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표제지

목차

I. 서론 12

1. 연구 목적 12

2. 연구방법 15

3. 선행연구 분석 17

II. 지광국사탑의 연혁과 현황 22

1. 지광국사탑 연혁 22

2. 지광국사탑 현황 25

3. 지광국사탑 이건 기록 32

4. 1957년 수리복원 38

III. 과거 수리복원부 조사 40

1. 복원부 모르타르의 비파괴 보존상태 조사 40

1) 실험 방법 41

2) 실험결과 44

3) 반전위 측정결과 51

4) 복원부 조사결과 53

2. 모르타르 열화에 따른 원형 부재 표면손상 해석 56

1) 연구방법 56

2) 복원부의 재료학적 특성 57

3) 모르타르 풍화에 따른 원형 부재의 표면손상 해석 68

3. 옥개석 모르타르 복원부 내 철근 현황 69

1) 앵커볼트형 연결 철근 70

2) 꺾쇠형 연결 철근 71

3) 철근 콘크리트용 원형 철근 73

4) 원형 철근 고정용 납 74

5) 수리한계 75

IV. 과학적 보존처리 연구 77

1. 흑색오염물 유형 분류 및 분석 77

1) 연구개요 77

2) 흑색오염물 유형 분류 77

3) 흑색오염물 유형별 분석결과 80

4) 흑색오염물 해석 87

2. 파이버 레이저(Fiber Laser)를 이용한 흑색오염물 제거 89

1) 연구개요 89

2) 레이저 세척 선행연구 89

3) Fiber Laser 소개 90

4) Nd:YAG Laser와 Fiber Laser 세척 효율 92

3. 결실부분 복원석재 선정 연구 94

1) 지광국사탑 및 복원석재 후보 지역 조사 94

2) 암석학적 동질성 분석 102

3) 지구화학적 동질성 분석 104

4) 결실부분 복원석재 선정 106

4. 결실부재 도상복원 연구 107

1) 기초자료 수집 107

2) 도상연구 108

5. 신석 및 원형부재 접합기술 연구 118

1) 개요 118

2) 접합기술 120

3) 접합 정보 기록 125

6. 결실부분 신석제작 복원 연구 131

1) 개요 131

2) 신석제작 131

3) 석재 채석 133

4) 부재성형 134

5) 부재가공 135

6) 도상 조각 139

7) 신 발견 부재(옥개석 편) 원위치 복원 142

V. 원형보존 고찰 143

1. 국제적 기준에 따른 원형보존 고찰 143

2. 지광국사탑 보존처리에 따른 원형보존 토의 146

VI. 결론 150

참고문헌 154

국문초록 158

Abstract 160

표목차

〈표 1〉 지광국사탑 선행연구 목록-인문학 분야 18

〈표 2〉 지광국사탑 선행연구 목록-보존과학 분야 20

〈표 3〉 지광국사탑의 원주 법천사지 반출 이후, 이전 및 수리 내역 24

〈표 4〉 건조 상태 실험편의 전위측정결과 48

〈표 5〉 건조 상태 실험편의 다중회귀분석 결과 48

〈표 6〉 습윤 상태 실험편의 전위측정결과 50

〈표 7〉 습윤 상태 실험편의 다중회귀분석 결과 50

〈표 8〉 지광국사탑 모르타르 분석시편 59

〈표 9〉 지광국사탑 모르타르의 화학조성 61

〈표 10〉 국내산 1종 보통 포틀랜드 시멘트의 화학조성 61

〈표 11〉 pH 측정결과 67

〈표 12〉 흑색오염물 유형 및 특징 78

〈표 13〉 대체석 탐색을 위한 조사지역의 명칭 및 전암대자율 수치 101

〈표 14〉 지광국사탑 옥개석의 사방불 112

〈표 15〉 신석 제작 후 접합 복원과 파손부재 재 접합 현황 119

〈표 16〉 신석 복원 부재 접합 현황 126

〈표 17〉 파손 원형부재 접합 현황 127

그림목차

〈그림 1〉 지광국사탑 유리건판-전경(서울 명동, 1911년)과 상륜부와 탑신석 상세 25

〈그림 2〉 지광국사탑 서면(2015년) 26

〈그림 3〉 하층기단부 및 세부 26

〈그림 4〉 하층기단석 북면 세부 27

〈그림 5〉 하층기단갑석 위 사자상(1923.1930년, 국립중앙박물관 소장) 28

〈그림 6〉 사자상 스캔 이미지 및 하층 기단갑석의 원공 28

〈그림 7〉 상층기단석 도상 조각형태 29

〈그림 8〉 상층기단갑석 상세 29

〈그림 9〉 탑신석 도상 조각형태-남면, 동면 (1932년, 국립중앙박물관 소장) 30

