운현궁수조의 손상평가와 초음파 속도를 이용한 풍화도 및 균열심도 측정

전유근,이찬희,조성남,조영훈,박기정,양필승,Chun, Yu-Gun,Lee, Chan-Hee,Jo, Seung-Nam,Jo, Yeong-Hoon,Park, Gi-Jung,Yang, Pil-Seung 한국문화재보존과학회 2008 보존과학회지 Vol.24 No.-

서울역사박물관에서 소장하고 있는 운현궁 석조수조의 재질은 미세층리와 여러 조의 점토질 세맥이 발달된 석회질 대리암이다. 이 수조에는 전면에 걸쳐 균열이 나타나며 흑색변색이 심하여 보존처리가 필수적이다. 수조에서 나타나는 수평 및 수직방향의 균열은 상대적으로 결합력이 낮은 층리부분과 세맥이 형성된 곳에 집중적으로 발달되어 있다. 수조 표면을 변색시킨 물질은 유기물의 침착과 고사로 인해 발생한 탄소성분으로 밝혀졌다. 초음파 측정결과, 운현궁수조를 구성하는 암석의 물성은 약한풍화단계(SW)로 나타났으나 전체적인 표면 풍화는 구성광물의 입상분해가 발생할 정도로 심각하다. 또한 이 수조의 안정성에 가장 큰 위협요인인 33조에 달하는 균열의 깊이는 석조의 최대 두께인 60mm를 완전히 관통한 것도 있으며, 최소깊이는 9mm로 산출되었다. 점토질 세맥을 따라 발생한 균열중에는 수조의 외벽과 내벽을 관통한 개방형 균열도 있으며, 층리를 따라 생성된 균열은 대부분 20~30mm의 심도를 나타내었다. 이 결과는 운현궁수조의 장기적인 보존관리에 중요한 자료로 활용될 것이다. The Unhyungung Water Container in the possession of the Seoul Museum of History in Korea is consisted of a calcareous marble developed laminated bedding and numerous argillaceous veinlets. This monument should need to conservation treatment because of black discoloration and seriously numerous cracks. Vertical and horizontal cracks in the monument are developed following stratification and argillaceous veinlets that are relatively low coherence between the rock materials. We have proved that the material inducing discoloration on the surface is carbon which is formed by deposited organic matters. As the result of the ultrasonic measurements, although highly surface weathering degree, the physical properties of the Unhyungung Water Container is confirmed slightly weathered state. The depths of cracks in the monument are calculated at maximum 60mm in some cracks completely penetrating into the wall and at minimum 9mm in the other crack. The cracks, developed following veinlet, are revealed that there penetrate from an outer wall to an inside wall for the monument. And most depths of cracks, developed following stratification, are calculated 20 to 30mm. This result will offer a significant data for conservation of the Unhyungung Water Container.

서산 용현리 마애여래삼존상의 장기 모니터링과 훼손상태 변화

전유근,이재만,이미혜,박성미,이선명,이명성,Chun, Yu Gun,Lee, Jae Man,Lee, Mi Hye,Park, Sung Mi,Lee, Sun Myung,Lee, Myeong Seong 한국문화재보존과학회 2014 보존과학회지 Vol.30 No.4

이 연구에서는 보호각의 해체 및 보존처리 이후 서산 용현리 마애여래삼존상의 훼손상태 변화를 모니터링 하였다. 초음파속도 측정결과, 구성암석의 표면물성의 변화는 거의 없는 것으로 분석되었다. 반면 디지털 이미지 분석결과, 백색변색이 보존처리 이후 4년이 경과한 시점에서 재발생한 것으로 나타났으며 과거에는 거의 없었던 생물이 보호각 해체이후 마애여래삼존상의 좌측면을 중심으로 증식하는 것이 확인되었다. 불상표면에 생물이 서식하는 현상은 지형조건에 따라 일조량 및 함수율이 상대적인 차이를 보이기 때문인 것으로 판단된다. We carried out monitoring of deterioration condition for the Rock-carved Buddha Triad in Seosan after dismantlement of protective facilities and conservation treatment. As the results of ultrasonic velocity measurement, physical properties of rock were evaluated to maintain similar the past. Result of digital image analysis, white discoloration was reoccured after four years of conservation treatments. And biodeterioration of unknown in the past was generated left side on the Rock-carved Buddha. Phenomenon of biodeterioration on the surface rocks was estimated by variation of sunshine and water contents according to topography condition.

