표제지
목차
Ⅰ. 사업개요 3
1. 사업체계 4
2. 사업내용 5
3. 주요회의 13
3.1. 원주 법천사지 지광국사탑 보존처리 관련 자문회의 13
Ⅱ. 보존처리 16
1. 오염물 제거 17
1.1. 건식세척 17
1.2. 습식세척 18
2. 모르타르 제거 19
3. 모르타르 현황 23
3.1. 보수 모르타르 23
3.2. 철물 27
3.3. 납 34
Ⅲ. 조사연구 37
1. 모르타르에 의한 손상메커니즘 해석 38
1.1. 연구개요 38
1.2. 현황 및 연구방법 38
1.3. 복원부의 재료학적 특성 40
1.4. 모르타르의 손상메커니즘 53
2. 결실부재 기준모형 제작 55
2.1. 개요 55
2.2. 3D 스캔데이터 최적화 및 분할 56
2.3. 기준모형 제작 59
2.4. 결론 62
3. 모르타르 제거부재 3D 스캔 63
3.1. 개요 63
3.2. 데이터 구축장비 63
3.3. 데이터 구축과정 64
Ⅳ. 학술연구 68
1. 결실부재 복원도상연구 69
1.1. 기초자료 수집 69
1.2. 도상 연구 70
1.3. 맺음말 79
2. 신석복원석재 산지추정연구 80
2.1. 연구개요 80
2.2. 지광국사탑 및 대체석 후보 지역 조사 80
3. 무기질결합재 조성물 개발연구 90
3.1. 연구개요 90
3.2. 연구재료 및 방법 91
3.3. 연구결과 94
3.4. 고찰 및 결론 102
[부록] 105
모르타르 제거 전ㆍ후 사진 106
모르타르 점유 도면 120
복원도상 도면 138
판권기 151
Ⅱ. 보존처리 23
표 1. 모르타르 복원 부재의 부피와 모르타르 점유율 23
표 2. 모르타르의 Micro-XRF 측정 결과 25
Ⅲ. 조사연구 42
표 1. 지광국사탑 모르타르 분석시편 42
표 2. 지광국사탑 모르타르의 화학조성 43
표 3. 현재 생산되는 국내산 1종 보통 포틀랜드 시멘트의 화학조성 43
표 4. pH값의 시험 결과 53
표 5. 부재별 분할 조각수 및 출력소요시간 60
표 6. 3D 스캔 장비 63
표 7. 후처리 소프트웨어 64
Ⅳ. 학술연구 69
표 1. 지광국사탑의 법천사지 반출 이후 주요 이건ㆍ수리 내역 69
표 2. 지광국사탑 옥개석의 사방불 74
표 3. 원(原) 옥개석 사방불 74
표 4. 현(現) 옥개석 사방불 74
표 5. 옥개석(사방불 및 비천상)의 4면 비교 76
표 6. 옥개석 복원(안) : 현재 옥개석을 180° 회전한 후에, 모서리 부분을 바꿈 77
표 7. 대체석 탐색을 위한 조사지역의 명칭 및 전암대자율 수치 86
표 8. 무기질결합재의 조성비율 91
표 9. 무기질결합재 혼합비율 92
표 10. 충전제 및 발수제 배합에 따른 실험체의 X-선 형광분석 결과 99
Ⅰ. 사업개요 4
그림 1. 원주 법천사지 지광국사탑 보존처리 공동연구 추진체계 4
그림 2. 중량랙 설치 모습 5
그림 3. 탑신석 사리함 수습 부재 파편 5
그림 4. 석조복원작업실 호이스트 안전진단 6
그림 5. 지대석 모르타르 제거 6
그림 6. 지광국사탑 3D 프린팅 기준모형 6
그림 7. 석조복원작업실 에어배관 설치 6
그림 8. 지대석 모르타르 제거 7
그림 9. 하층기단석 습식세척 7
그림 10. 하층기단석 모르타르 제거 7
그림 11. 상층기단석 P-XRF 분석 7
그림 12. 거돈사지 탑비 현장조사 8
그림 13. 옥개석 습식세척 8
