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Various weathering factors affect stone monuments located outdoors. Among these factors, acid rain caused by rapid urbanization and industrialization has been recognized as an important factor in weathering of rocks for the stone monuments. In this study, artificial weathering assessment were performed to analyze quantitative weathering effect of rocks by acid rain. To consider actual outdoor environment, both meteorological data and stone monument distribution data were examined, and granite, sandstone and tuff were chosen for test specimens. Weight, absorption rate, color, ion contents, pH changes were measured in four cases, under fully soaking condition, continuous raining condition and natural weathering condition with or without upper cover. Result showed that the weathering effect on rock specimens at an early stage was bigger than the later stage. Weight changes of granite, tuff and sandstone under continuous raining condition for 100 days, 0.157%, 0.290% and 0.560% respectively, reflect weathering effect on rocks caused by acid rain for about 3 years under domestic raining condition. Ca2+ was the most detected ion due to dissolution of calcite and feldspars caused by acid solution. Upper cover under natural weathering condition showed decreased change of weight up to 22%, so the cover can be used to reduce weathering effect on stone monument.
야외에 노출된 석조문화재는 여러 가지 요인에 의해 풍화가 진행되는데 최근 도시화와 산업화로 인한 강우의 산성화는 암석의 풍화에 중요한 요소로 인식되고 있다. 이에 국내 실정을 반영한 산성비에 의한 석조문화재 구성 암석의 풍화 영향에 대해 정량적인 분석을 수행하였다. 기상측정자료와 석조문화재를 구성하는 암석의 지역별 분포 경향을 결합하여 분석하고, 분석 결과로부터 선정한 화강암, 사암, 응회암을 대상으로 완전침수 조건, 인공강우 조건, 보호각 유무로 구분한 자연풍화 조건에 따라 인공산성강우 실험을 수행하였다. 무게변화, 흡수율변화, 색변화, 이온변화, pH변화를 통해 산성비에 의한 암석의 풍화 정도를 비교한 결과, 모든 암석에서 실험 초기에 풍화 정도가 크게 나타났다. 인공강우 조건에서 100일 동안 실험을 반복한 결과, 화강암, 사암 및 응회암의 무게 감소가 각각 0.157%, 0.290%, 0.560%로 나타났고 이는 국내 강우 조건에서 약 3년 동안의 산성비에 의한 석조문화재 구성 암석의 풍화 영향을 모사한 결과이다. 산성용액의 이온변화에서는 방해석 및 장석류 광물의 용출로 인해 Ca2+ 이온이 가장 뚜렷한 변화를 보였다. 자연풍화 조건에서 보호각을 설치했을 경우 무게 변화가 최대 22% 감소한 결과를 통해 산성비에 의한 석조문화재 풍화예방 대책에 보호각 설치가 암석의 풍화를 억제하는 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.
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- Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
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- Volume : 48
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- Pages :460-472
Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