〈그림 10〉 지광국사탑 옥개석(남서면) 31

〈그림 11〉 상륜부(1932년, 국립중앙박물관 소장 / 2015년) 32

〈그림 12〉 『조선물산공진회보고서』 및 기념엽서에서 확인되는 지광국사탑(1916년) 37

〈그림 13〉 옥개석 시멘트 모르타르 복원부 범위 40

〈그림 14〉 옥개석 상·하단 반전위 측정 위치 42

〈그림 15〉 실험용 실험편 모식도 및 완성 실험편 42

〈그림 16〉 레이더전자파 방식의 탐사기 측정원리 43

〈그림 17〉 반전위 측정원리 44

〈그림 18〉 레이더전자파를 이용한 옥개석 상·하단 철근 측정 위치 45

〈그림 19〉 레이더전자파를 이용한 철근 탐사결과 - 옥개석(②, ⑤, ⑫) 45

〈그림 20〉 촉진 손상시험 개요도 46

〈그림 21〉 실험편 배치 및 수용액 침지 46

〈그림 22〉 촉진손상시험 후 47

〈그림 23〉 실험편 반전위 측정 47

〈그림 24〉 촉진손상시험 후 실험편 손상 발생 상태 47

〈그림 25〉 건조 상태 실험편의 다중회귀분석결과 - A(6시간), B(18시간), C(42시간) 49

〈그림 26〉 습윤 상태 실험편의 다중회귀분석결과 - A(6시간), B(18시간), C(42시간) 51

〈그림 27〉 옥개석 복원 모르타르 반전위 측정 51

〈그림 28〉 탑신석 사리공 내 석탑편 반전위 측정위치 51

〈그림 29〉 상층기단갑석 복원 모르타르 반전위 측정 52

〈그림 30〉 하층기단석 복원 모르타르 반전위 측정 및 위치 52

〈그림 31〉 지광국사탑 옥개석 상.하단 반전위 분포도(습윤 상태 기준) 53

〈그림 32〉 모르타르 수습위치-(A)보개 동면, (B)앙화 남면, (C)앙화 북면, (D~E)옥개석... 58

〈그림 33〉 모르타르 층위 및 시료번호-(A)시료1(보개) / (B,C)시료2,3(앙화) / (D,E) 시... 59

〈그림 34〉 모르타르 층위관찰결과 - (A)시료1(보개) / (B,C)시료2,3(앙화) / (D,E) 시료4,5(옥개... 63

〈그림 35〉 X-선 회절 분석결과 - 황회색 및 담회색 시료 64

〈그림 36〉 X-선 회절 분석결과 - 암회색 및 흑회색 시료 64

〈그림 37〉 SEM-EDX분석결과 - 각 부재에서 확인되는 에트링자이트와 방해석, Gymsum... 66

〈그림 38〉 모르타르 중성화 반응검사 결과 - (A)시료3 / (B)시료4 / (C)시료5 / (D)시료6... 67

〈그림 39〉 옥개석 원형 부재의 파손형태 및 분류번호 70

〈그림 40〉 옥개석 부재 1,2 고정용 앵커볼트와 철판, 와셔와 너트 현황 71

〈그림 41〉 옥개석 부재 1,2 고정용 앵커볼트 위치 및 천공 각도 71

〈그림 42〉 경천사지 십층석탑에 사용된 꺽쇠와 지광국사탑에 사용된 꺽쇠 72

〈그림 43〉 옥개석 파손 원형 부재 고정을 위한 꺽쇠 위치 72

〈그림 44〉 옥개석 내부 원형 철근(붉은색:Ø16~21.1mm, 주황색:Ø9~10.5mm) 73

〈그림 45〉 옥개석 내부의 원형 철근 삽입 위치(남서측면) 74

〈그림 46〉 주입구로 액체 납을 부은 후 고정, 홈 고정용 납 및 납 주입 구멍 75

〈그림 47〉 지광국사탑 흑색오염물 유형별 세부관찰 현황 80

〈그림 48〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 1의 P-XRF 분석결과 81

〈그림 49〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 1의 SEM-EDS 분석결과 81

〈그림 50〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 1의 XRD 분석결과(M:Mica,... 82

〈그림 51〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 2의 P-XRF 분석결과 83

〈그림 52〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 2의 SEM-EDS 분석결과 83

〈그림 53〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 2의 XRD 분석결과(M:Mica,... 84