전암대자율을 이용한 여주 고달사지 원종대사탑비 비신의 복제용 석재 선정 연구

전유근(Yu Gun Chun),이명성(Myeong Seong Lee),김지영(Jiyoung Kim) 한국암석학회 2016 암석학회지 Vol.25 No.3

여주 고달사지 원종대사탑비는 과거 도괴되어 현재 귀부와 이수는 여주 고달사지에 남아있고 비신은 파손된 채 국립중앙박물관에 보관되어 있다. 탑비를 구성하는 암석은 두 종류로, 귀부와 이수는 조립질 흑운모화강암, 비신은 부분적으로 각섬석 집합체와 2~3 cm 크기의 장석반정이 특징적으로 관찰되는 세립질 흑운모화강암이다. 귀부와 이수의 조립질 흑운모화강암은 여주 일대에 분포하는 흑운모화강암과 전암대자율 및 암석기재적 특징이 매우 유사하다. 반면 비신의 암석은 이 지역 내에서 산출되는 암석과 다소 차이가 있어 국내 화강암의 전암대자율, 암석학적 특징, 탑비의 금석문과 고려시대 고문헌 기록을 토대로 유사한 암석의 산출지를 탐색하였다. 이 결과 북한 해주 지역의 화강암이 색상, 각섬석 집합체, 광물조성, 전암대자율 분포 등에 있어 비신의 세립질 흑운모화강암과 거의 동일하였다. 따라서 해주 화강암이 탑비 암석의 산지암석으로서 가능성이 가장 크며, 원종대사탑비 비신을 복제하기 위한 석재로 가장 적합한 것으로 판단된다. The Stele for Buddhist Monk Wonjong at Godalsa Temple Site was destroyed a long time ago. Only the tortoise-shaped pedestal and the ornamental capstone in the form of a hornless dragon remain at the site and the broken stele body is stored at the National Museum of Korea today. The stele is made of two kinds of rocks that are coarse-grained biotite granite for the pedestal and the capstone, and finegrained biotite granite including hornblende assemblages and feldspar phenocrysts for the stele body. The coarse-grained biotite granite of the pedestal and capstone showed same magnetic susceptibility and lithological characteristics with biotite granite outcrops in Yeoju area, whereas the fine-grained granite of the stele body did not. To find a provenance of the stele body stone, we investigated Korean granites in terms of magnetic susceptibility, lithology and old recordings about construction process of the stele. As a result, Haeju granite is the most likely to be a cognate rock of the stele body stone as it has same texture and lithological characteristics like color, hornblende assemblages, mineral composition and magnetic susceptibility. It is imported from Haeju (North Korea) to South Korea via China commercially, and the most suitable for a replica stone of the stele body.

Lithological Characteristics and Provenance Interpretation of Jinyangri Gakgol Dolmen in Hampyeong

전유근(Yu Gun Chun),이찬희(Chan Hee Lee),전병규(Byung Kyu Jun) 대한지질학회 2013 지질학회지 Vol.49 No.4

의성 탑리리 오층석탑의 표면오염물 분석 및 손상메커니즘 해석

이미혜,전유근,이명성,Lee, Mi Hye,Chun, Yu Gun,Lee, Myeong Seong 대한자원환경지질학회 2013 자원환경지질 Vol.46 No.5

