탈락, 박리, 이격 등의 물리적 손상과 지의류, 선태류, 초본식물 등의 생물학적 손상이 심하다. 주사원의 석재를 대상으로 초음파 속도를 측정하여 물성을 평가한 결과, 주사원 동측면 사암의 풍화도지수는 0.10~0.74(평균 0.36)로 산출되어 중간풍화단계(MW)를 나타냈다. 남측면과 북측면은 평균 0.30와 0.32의 풍화도지수를 보여 상대적으로 높은 물성을 보였다. 주사원 기단의 경사도 분석결과, 남측면 4번 지점이 $5^{\circ}W$의 경사를 나타내 가장 큰 기울기를 보였으며, 이는 지반의 불안정에서 기인한 것으로 판단된다. 또한 상대적 수준측량 및 과거 측량도면을 검토할 때 주사원은 평지가 아닌 일정한 경사를 가진 지반에 자리한 것을 확인하였다. 남측면의 지반이 북측면에 비해 $1.51^{\circ}$ 더 기울어져 있는 것으로 보아 구조안정성에 영향을 미칠 것으로 보인다. 이격거리 분석 결과, 남측면 부재의 주요 이격은 평균 159.5 mm로 가장 큰 범위를 보이며, 상부로 올라갈수록 폭이 증가하여 가장 넓은 곳은 평균 328.3 mm를 나타냈다. 이와 같은 이격은 하부 지반의 부등침하에 따라 발생한 것으로 판단된다. 밧푸 주사원은 부분적으로 붕괴와 물리적 손상이 진행되어 건물의 구조안정성에 대한 지속적인 보존관리가 필요한 상태이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.335-342
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• 2008

독도 지반의 지질구조 및 지반공학적 암반 특성 파악을 위하여 전기비저항 및 굴절법 탄성파 탐사를 실시하였다. 또한, 물리탐사자료의 해석을 위한 기초 자료로서 독도 구성 암석의 전기적/역학적 물성을 측정하였다. 전기비저항탐사 결과, 서도 어민숙소에서 북서 방향으로 발달하고 있는 고각도 정단층의 연장성이 확인되었다. 서도 조사지역 하류부를 구성하고 있는 층상 라필리응회암은 상류부의 조면안산암 II보다 풍화 및 침식에 영향을 상당히 많이 받아 표토층을 포함한 풍화암 및 연암이 심도 13 m 이상으로 깊게 발달하고 있는 것이 굴절법 탄성파 탐사 결과 파악되었다. 또한, 서도 조사지역 상류부의 풍화암 및 연암은 심도 약 10 m 내외로 보다 얇게 발달하고 있으며, 심부에는 암석 강도가 상당한 수준의 보통암이 분포하고 있다. 동도에서의 탐사 결과, 대공포 방향 탐방로 지역의 상부층인 조면안산암 III 및 스코리아성 층상 라필리응회암층은 북동 방향으로 갈수록 풍화암 및 연암의 두께가 최대 심도 7 m까지 증가하고 있어 이 지역의 풍화 및 침식이 심하였음을 시사하고 있다. 독도에 분포하는 암석의 강도는 조면암 및 조면안산암 계열의 암석이 가장 높고, 그 다음은 괴상응회각력암, 끝으로 응회암 계열, 특히 층상 회질응회암이 가장 낮은 강도를 갖는 연약한 암석으로 조사되었다.

• 한국광물학회지
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• 제30권2호
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• pp.71-81
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• 2017

회백색 응회암으로 구성된 경주 골굴암 마애불의 효과적인 보존처리를 위하여 구성암석의 특징과 보존처리제 적용에 따른 효과를 살펴보았다. 구성암석은 팽윤성 광물인 몬모릴로나이트를 3-5% 함유하고 있으며, 물과 반응 후 팽윤성 광물의 층간간격이 증가함을 보였다(1.54-2.69%). 에틸실리케이트 암석강화제를 적용한 후 시편의 표면 경도, 흡수율, 공극률 등의 물성은 향상되었으나 팽윤성 광물의 층간간격이 감소하였으며(4.23-12.12%), 팽윤성 광물의 함량이 많을수록 그 정도는 컸다. 팽윤저지제를 선 처리한 후 강화제를 적용하였을 때 물성은 강화제만을 처리하였을 때와 거의 유사한 결과를 보였다. 팽윤저지제만의 처리로는 팽윤성 광물의 층간간격이 거의 변화되지 않았으며, 팽윤저지제 처리 후 강화제를 처리하였을 때는 XRD 패턴에서 팽윤성 광물의 세기는 줄어들었으나 층간간격의 변화는 강화제만을 처리하였을 때와 유사하여 팽윤저지제의 효과는 거의 없었다(4.10-11.85%). 따라서 팽윤성 광물을 함유하고 있는 골굴암 마애불 구성암석을 강화시키기 위한 보존처리제로서 에틸실리케이트 계열의 암석강화제는 적절치 않으며 이를 보완하기 위해 사용한 팽윤저지제도 효과적이지 못하다. 우수의 접촉으로 구성광물이 팽윤되어 풍화가 급속히 진행되기 때문에 현재로서는 하부와 측면 등 풍화가 심한 부분에 우수접촉을 저지시키는 조치가 필요하다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.471-481
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• 2007