〈그림 54〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 3의 P-XRF 분석결과 85

〈그림 55〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 3의 SEM-EDS 분석결과 85

〈그림 56〉 지광국사탑 흑색오염물 유형 3의 XRD 분석결과(M:Mica, G:Gypsum,... 86

〈그림 57〉 지광국사탑 흑색오염물 유형별 이온 크로마토그래피 분석결과 87

〈그림 58〉 (a)-Fiber Laser의 기본구도, (b)-이터븀을 이용한 Fiber Laser 발진 91

〈그림 59〉 Fiber Laser 세척기 구성 92

〈그림 60〉 지광국사탑 하층기단갑석 가장자리의 흑색오염물(5,6,8) 등 현황과 현미경 사진 92

〈그림 61〉 Laser 세척 비교를 통한 지광국사탑 하층기단갑석의 흑색오염물 제거 93

〈그림 62〉 지광국사탑 석재의 구성암석별 표면사진 95

〈그림 63〉 지광국사탑 구성암석 편광현미경 사진 - 세립질·중립질 복운모화강암(상:교차니콜, 하: 개방니콜) 96

〈그림 64〉 지광국사탑 구성암석의 X-선 회절분석 결과 - 세립질(앙화,옥개석), 중립질(상층기단갑석) 96

〈그림 65〉 지광국사탑 부재별 구성 암석 및 구성 비율 97

〈그림 66〉 지광국사탑 석재의 암종별 대자율 98

〈그림 67〉 대체석 탐색을 위한 조사지역의 위치와 전암대자율 분포-지도 인용: 대한지질도(1999) 100

〈그림 68〉 대체석 후보 지역 간 암석기재적 특징 및 광물 조성 비교-Q:석영, M:운모, P:사... 103

〈그림 69〉 TAS 다이어그램을 이용한 암석 기재 분류 104

〈그림 70〉 주성분, 희토류 원소, 호정 및 불호정 원소에 대한 지구화학적분석 결과 106

〈그림 71〉 지광국사탑 남면 사진(붉은색 원) - 조선물산공진회(좌측)와 경복궁 근... 109

〈그림 72〉 지광국사탑 옥개석 부재 위치 조정 - 180˚회전 후 추녀부 바꿈 110

〈그림 73〉 지광국사탑 남동면과 옥개석 도상 상세(유리건판:국립중앙박물관 소장) 111

〈그림 74〉 오가와 게이기치 사진-지광국사탑 서면과 옥개석 도상(유리건판:국립문화재연구소 소장) 111

〈그림 75〉 지광국사탑 옥개석 사방불 - 원래 사방불과 현재 사방불 배치도 113

〈그림 76〉 지광국사탑 옥개석 남면 복원 도면 114

〈그림 77〉 지광국사탑 옥개석 북면 복원 도면 114

〈그림 78〉 지광국사탑 옥개석의 비천상 - 유리건판 및 현황사진 115

〈그림 79〉 지광국사탑 옥개석 복원도면 참고용 - 빈도로존자상과 금속장식 115

〈그림 80〉 지광국사탑 상륜부 유리건판 및 도면-1932년 촬영 및 실측 추정 116

〈그림 81〉 지광국사탑 보주, 지광국사탑비의 보주 및 현화사 석등 보주 117

〈그림 82〉 접합 유형-(A)접착제 열화, (B)접합부 이격, (C)이격, (D)발견 부재 접합 118