의성 탑리리 오층석탑(국보 제77호)은 통일신라시대의 대표적인 석조문화재이다. 현재 이 석탑은 지속적인 풍화로 인해 전체적으로 흑색, 황색, 백색변색이 발생되어 있으며 백색변색이 발생한 부분에서 미세균열, 박리박락, 입상분해가 집중적으로 분포해 있다. 표면오염물에 대한 분석결과, 흑색변색은 망간산화물, 황색변색은 철산화물, 백색변색은 석고와 타라나카이트로 인해 발생한 것으로 확인하였다. 또한, 석탑에 발생한 물리적 훼손은 암석내부에서 석고의 결정화 작용으로 인해 발생한 것으로 판단된다. 따라서 의성 탑리리 오층석탑을 장기적으로 보존하기 위해서는 보존처리 매뉴얼에 따라 석고를 중심으로 표면오염물을 제거하고 P-XRF를 활용한 정기적인 모니터링이 요구된다. The Uiseong Tapriri Five-Storied Stone Pagoda (National Treasure No. 77) is typical stone cultural heritage in Unified Silla Dynasty, Korea. The pagoda has been occurred black, brown discoloration and microcrack, exfoliation, granularity decomposition with white discoloration because of continuous weathering. As the results of analysis for the contaminants, chemical weatherings are generated that black contaminant by manganese oxide, brown contaminant by iron oxide, white contaminants by gypsum and taranakite. And physical weatherings, such as microcrack, exfoliation, are occurred by salt(gypsum) crystallization. Therefore, these need to remove the contaminants according to the conservation treatment manual, and regular monitoring using P-XRF to preserve long-term the Five-Storied Stone Pagoda at Tapri-ri, Uiseong.

석조문화재의 보존처리 후 표면상태 모니터링 기술 연구

박성미,전유근,이명성,Park, Sung Mi,Chun, Yu Gun,Lee, Myeong Seong 국립문화재연구소 2013 保存科學硏究 Vol.34 No.-

This study examined the applicability of deterioration monitoring techniques to establish efficient conservation and management system for stone cultural heritage which conservation treatment has been done. It was confirmed that deterioration mapping combined with photography and grid work, and adhesive tape test for the surface were very applicable to investigate the surface change due to deterioration, and assess the degree of granular disintegration quantitatively. The portable microscopic survey and ultrasonic measurement were efficient techniques to observe mineral looseness and microcrack, and to track the strength change of the stone before-and-after the conservation treatment. These techniques can be easily used by manage practitioners in the field through simple guidance and technical education. Also, it can contribute to build a long-term and methodical conservation and management system of the stone cultural heritage. 이 연구는 석조문화재의 보존관리매뉴얼 구축을 위해 과거 보존처리가 이루어진 문화재를 대상으로 표면상태 및 물성변화를 객관적이고 효율적으로 모니터링 하는 기법을 개발하여 적용성을 평가한 것이다. 사진 촬영과 그리드를 이용한 훼손지도 작성과 테이프 접착 테스트는 석조문화재의 표면상태 변화와 훼손 위치를 파악하고 입상분해 정도를 정성적으로 평가하는데 매우 유용한 기법으로 확인되었다. 또한 디지털 휴대용 현미경 관찰과 초음파탐사는 광물입자의 풍화 및 결합상태, 균열 간격 등을 모니터링하고 보존처리 전과 후의 표면물성 변화를 평가하는데 매우 효과적인 평가기법으로 판단된다. 이 방법들은 간단한 메뉴얼화와 기술교육을 통해 문화재 관리 실무자들이 현장에서 간편하게 이용할 수 있으며, 보존처리 후 표면 변화가 관찰되는 3년마다 정기적으로 모니터링을 실시함으로써 석조문화재의 장기적이고 체계적인 보존관리기법으로 활용될 수 있을 것이다.

국가지정 석조문화재의 훼손상태에 따른 보존처리 상관성 연구

이명성,전유근,이미혜,이재만,박성미,김재환,Lee, Myeong Seong,Chun, Yu Gun,Lee, Mi Hye,Lee, Jae Man,Park, Sung Mi,Kim, Jae Hwan 국립문화재연구소 2013 保存科學硏究 Vol.34 No.-