그림 14. 정밀보존처리실 공사 9
그림 15. 우석 모르타르 제거 9
그림 16. 우석 X-ray 촬영결과 9
그림 17. 보주 모르타르 제거 9
그림 18. 탑신석 분리부재 접착제 제거 10
그림 19. 옥개석 감마스펙트로미터 측정 10
그림 20. 앙화 모르타르 제거 10
그림 21. 석조문화재 보존 국제학술심포지엄 10
그림 22. 앙화 모르타르 제거 11
그림 23. 옥개석 모르타르 제거 11
그림 24. 쾰른성당 건설조합 방문 11
그림 25. 니더작센주 문화재연구소 방문 11
그림 26. 지광국사탑 추정부재 분석 12
그림 27. 옥개석 모르타르 및 철근 제거 12
그림 28. 보개 모르타르 제거 12
그림 29. 보륜 모르타르 제거 12
그림 30. 탑신석 표면 임시 강화처리 13
그림 31. 옥개석 모르타르 제거 13
그림 32. 원주 법천사지 지광국사탑 보존처리 관련 자문회의(2017.02.27.) 14
Ⅱ. 보존처리 17
그림 1. 표면 오염물 제거(건식세척) 17
그림 2. 탑신석 하부의 분리편 18
그림 3. 내부의 열화된 접착제 18
그림 4. 열화된 접착제 제거 18
그림 5. 표면 오염물 제거(습식세척) 18
그림 6. 습식세척 전, 후 비교 19
그림 7. 해체 부재에서 모르타르 제거 20
그림 8. 박락 위험부 강화처리 21
그림 9. 문양 조각이 있는 모르타르 복원부 21
그림 10. 모르타르 제거에 사용한 공구와 날 21
그림 11. 옥개석 모르타르 복원부 22
그림 12. 옥개석 동측면 모르타르 제거 전 22
그림 13. 옥개석 동측면 모르타르 제거 후(추녀탈락 부재는 별도보관) 22
그림 14. 옥개석 복원부의 잡석 24
그림 15. 옥개석 복원부 내부의 잡석 분포도 24
그림 16. 모르타르의 세 개 층 24
그림 17. 옥개석의 부재들(1~6, 8, 9번) 26
그림 18. 옥개석 서측 낙수면 부재(7번) 제거 전 27
그림 19. 옥개석 서측 낙수면 부재(7번) 제거 후 27
그림 20. 서측 앵커볼트 28
그림 21. 고정용 철판 28
그림 22. 서측 와셔 28
그림 23. 동측 와셔 28
그림 24. 서측 너트 28
그림 25. 동측 너트 28
그림 26. 앵커볼트 삽입 위치 29
그림 27. 부재 2의 돌출부로 인한 동측 굴착 위치의 한계 29
그림 28. 경천사 십층석탑에 사용된 꺾쇠 30
그림 29. 지광국사탑에 사용된 꺾쇠 30
그림 30. 옥개석 꺾쇠가 있는 타원형 홈의 크기와 위치 30
그림 31. 옥개석 내부의 원형철근(빨간색: Ø16 이상, 주황색: Ø9~10.5) 31
그림 32. 갈고리철근으로 추정되는 옥개석 내부의 원형철근 32
그림 33. 부재 3의 원형철근 32
그림 34. 부재 4의 원형철근 32
그림 35. 부재 5의 원형철근 32
그림 36. 옥개석 내부의 철심 삽입 높이(남서측) 33
그림 37. 옥개석 내부의 철심 삽입 높이(남동측) 33
그림 38. 구운 철선의 두선외코조임(매듭법) 34
그림 39. 부재 6의 구운 철선 34
그림 40. 주입구를 통해 부은 납의 형태 35
그림 41. 대부분의 홈에 사용된 납 형태 35
그림 42. 부재 1과 2의 홈과 주입구 35
그림 43. 옥개석 꺾쇠 주변 납 표면의 성형 흔적 36
Ⅲ. 조사연구 39