〈그림 83〉 부재 접합 전 조사 -(A)티타늄 전산환봉, (B)압축강도 측정, (C)금속보강... 122

〈그림 84〉 탑구석 단순접합 -(A)탑구석 접합면 수지처리, (B)탑구석 고정 122

〈그림 85〉 부재 접합면 천공-(A)앙화 부재 천공, (B)레이저 수평계를 활용한 접합... 123

〈그림 86〉 충전제 검증-입자 형태, 평균 입도, XRD 분석결과, 동일중량 혼합결과 124

〈그림 87〉 접합부재 고정-(A)자동바(옥개석), (B)사다리 잭(탑신석), (C) 클램프(옥개석 편) 124

〈그림 88〉 옥개석 접합 정보 기록현황 128

〈그림 89〉 옥개석 접합 정보 기록현황 129

〈그림 90〉 앙화 접합정보 기록현황 130

〈그림 91〉 지광국사탑 보주 모르타르를 두 개의 3차원 데이터를 기반으로 정... 132

〈그림 92〉 지광국사탑 옥개석 모르타르 분리 및 앙화 신석복원 석재 물량 산출 133

〈그림 93〉 채석 산지 전경 및 사용 석재 깬 돌 134

〈그림 94〉 지광국사탑 옥개석 결실부분 성형과정-(A)신석제작용 틀, (B) 추녀... 135

〈그림 95〉 1차 가공 - (A)원형부재 및 신석 중심선 맞춤(보개), (B)신석제작 1... 136

〈그림 96〉 2차 가공 - (A) 탑신석 중심선 및 접합면 맞춤, (B) 옥개석 추녀부... 137

〈그림 97〉 옥개석 추녀 균열부분 에폭시 수지 보강 후 신석접합 137

〈그림 98〉 (A) 옥개석 추녀부 보강 후 접합, (B) 원형부재와 신석재 면 맞춤 138

〈그림 99〉 3차 가공- (A) 하층기단석,(B) 보륜, (C) 지대석 3차 가공 완료 139

〈그림 100〉 기준 도상 모델링(남면 두건인물상) 및 검토회의 139

〈그림 101〉 지광국사탑 옥개석 도상조각 과정 141

〈그림 102〉 신 발견 부재(옥개석 편) 원위치 복원-붉은선 내부(8개 편) 142

초록보기

석조문화재는 조성된 직후부터 다양한 훼손 요인에 의해 손상되거나 본래의 역사적 진정성을 잃어버린 채 현재에 이르게 된다. 보수복원 또는 수리복원이라는 인위적 개입을 통한 역사적·예술적 가치와 진정성 회복을 위한 노력은 국제적 기준과 객관적 데이터, 합리적 보존처리 과정을 거치지 않는다면 오히려 진정성을 훼손하고 역사적·예술적 가치를 상실하게 된다.

석조문화재 대부분은 서너 개 또는 다수의 부재로 구성되어 있으며 건축 이후 수 세기 동안 복합적 훼손으로 손상되고, 원형보존의 목적으로 부재가 수리·교체된다. 원주 법천사지 지광국사탑(이하 '지광국사탑') 또한 이와 같은 사례에서 벗어날 수 없었다. 1085년 건립된 후 수많은 인위적 개입이 있었고, 한국전쟁 시 대파되었던 지광국사탑 부재는 1957년 가장 적극적인 수리복원 행위를 통해 현재에 이르렀다. 본 연구의 대상인 지광국사탑은 고려 시대 승려 지광국사 해린(984~1067년)을 기리기 위해 세워진 탑으로, 고려 시대 국가에서 최고의 승려에게 내리는 왕사(王師)와 국사(國師)의 칭호까지 받았던 지광국사의 사리탑이다.