2001년부터 2005년까지의 국가지정 석조문화재의 정기조사 이후에 많은 석조문화재가 보수 보존처리 되었지만 아직까지 훼손상태 및 등급에 따른 보존처리 기준이 모호하다. 따라서 이 연구에서는 국가지정 석조문화재의 훼손유형 및 등급에 따른 보수 보존처리의 원인을 통계분석하여 석조문화재의 훼손등급과 보존처리의 상관도를 분석하였다. 이 결과, 석조문화재의 모든 훼손유형에서 3등급이 가장 높게 나타났으며, 이를 등급별로 보면 4등급은 풍화상태가 143건, 5등급은 생물영향이 61건으로 가장 많았다. 2002년부터 2011년까지 실시된 보존처리는 총 211건으로 집계되었다. 보존처리 유형은 표면세정(134건, 26.1%), 수지접합, 강화처리 등이 가장 많이 실시되었다. 석조문화재에 대한 직적접인 처리 이외에도 석조문화재의 보존환경을 안정적으로 유지하기 위해 보호각 설치, 배수로 정비, 주변정비공사 등이 실시되었다. 보존처리율은 전반적으로 훼손등급이 높아질수록 증가하는 것으로 확인되었다. 구성암석에 따라서는 변성암 및 퇴적암이 화성암으로 구성된 석조문화재 보다 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 건조시대에 따라서는 삼국시대 석조문화재의 보존처리율이 가장 높게 나타났으며 통일신라시대, 고려시대, 조선시대에 축조된 석조문화재의 보존처리율은 유사한 것으로 확인되었다. 국가지정 석조문화재의 최대훼손등급에 따른 보존처리율 살펴보면, 5등급에서 매우 높은 약 80%정도의 비율을 보이며 2012년에 보존처리된 석조문화재 수를 합하면 보존처리율은 더 높아진다. 이 결과는 향후 국내 석조문화재의 훼손상태에 대한 보존처리 여부를 결정하는데 있어 기초자료로 제공될 수 있을 것이다. It is not easy to define the priority criteria of the need of conservation treatment for stone cultural heritage, although many of them have been treated and restored over the past decade. This study approached the correlation between damage grade and the need of conservation treatment based on damage diagnosis of stone cultural heritage carried out from 2001 to 2005. The number of Third-graded (from First to Fifth-grade) stone heritage in deterioration was the highest among state-designated stone cultural heritage. The Fourth-graded stone cultural heritage (143 in total) was mostly influenced by high physiochemical deterioration, whereas the Fifth-graded ones (61 in total) was dominantly affected by biological colonization. It was estimated that total 211 stone cultural heritage were treated for conservation and restoration from 2002 to 2011. They were usually cleaned (total 134, 26.1%), joined and consolidated, and maintenance works as shelter construction, drainage installation and surrounding cleaning were carried out for some of them. The number of conservation intervention increased with the high deterioration grade, and the case number of metamorphic and sedimentary rocks. By age, the stone cultural heritage in Three-kingdom Period were treated the most, and other heritage in Unified Shilla, Goryeo and Joseon showed an approximate ratio. The stone cultural heritage fallen in the fifth-grade in deterioration demonstrated the highest ratio, approximately 80% of conservation intervention. These results can be used as preliminary data to define the emergency criteria for conservation intervention policy.

창녕 물계서원 원정비의 재질특성 및 손상도 평가와 균열심도 측정

유지현,이찬희,전유근,Yoo, Ji Hyun,Lee, Chan Hee,Chun, Yu Gun 한국문화재보존과학회 2014 보존과학회지 Vol.30 No.4

이 연구에서는 석조문화재의 표면 균열에 대한 깊이와 연장성을 측정하기 위해 창녕 물계서원 원정비를 대상으로 초음파 속도를 활용하였다. 또한 이 원정비의 장기적인 보존관리 방안을 수립하기 위해 재질 및 손상현황을 조사하고, 다양한 비파괴 기법을 활용하여 정밀진단을 수행하였다. 원정비를 이루고 있는 주요 구성암석은 비석의 부위에 따라 달리 알칼리장석화강암, 반려암 및 섬록암으로 이루어져 있다. 손상도 평가 결과, 특히 균열이 비신의 모든 방향에서 두드러진 분포를 보여 안정성을 저해하는 중요한 손상인자로 나타났다. 원정비 재질의 물성평가를 위한 초음파 측정에서는 비신, 대좌, 옥개석 순으로 속도가 빠르게 나타났다. 원정비에 다양한 형태로 발생한 균열들의 현황과 산출상태를 정량적으로 산출하기 위해 초음파를 이용한 To-Tc법으로 균열의 심도를 측정한 결과, 0.6~24.1cm로 다양한 깊이를 보였다. To measure the depth and extension on the surface cracks of the stone monument, ultrasonic pulse velocity targeted at the Mulgyeseowon Stele in Changnyeong was used in this research. Additionally, to establish a long-term countermeasure of management and conservation for this stele, we have investigated the material properties and damage on it and have conducted a precise diagnosis by a variety of non-destructive techniques. Our research has revealed that stones of the stele are composed mainly of three rock types according to the parts of it, alkali-feldspar granite, gabbro and diorite. The result of the deterioration evaluation has occurred that cracks, which are observed from every direction in the body of the stele, are the significant factors to reduce structural stability. The ultrasonic velocity for an evaluation on the properties of the stele has revealed that the speed was high in the order of body, pedestal and crown. Furthermore, to understand the present condition and occurrences of the cracks which have measured in many different forms on the stele quantitatively, we have estimated from 0.6 to 24.1cm deep of the cracks by To-Tc method using ultrasonic velocity.