우리나라의 경우 자연사면 산사태는 대부분이 여름철의 집중호우에 의해 발생되며, 암반보다는 주로 토질특성에 영향을 받는다. 그리고 자연사면의 토층은 기반암의 풍화현상에 의해 형성되기 때문에 토질특성은 지질조건에 따라 다르다. 따라서 자연사면의 지반상태를 평가하기 위해서는 지질의 분포양상과 함께 지질조건에 따른 토질특성의 파악이 중요하다. 이 연구는 주로 화산암과 화강암 및 퇴적암이 분포하고 있는 부산지역 자연사면의 토층을 대상으로 지질조건에 따른 토질특성을 분석하였다. 이를 위하여 자연사면에서 채취한 토층시료를 대상으로 각종 토질시험을 수행하여 물리적 성질과 공학적 특성을 파악하고 지질조건과의 상관성을 분석하였다. 그 결과 토층은 주로 양호한 입도의 점토질 모래로 분류되었다. 습윤밀도는 $1.07{\sim}1.99kg/cm^3$, 전단저항각은 $28.2{\sim}39.6^{\circ}$, 투수계수는 $8.10{\times}10^{-5}{\sim}8.38{\times}10^{-2}cm/sec$의 범위로서 대체로 양호한 전단강도와 보통${\sim}$빠른 정도의 투수성지반으로 평가되었다. 그리고 토질특성은 지질별로 서로 다른 경향성을 보였다.

• 지질공학
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• 제30권2호
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• pp.161-173
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• 2020

본 연구는 세계지질공원인 무등산국립공원 내 주상절리대의 공학적 특성을 살펴보고 위한 것으로서, 대상 암석인 무등산응회암의 물리·역학적 성질 파악, 주상절리 풍화정도 산정, 그리고 주상절리 내 균열거동 모니터링 등을 실시하였다. 무등산응회암의 물리적 성질은 평균 공극률의 경우 1.02%, 평균 흡수율은 0.38%, 평균 비중은 2.69 g/㎤, 그리고 평균 종파속도는 4,948 m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 337 MPa, 평균 탄성계수는 68 GPa, 평균 포아송비는 0.29, 평균 점착력은 41.3 MPa, 평균 마찰각은 62.8°로 나타났다. 실버슈미트해머 평균 반발경도 Q값은 49.3이며, 이를 일축압축강도로 환산하면 70.5 MPa로 신선한 일축압축강도의 약 21%에 해당되었다. 그리고 입석대 주상절리 3개 블록에 대한 균열 모니터링 측정 결과, 균열 거동은 블록 모두에서 1 mm 이하로 나타나 주상절리 내 균열 거동은 현재까지 거의 발생하지 않은 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.347-352
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• 2011

한중 콘크리트 타설시 발생되는 초기 동해로 인한 피해를 방지하고 조강성을 향상시키기 위해 열풍기 사용을 통한 보양, 결합수와 골재의 가열 및 시멘트 사용량을 늘리는 방법, 급결제 및 촉진제를 사용하는 등 다양한 방법이 사용되고 있다. 하지만 이러한 방법은 사용상의 어려움과 에너지 소비 및 생산비의 증가에 따른 경제성 감소 등의 문제점을 가지고 있다. 이중 급결제 및 촉진제의 사용은 경제적 이지만 수화 초기부터 급격하게 반응하여 급결하는 특성 때문에 작업성의 확보가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 이에 이 논문에서는 기존 의약 분야에서 주로 이용되는 약물의 고형 투여 형태인 정제(Tablet)화 방법을 이용하여 급결제와의 응결 시간을 비교하였고, 이 결과를 토대로 콘크리트의 물리적 특성 및 역학적 특성 시험을 실시하여 일정 시간 동안 작업이 가능하고 초기동해 방지 및 조강성이 향상 되는지 확인 하였다. 그 결과 급결제 및 타블렛의 경우 사용량이 증가 할수록 응결 시간이 줄어드는 것을 확인하였고, 콘크리트의 물리적 역학적 시험에서는 경시 변화에 대하여 Control과 비교 타블렛0.5%, 1.0%가 일정 시간 동안 작업 시간 확보가 가능함을 확인하였을 뿐만 아니라 조기 강도에서도 급결제 0.5%와 타블렛 0.5%, 1.0%가 뛰어난 조기 강도 발현 특성을 보여주었다.