지광국사탑은 일제강점기 한국 석조문화재에 대한 약탈과 훼손 역사를 실증적 자료로 보여주는 대상이면서, 우리나라 석조문화재 수리복원의 초창기 기록을 함께 간직하고 있는 중요한 대상이다. 시멘트 모르타르를 사용하여 옥개석과 상륜부, 탑신석 등 중요 부재를 포함하여 29개 부재 중 19개(66%) 부재를 수리·복원하였다. 1957년 사용된 시멘트 모르타르는 육십년 넘는 기간 동안 석탑 구성암석 표면에 이차적인 오염물질과 염 풍화에 따른 암석의 풍화메커니즘을 가속함으로써 석탑의 다양한 손상을 초래하였다.

따라서 본 연구에서는 보존처리에 앞서 해당 시멘트 모르타르를 포함한 과거 수리복원 부위를 과학적으로 조사·분석하여 제거 필요성에 대한 객관적 데이터를 확보하고, 처리방안에 대한 기준을 확립하기 위해 수리복원 부위 조사를 진행하였다. 수리복원부의 모르타르 조사는 내부 철근 부식과 시멘트 내구성 저하를 판정하는 기준이 필요하였다. 전기비저항 탐사와 부식도 측정 등과 같은 기존의 비파괴 정밀진단 기술은 이를 판정할 수 있는 공학적 데이터 제공에는 한계가 있었다. 지광국사탑의 경우 외부 노출 철근과 사리공 내 발견 부재 편에 삽입된 철근 등이 상당수 존재하였기 때문에 콘크리트 진단기술에 활용되는 반전위 측정법(Half Cell Potential)을 적용하여 모르타르 복원부의 상태조사를 진행하였다. 해당 결과는 모르타르 층위분석과 이차오염물 생성원인규명, 중성화 실험 등과 함께 수리복원부 모르타르 조사와 제거 범위 결정의 기초 데이터를 제공하였다.

또한 지난 5년간의 보존처리 과정에서 손상원인 규명과 다양한 케이스 연구를 진행하는 등 과학적 보존처리를 수행하였다.

과학적 보존처리의 첫 번째 공정은 시멘트 모르타르에 의해 표면에 형성된 오염물을 분류하고, 이를 제거하려는 접근방법이다. 이에 정성·정량분석을 통해 표면오염물의 유형을 분류하였고, 건·습식세척 및 스팀세척 그리고 레이저 세척을 진행하였다. 특히 그동안 사용된 Nd-YAG Laser보다 고출력·고품질·연속 발진이 가능한 Fiber Laser(Yb)를 적용하였다.

복원 석재 확보를 위한 대체석 산지추정 연구에서는 육안 관찰을 통한 암석학적 특성조사, 편광현미경 및 전암대자율기기를 활용한 구성 암석의 차이점과 공통점을 비교하였다. 또한 지구화학적 동질성 비교분석을 위해 주성분, 희토류 원소, 호정 및 불호정 원소 분석을 수행하였다.

다음으로 대체석 산시추정 연구를 통해 확보한 석재에 도상과 문양을 조각하기 위한 복원 도상연구이다. 경전해석을 통해 법상종 사찰인 법천사의 승통을 이해하고, 일제강점기 촬영된 유리건판과 실측도면을 참고하여 도상과 문양을 복원하였다.

마지막으로 진행한 결실 부분 신석 복원은 대체석을 결실된 부분만큼 채우고, 원형부재와 접합하면서 복원한 도상과 문양을 새로운 돌에 조각하는 일련의 과정을 지칭한다. 해당 공정을 수행하면서 탑신석에서 발견한 옥개석 부재 편을 원 위치로 보냈고, 1957년 수리과정에서 잘못 복원된 옥개석 방향을 바로 잡았다.

이와 같은 보존처리 과정은 국제적인 보존원칙을 준수하고 별도의 처리방안을 마련하여 과학적 보존처리를 수행함으로써 지광국사탑의 역사적·예술적 가치와 원형회복에 기여할 것으로 기대한다.

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