열변질 이질암의 물리적 풍화작용과 손상메커니즘 해석

이찬희(Chan Hee Lee),전유근(Yu Gun Chun) 대한자원환경지질학회 2023 자원환경지질 Vol.56 No.6

Host rock of Cheonjeon-ri petroglyph is shale belonging to the Daegu Formation of Cretaceous Gyeongsang Supergroup. The rocks were hornfelsified by thermal alteration, and shows high density and hardness. The petroglyph forms weathered zone with certain depth, and has difference in mineral and chemical composition from the unweathered zone. As the physical deterioration evaluations, most of cracks on the surface appear parallel to the bedding, and are concentrated in the upper part with relatively low density. Breakout parts are occurred in the upper and lower parts of the petroglyph, accounting for 6.0% of the total area and occurs to have been created by the wedging action of cracks crossing. The first exfoliation parts occupying the surface were 23.8% of the total area, the second exfoliations covered with 9.3%, and the exfoliation parts with three or more times were calculated as 3.4%. It is interpreted that this is not due to natural weathering, and the thermal shock caused by the cremation custom here in the past. As the ultrasonic properties, the petroglyph indicates highly strength in the horizontal direction parallel to bedding, and the area with little physical damage recorded mean of 4,684 m/s, but the area with severe cracks and exfoliations showed difference from 2,597 to 3,382 m/s on average. Physical deterioration to the Cheonjeon-ri petroglyph occurred to influence by repeated weathering, which caused the rock surface to become more severe than the inside and the binding force of minerals to weaken. Therefore, it can be understood that when greater stress occurs in the weathered zone than in the unweathered zone, the relatively weathered surface loses its support and exfoliation occurs. 천전리 각석의 모암은 백악기 경상누층군의 대구층에 속하는 셰일이다. 이 암석은 열변질을 받아 혼펠스화 되어 경도가 높고 치밀한 조직을 갖는다. 각석의 표면은 일정한 깊이의 풍화대를 형성하고 있으며 비풍화대와는 광물 및 화학조성에 차이가 있다. 각석의 물리적 손상도 평가 결과, 균열은 대부분 층리와 평행하게 나타나며 상대적으로 조직의 치밀도가 낮은 상부에 집중된다. 탈락은 각석의 상부와 하부에서 전체 면적의 6.0%를 차지하며, 균열이 교차하는 쐐기작용에 따라 생성된 것으로 보이다. 표면을 점유하는 1차 박락은 전체면적의 23.8%이며, 2차 박락은 9.3%, 3차례 이상 발생한 박락은 3.4%로 산출되었다. 이는 자연적 풍화와 과거 이곳에서 화장하던 풍습으로 인한 열충격이 영향을 주었을 것으로 판단된다. 초음파 물성으로 보아 각석은 층리와 평행한 수평방향으로 높은 강도를 지시하며, 물리적 손상이 적은 영역은 평균 4,684m/s를 기록하였으나 균열대 및 박리박락이 심한 곳은 평균 2,597에서 3,382m/s로 차이를 보였다. 천전리 각석의 물리적 손상은 풍화작용이 반복되면서 암석 표면이 내부보다 정도가 심화되고 광물의 결합력이 약해져 나타난 것으로 보인다. 따라서 비풍화대보다 풍화대에서 응력이 크게 발생할 때 상대적으로 풍화된 표면이 지지력을 잃고 박락이 발생한 것으로 이해할 수 있다.

석조문화재 모니터링을 위한 하이퍼스펙트럴 이미지 분석의 활용

김유리(Yuri Kim),전유근(Yu Gun Chun),이미혜(Mi Hye Lee),이선명(Sun Myung Lee) 대한지질학회 2014 대한지질학회 학술대회 Vol.2014 No.10