Field Experiments of Consolidant and Filler for Stone Cultural Heritage: Primary Verification Using Ultrasonic Velocity

석조문화재 적용을 위한 강화제 및 충전제 현장실험 : 초음파 속도를 이용한 일차검증

  • Song, Chi-Young (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • Jun, Byung-Kyu (Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University) ;
  • Han, Min-Su (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • Lee, Jang-Jon (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • Kim, Sa-Dug (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage)
  • 송치영 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 전병규 (공주대학교 문화재보존과학과) ;
  • 한민수 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 이장존 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 김사덕 (국립문화재연구소 보존과학연구실)
  • Received : 2009.02.27
  • Accepted : 2009.03.08
  • Published : 2009.03.01

Abstract

We carried out the effect verification of conservation treatment focusing on basement rock of alkali granite at the Yukjonbul (two-pairs of Buddha Triads) carved on rock cliff of Samneung valley in Namsan mountain of Gyeongju. The conservation treatments were used to ethylsilicate-type rock consolidant and epoxy-type resin. It is treatment method that the epoxy-type resin have been applied one time into the exfoliation area, after rock consolidation treatment have been worked for three times. As the result of measuring ultrasonic velocity, P-wave velocity of the exfoliation area was relatively increased after applied the conservation treatments. The ultrasonic velocity of all area was increased as 27.8%. This result has been proved with consolidation effects by consolidant and filler for stone cultural heritages. The treatment method should be worked about three time to consolidate sufficiently for rocks.

알칼리화강암으로 구성된 경주 남산 삼릉계곡 선각육존불 주변 암반을 대상으로 보존처리제 성능을 평가하였다. 이 연구에 적용된 보존처리제는 에틸실리케이트 계열의 암석 강화용 처리제와 에폭시 계열의 수지이다. 처리과정은 에폭시 계열의 수지를 박리면에 주입 후 암석 강화용 처리제를 총 3차례 도포 하였으며, 처리 전과 후의 물성 변화를 비교하기 위해 초음파 속도를 측정하였다. 초음파속도 측정 결과, 박리면 주변의 저속도대는 강화제 및 충전제 처리 후 평균 27.8%의 속도 증가가 나타났다. 이 결과는 석조문화재에 대한 보존처리제의 강화 효과를 입증하는 것으로서, 최소 3회 정도를 처리하는 것이 효과를 극대화 시키는 것으로 나타났다.

Keywords

Acknowledgement

Grant : 석조문화재 손상제어기술 연구

Supported by : 국립문화재연구소

References

  1. Lee, C.H., Lee, M.S., Kim, Y.T. and Kim, J., "Deterioration assessment and conservation of a heavily degraded Korean stone Buddha from the Ninth century". Studies in Conservation, 51, p305-316, (2006). https://doi.org/10.1179/sic.2006.51.4.305
  2. 이상헌, "국내 석조문화재의 보전대책 수립을 위한 지질학적 고찰". 보존과학화지, 7, p9-18, (1998).
  3. 김영택, 이찬희, 이명성, "부여 정림사지 오층석탑의 보존과학적 풍화훼손도 평가". 자원환경지질, 38, p675-687, (2005).
  4. 이찬희, 이정은, 신은정, 김사덕, "경천사십층석탑의 암석학적 특성과 풍화훼손도". 지질학회지, 44, p756-779, (2008).
  5. 좌용주, 이상원, 김진섭, 손동운, "경주 불국사와 석굴암의 석조 건축물에 사용된 석재의 공급지에 대하여". 지질학회지, 36, p335-340, (2000).
  6. Lee, C. H., Lee, M.S., Suh. M. and Choi, S.W., "Weathering and deterioration of rock properties of the Dabotap pagoda (World Cultural Heritage), Republic of Korea". Environmental Geology, 47, p547-557, (2005). https://doi.org/10.1007/s00254-004-1177-y
  7. 이명성, 이정은, 표수희, 송치영, 이찬희, "논산 관촉사 석등의 훼손도 진단 및 기원암의 성인적 해석" 보존과학회지. 17, p5-18, (2005).
  8. 이찬희, 김영택, 이명성, "부여 정림사지 오층석탑 구성암석의 원산지 추정". 지질학회지, 43, p183-196, (2007).
  9. Leissn, H., "Success and limits for stone repair mortars based on tetra ethyl silicate - Conservation of the reliefs at ankor wat temple, Cambodia". International Congress on deterioration and conservation of stone, 10, p331-338, (2004).
  10. Tabasso, M,L., "Products and methods for the conservation of stone : Problems and trends". International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, 10, p269-282, (2004).
  11. 송치영, 한민수, 이장존, 전병규, 염두성, 김사덕, "석조문화재 보존처리제의 정량화 연구". 한국문화재보존과학회 춘계학술대회, (2008).
  12. 조연태, 김창석, 강대일, 이명희, "회암사지 선각왕사비 보존처리". 보존과학연구, 22, p11-41, (2001).
  13. 김사덕 외, "경천사십층석탑, I. 해제에서 복원까지". 국립문화재연구소, p83-91, (2005).
  14. 김사덕, 김순관, 김창석, 홍정기, 강대일, 이명희, "석조문화재 에폭시수지 개발 시험연구". 보존과학연구, 20, p139-155, (1999).
  15. 송치영, 한민수, 이장존, 전병규, "석조문화재 보존 처리제의 현황 조사". 보존과학연구, 29, p164-180, (2008).
  16. Sayers; C.M., Allen, D.R., Haines, G.E. am Proudfoot, G.G., "Texture and stress determination in metals by using ultrasonic Rayleigh waves and neutron diffraction". Phil. Trans. R. Soc. London., A320, p182-200, (1986).
  17. King, M.S., Chaudhry, N.A., Shakeel, A., "Experimental ultrasonic velocities and permeability for sandstones with aligned cracks". Int. Jour. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 32, p155-163, (1995). https://doi.org/10.1016/0148-9062(94)00033-Y
  18. Singh, V. P., "lnvestigations of attenuation and internal friction of rocks by ultrasonics". Int. Jour. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 13, p69-74, (1976). https://doi.org/10.1016/0148-9062(76)90422-8
  19. 서만철, 송인선, 최희수, "암석의 파괴 확률 분석을 통한 불국사 삼층석탑 구조 안전 진단". 지구물리, 4, p57-69, (2001).
  20. 서만철, 송인선, 최희수, "초음파 속도 분석을 통한 불국사 다보탑 구조 안전 진단". 지구물리, 5, p199-209, (2002).
  21. 이선명, 이명성, 조영훈, 이찬희, 전성원, 김주옥, 김선덕, "안성 청룡사삼층석탑의 풍화훼손도 진단과 보존처리". 자원환경지질, 40, p661-673, (2007).
  22. Illiev I. G., "An attempt to measure the degree of weathering of intrusive rocks from their physico-mechanical properties". Proceeding of the First International Congress, International Society of Rock Mechanics, Lisbon, 1, p109-114, (1967).
  23. 임홍철, 김연수, 우상균, 송영철, "초음파를 이용한 콘크리트 시편의 피복두께 이하에 위치한 균열깊이 탐사". 한국구조물진단학회, 6, p181-188, (2002).
  24. 조영훈, 전유근, 조성남, 이찬희, "석조문화재 표면 풍화도 평가를 위한 초음파 탐사의 응용". 2008년 춘계지질과학기술 공동학술대회 초록집, p188, (2008).