• 광물과 암석
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• 제35권1호
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• pp.51-64
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• 2022

포항 금광동층 함식물화석층 암석의 효과적인 보존을 위하여 구성암석의 특징과 보존처리제 적용을 인공풍화시험을 통해 살펴보았다. 화석지 구성암석은 규조토성 규질이암으로 팽윤성 광물인 스멕타이트를 약간 함유하고 있으며, 엽층리가 발달되어 있다. 화석지 암석은 물과 반응 후 팽윤성 광물의 d₀₀₁ 층간간격이 증가하였다. 에틸실리케이트 암석강화제를 적용한 후 시편의 경도는 향상되었으나 팽윤성 광물의 층간간격은 감소하였다. 팽윤저지제를 선처리한 후 강화제를 처리하였을 때 광물 층간간격의 변화는 강화제만을 처리하였을 때와 유사하여 팽윤저지제의 효과는 거의 없었다. 보존약품이 처리된 암석에 수분이 닿았을 경우, 강화제 또는 팽윤저지제를 선처리한 후 강화제를 처리한 암석 모두 엽층리 간격이 확대되었으나, 습기만 접했을 때는 변화가 적었다. 또한 보존처리 후 노천에 그대로 위치하여 풍화를 받게 되면, 약품이 처리되지 않은 암석에 비해 약간 느리게 발생하기는 하지만, 매우 빠른 시간 내에 엽층리면의 분리와 암석의 분말화가 발생하는 결과를 보였다. 화석지 암석의 원활한 보존을 위해서는 보존약품의 처리가 필요하나, 강우를 접하고 동결융해과정을 거치면 그 효과는 매우 빠른 시간에 소멸되기 때문에 약품처리에 상관없이 암석에 직접적인 강우의 접촉을 막는 것이 우선적으로 요구된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권2호
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• pp.186-197
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• 2022

여주 신륵사 대장각기비는 불경을 만들어 보관하던 곳인 대장각의 조성에 관한 기록이 적힌 고려시대의 비석이다. 비신은 변색이 일어나고 수십 개의 균열이 발생하였으며 부분적으로 결실되어 명문이 일부 훼손된 상태로 오랫동안 유지되어 왔다. 석조유산에 적용할 수 있는 비파괴분석법을 활용하여 대장각기비의 재질조사, 휴대용 X-선 형광분석, 초음파 물성진단을 실시하였다. 재질조사 결과, 비신은 담회색 결정질 석회암으로, 받침석, 지지석, 옥개석은 중조립질 흑운모화강암으로 구성되어 있음을 확인하였다. 대장각기비의 변색오염물은 휴대용 X-선 형광분석 결과 철(Fe)이 원인물질로 판단되었다. 분포양상으로 미루어 비신과 개석 사이에 철을 함유한 물질이 산화되어 흘러내리고 이후 생물이나 유기질 오염물이 부착되면서 황색과 흑색 오염물을 형성한 것으로 해석된다. 초음파 물성진단 결과, 신선한 암석(FR)부터 완전히 풍화된 암석(CW)까지 다양한 풍화도를 보였고 평균 풍화도지수는 3등급(보통)으로 산출되었다. 균열이 집중적으로 나타난 지점은 완전히 풍화된 단계(CW)로 판정되었고, 비신 상부와 하부에 분포하는 일부 균열은 위험도가 매우 높은 것으로 확인되었다. 균열에 대해서는 향후 거동 모니터링과 보강대책 수립이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.279-287
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• 2018