그림 1. (A) 이격 (B) 균열 (C) 박리박락 (D) 표면오염물 및 입상분해 39
그림 2. ( A) 보개 동면 (B) 앙화 남동면 (C) 앙화 북동면 (D) 옥개석 북면 (E) 옥개석 북면 (F) 탑 신석 북면 (G) 상층기단갑석 남서면 (H) 하층기단갑석 남서면 41
그림 3. (A) 시료 1(보개) (B) 시료 2(앙화) (C) 시료 3(앙화) (D) 시료 4(옥개석) (E) 시료 5(옥개석) (F) 시료 6(탑신석) (G) 시료 7(상층기단갑석) (H) 시료 8(하층기단갑석) 41
그림 4. (A) 시료 1(보개) (B) 시료 2(앙화) (C) 시료 3(앙화) (D) 시료 4(옥개석) (E) 시료 5(옥개석) (F) 시료 6(탑신석) (G) 시료 7(상층기단갑석) (H) 시료 8(하층기단갑석) 44
그림 5. 황회색 시료의 X-선 회절분석 결과 45
그림 6. 담회색 시료의 X-선 회절분석 결과 45
그림 7. 회색 시료의 X-선 회절분석 결과 46
그림 8. 흑색 시료의 X-선 회절분석 결과 47
그림 9. 시료 1 (A) 에트링자이트 (B) 알칼리-실리카 겔 (C) 방해석 48
그림 10. 시료 2 (A) 방해석 (B) 방해석과 에트링자이트 (C) 에트링자이트 48
그림 11. 시료 3 (A) Gypsum (B) 석영 위로 성장한 Gypsum 48
그림 12. 시료 4 (A) 알칼리-칼슘-실리카형겔 (B) 시멘트경화체 중의 Ca(OH)₂층 사이에 에트링자이트) (C) 알칼리-칼슘-실리카형 겔(미세균열) 48
그림 13. 시료 3 (A) 방해석 (B) 알칼리-칼슘-실리카형 겔 (C) 알칼리-칼슘-실리카형 겔 (D) 알칼리-칼슘-실리카형 겔(미세균열) (E) 시멘트경화체 중의 Ca(OH)₂ (F) 방해석 49
그림 14. 시료 5 (A) 공극사이에서 성장한 에트링자이트 (B) 에트링자이트 (C) 시멘트경화체 중의 Ca(OH)₂ (D) 알칼리-칼슘-실리카형 겔(미세균열) 49
그림 15. 시료 6 (A) 방해석 (B) 알칼리-실리카 겔 (C) 에트링자이트 50
그림 16. 시료 6 (A) 공극사이에서 성장한 에트링자이트 (B) 에트링자이트 (C) 에트링자이트와 방해석 (D) 알칼리-칼슘-실리카형 겔(미세균열) 50
그림 17. 시료 7 (A) 방해석 (B) 방해석 (C) 암석(위)과 모르타르(아래)의 경계면 50
그림 18. 시료 8 (A) C-S-H 수화물 (B) 방해석 (C) 방해석과 모노설페이트수화물(막대기형태) (D) 방해석 51
그림 19. 중성화 반응검사 결과 (A) 시료 3 (B) 시료 4 (C) 시료 5 (D) 시료 52
그림 20. pH측정기기 52
그림 21. Mesh Doctor 작업 56
그림 22. 홀 채움작업 56
그림 23. 매쉬 데이터 용량조정 57
그림 24. 3D 데이터 최적화 후 결과이미지 58
그림 25. 수평선 및 수직선 생성 58
그림 26. 표면생성 58
그림 27. split 기능을 이용한 솔리드 생성 및 분할 59
그림 28. 3D 프린팅 과정 및 결과물 60
그림 29. 출력물 배열, 2차 접합 및 완료 60
그림 30. 내부 보강 및 연결이음 정리 61
그림 31. 내부 보강 및 연결이음 정리 61
그림 32. 색맞춤 및 마무리 62
그림 33. 상륜부 및 옥개석 기준 모형 62
그림 34. 보개 스캐닝 65