실란트는 현대 건축물의 중요한 요소로 사용되고 있으며, 습기, 공기, 기타 물질의 침입에 대한 방벽을 제공함으로서 내후성에 대한 건물 보호의 역할을 한다. 다양한 환경에 노출되어 물리적, 화학적, 기계적 특성이 변화되어 수명이 단축되는 경우가 많으며, UV, 습기, 온도 신축 등은 내구성과 직결되는 중요한 이슈이다. 본 연구에서는 구조용 실링마감재의 내구성능을 실내에서 검증하기 위한 장비로서 외기의 환경을 모사할 수 있는 복합열화시험 챔버를 제작하였다. 황사, 산성비, 미생물에 의한 오염 등 특이 기상 상황의 재현은 어려우며 외기 환경을 100 % 모사하는 것은 불가능한 것으로 판단되며, 구조용 실링재의 옥외폭로시험방법과 복합열화시험장치에 대한 내후성 시험 결과 간의 상관관계를 통해 재현성을 확보하고자 연구하였다. 옥외폭로시험의 변위량 시험 결과 실링재의 응집력이 분해되어 연질화가 진행되는 것으로 판단되었고, 옥외폭로 1년 후 변위는 초기 물성치보다 3600 Pa에서 3배 정도 차이가 나는것을 볼 수 있었고, 비교제품의 경우 최대 7배까지 변위가 차이나는 것으로 확인되었다. 복합열화시험장치에서 변위시험결과 열화되어 탄성 및 인장특성이 감소하는 경향을 나타내었다. 변성실리콘 실링재의 경우는 현재 400 Cycle을 완료하여 옥외폭로 12개월의 물성저하를 확인하였다. 시험체의 변형은 육안으로는 확인할 수 없어 상대적으로 실리콘 실링재 제품보다 상태 안정성이 양호한 것으로 판단된다. 옥외폭로시험 결과, 복합열화시험장치가 체계화되어 관련 지침 또는 규격 등에 제안된다면, 실제 사용환경에서 12개월의 예상수명을 실내에서 3개월 미만에서 검증할 수 있는 방법으로 향후, 경제적 손실저감, 공기단축, 설계에 예상 가능한 재료의 선정 등에 활용될 것으로 기대된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.78-99
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• 2020

천안 성불사 마애불은 16나한이 모두 남아있는 국내의 유일한 예로 학술적 가치가 아주 높으나 심하게 손상되어 있어, 보존 방안을 검토하기 위해 디지털 기록화와 정밀 진단을 바탕으로 안정성을 평가하였다. 이 결과, 삼존불은 비슷한 규모이나 나한상은 매우 다양한 크기를 보였으며, 권속 2구는 나한상에 비해 크다. 추정공양상은 나한상과 유사하며, 대부분의 존상은 형상과 제작기법이 잘 드러난다. 마애불이 새겨진 암반은 편리 구조가 뚜렷한 호상편마암으로, 석영과 장석으로 이루어진 우백대와 흑운모로 구성된 우흑대가 교호하며 미량의 백운모를 포함한다. 이 마애불에는 물리적 풍화와 변색 및 생물 오염이 복합적으로 작용하고 있으며, 주암면에는 미세 균열 1,131cm, 박리상 균열 1,061cm, 구조상 균열 1,456cm, 절리 1,277cm로 나타났다. 손상도 평가 결과, 절리 3.6(균열지수), 박리 5.2%, 박락 1.7%, 탈락 0.1%로 산출되었다. 특히 생물학적 풍화가 심하여 주암면의 생물피도는 9단계와 10단계가 전체 면적의 57.5%를 차지하였고, 5~8단계도 22.3%로 아주 높았다. 표면 변색 요인은 Fe과 Ca 및 S로 암갈색과 백색으로 나타나고 흑화 오염물에서는 다량의 C가 검출되며, 모든 영역에서 손상 가중치가 매우 높다. 마애불 암반에서는 서로 다른 방향을 갖는 불연속면이 확인되었다. 암반의 파괴유형 분석 결과, 평면 파괴와 전도 파괴의 가능성이 있으며 쐐기 파괴는 발생하기 어려운 것으로 나타났다. 주암면의 초음파 속도는 평균 2,463m/s이며, 절리대가 많은 좌측면 하부가 상대적으로 낮아 상당히 풍화된 단계(HW)와 완전히 풍화된 단계(CW)가 집중 분포하는 취약한 물성을 보였다. 이 마애불에서는 미세 균열의 14.9%와 박리상 균열의 58.9% 정도에서 보존처리가 요구된다. 또한 마애불의 보존 환경을 개선할 수 있는 수목 정비와 암반의 구배를 고려한 배수 시설 및 지반 정비가 필요하며, 장기적인 보존 관리를 위해 보호 시설도 검토해야 할 것이다.