그림 35. 옥개석 1차 스캐닝 65
그림 36. 2개의 스캔데이터 65
그림 37. 정치과정 65
그림 38. 블리언 기능 예시 66
그림 39. 자동 블리언 기능 적용 예시(보주) 66
그림 40. 수작업을 통한 임의 조정 66
그림 41. 분리 후 영역 선택 66
그림 42. 모르타르부분 분리 66
그림 43. 수동분리 후 남아 있는 모르타르 부분 67
그림 44. 솔리드의 부피 및 면적을 볼 수 있는 속성 67
Ⅳ. 학술연구 72
그림 1. 지광국사탑의 남동면 (건판 001087) 72
그림 2. 두건인물상(건판 022174) 72
그림 3. 약사불(건판 025503) 72
그림 4. 옥개석만 북면 (건판 015813) 73
그림 4-1. 그림 4의 세부, 시무외인 상 73
그림 5. 서면 (오가와 게이기치 04065) 73
그림 6. 아미타불 (건판 022176) 73
그림 7. 화반을 들고 있는 비천 75
그림 8. 연화를 들고 있는 비천 75
그림 9. 보개의 하부 77
그림 10. 옥개석의 하부 78
그림 11. 하층기단부 갑석의 하부 78
그림 12. 지광국사탑비의 보주(건판 022432) 78
그림 13. 원주 법천사지 지광국사탑 및 추정산지의 현장조사 사진 (A) 해체된 지광국사탑 석재의 모습 (B) 암석의 육안기재적 특징 조사 (C) 전암대자율 측정 81
그림 14. 지광국사탑 석재의 구성암석별 표면사진 81
그림 15. 지 광국사탑을 이루는 세립질 흑운모화강암 및 중립질 복운모화강암의 편광현미경 사진( 상; 교차니콜, 하; 개방니콜) 82
그림 16. 지광국사탑을 이루는 세립질 흑운모화강암(앙화, 옥개석) 및 중립질 흑운모화강암(상층기단갑석)의 X-선 회절분석 결과 82
그림 17. 원주 법천사지 지광국사탑의 부재별 구성암석 및 구성비율.(사자상 4점은 도면에 미표기) 83
그림 18. 지광국사탑 석재의 암종별 대자율 83
그림 19. 대체석 탐색을 위한 조사지역의 위치와 전경 및 전암대자율 분포. 지도는 대한지질도(대한지질학회, 1999)를 인용함 85
그림 20. 대체석 후보지역 간 암석기재적 특징 및 광물조성 비교.(Q; 석영, M; 운모, P; 사장석, Af; 알칼리장석, Chl; 녹니석) 87
그림 21. TAS 다이어그램을 이용한 암석기재 분류 88
그림 22. 주성분, 희토류 원소, 호정 및 불호정 원소에 대한 지구화학분석 결과 89
그림 23. 사전시험(소성황토) 및 본시험용 시험편 93
그림 24. 발수제 배합에 따른 압축강도변화 95
그림 25. 발수제 배합에 다른 흡수율 변화 95
그림 26. 발수제 배합에 따른 이온용출 결과 96
그림 27. 충전제 및 발수제 배합에 따른 압축강도 변화 96
그림 28. 충전제 및 발수제 배합에 따른 흡수율 변화 97
그림 29. 충전제 및 발수제 배합에 따른 양이온 검출량 변화 98
그림 30. 충전제 및 발수제 배합에 따른 음이온 검출량 변화 99
그림 31. 대조군의 XRD 결과 100
그림 32. 분말발수제(1%) 시험편의 XRD 결과 100
그림 33. 미세조직 관찰사진 - st.(대조군) / pr.(분말1%) / pr.+wr.(분말1%+액상1회) 101
그림 34. 반응 생성물에 대한 EDX 분석 결과 - st.(대조군) / pr.(분말발수제 1%) 102