경주 불국사 삼층석탑은 불교와 전통의 조화 속에서 선조의 얼과 민족 정체성을 일깨우는 매개체 역할을 하고 있다. 이 석탑은 통일신라 탑의 정형으로 신라 석탑의 조형 기술과 예술 정신을 표현한 역사적 산물로 평가된다. 이러한 조형예술의 아름다움은 선조들의 뛰어난 기술, 예술, 지혜를 바탕으로 완성되었다. 탑은 일정 비율로 높이와 너비가 줄어드는 체감 비를 통해 단아하고 안정된 느낌을 전한다. 석탑 외면은 조각이 없는 형태로 간결하고 장중하며 내면은 사리장엄을 통해 정교한 기법을 반영한 역사적 유물을 담고 있다.
하지만 오랜 시간 야외에 위치한 석탑은 재질 열화와 손상이 발생하였다. 기단 균열은 응력 집중 현상으로 인해 구조적으로 불안정한 상태이고, 표면오염물은 다양한 색으로 대변되는 손상 양상으로 인해 석탑의 미적 가치 낮추고 암석 재질에도 영향을 주고 있다. 이와 함께 물리적 파손은 탑의 원형과 가치, 암석 상태에 영향을 줄 수 있으므로 석탑의 역사성, 예술성, 종교성 보존을 위한 방안이 필요하다. 석탑 보존은 그 원형을 유지하여 후손에까지 전해주는 데 의의가 있다. 따라서 석탑의 보존 상태 조사를 통한 손상 원인 규명과 손상부에 대한 보존처리를 하는 것이 바람직한 보존 방안이라 할 수 있다.
본 논문에서는 경주 불국사 삼층석탑의 손상 특성과 보존처리에 관한 연구를 진행하였다. 석탑 보존은 오염물 생성 원인과 재질 특성 기초 자료, 정량적 손상도 평가, 보존처리 자료를 바탕으로 고찰하였다. 석탑의 오염물 분석 결과, 황색 오염물은 토양이 부재에 침착한 것으로 부재 수평을 맞추기 위해 사용한 토양뿐만 아니라 바람과 함께 이동한 토양이 고착화 형태로 나타났다. 갈색 무기오염물은 과거 부재 간 수평에 사용한 철제류 금속 고임편의 화학 반응 과정에서 생성되었다. 이는 산화철 광물 중 침철석이 수분과 반응하여 철산화물을 생성한 것으로 주로 부재 표면과 모서리부에서 관찰되었다. 흑색 무기오염물은 망간(Mn) 산화물이 부재 표면에 고착한 것으로 판단된다. 백색 오염물은 과거 보존과정에서 사용한 시멘트 모르타르의 경화 과정 후에 새로운 물질이 침착한 것으로 사료된다. 또한, 이온크로마토그래피(IC) 음이온 분석에서는 시멘트의 구성 광물로 추정되는 황산염(SO4)의 함량 변이 차이가 관찰된다. 이 결과는 시멘트 성분 또는 혼합비 차이로 인해 과거 복원 재료의 사용 시기가 상이했을 가능성을 시사한다.
석탑의 손상도 평가 결과에서 생물 서식은 가장 높은 손상 면적을 차지하며 변색, 형태 변형의 순으로 점유율이 나타났다. 석탑의 방향별 손상도는 일조량, 계절 변화, 수분 등의 영향으로 방향에 따라 손상 정도의 차이가 있지만 각 방향에 대비하여 서측에서 높은 손상률을 보였다. 하지만 50여 년 전 신부재로 복원한 상륜부는 비교적 손상도가 낮았다.
이러한 표면오염물은 세척처리로 최대한 제거하고 손상 부재는 접합처리로 보강하는 것이 효율적이다. 이 과정에서 세척은 범위와 기준을 설정하여 과도한 세척으로 인해 역사적 기록이 제거될 가능성을 예방해야 한다.
이 연구를 바탕으로 오염물은 세척처리 과정을 통해 그 정도가 저감되었으나 향후 재형성 가능성이 높다. 하지만 시멘트 모르타르 오염물은 물리적 방법으로 제거하여 재발생 가능성이 낮다. 부재 접합은 구조보강재 삽입을 선택적으로 적용하여 구조 안정성과 유실 가능성을 최소화하였다.
석탑 보존은 원형 유지를 위한 향후 연구자료 뿐만 아니라 교육 자료로 문화 정체성 일환으로 활용할 수 있다. 하지만 석탑은 대기 환경의 영향으로 향후 표면오염물 재생성 가능성이 높은 편이고, 접합부는 처리 재료의 내구성 저하로 인해 변색 또는 물성 변화 등이 생길 수 있다. 따라서 장기적인 석탑 보존과 손상 예방을 위해서는 정기적인 계측 및 안전점검이 필요하다. 안전점검은 구조 안정성, 부재 건전성, 상시 모니터링, 대기 환경 조사와 기록을 통해 보존을 위한 예방 자료를 구축하고 향후 복원에 대비하는 것이 요구된다.
천 년 이상의 역사를 지닌 석탑은 다양한 원인으로 손상이 진행되나 보존 관리와 자연 환경 조건 등에 따라 그 속도가 가속화되거나 느려질 수 있다. 이 석탑의 보존 연구 자료는 일부 자료를 제외하고 상세한 보존 자료를 찾아보기 어려운 실정이다. 석탑 보존은 장소성, 연속성, 진정성 등을 포함한 개념으로 전통과 현대 재료와 기법을 통해 석탑의 원형을 보존하는 최선의 방법으로 사료된다. 이 과정에서 경주 불국사 삼층석탑의 손상 특성과 보존처리 연구는 향후 발생 가능한 문제점을 대비하는 기초 자료로 활용 가능하다. 또한, 학술적 자료뿐만 아니라 석탑 보존에 관한 학문 간 연구 자료와 교육 자료로 활용할 수 있다. 이 연구가 석탑 보존 연구와 경주 불국사 삼층석탑의 보존 자료로 활용되길 기대한다.

The three story stone pagoda of Bulguksa temple in Gyeongju is regarded as a medium to awaken the spirit of ancestor and national identity in the harmony of Buddhism and tradition. This stone pagoda is a representative model of the unified Silla pagoda and is evaluated as a historical product that expresses the formative technology and artistic spirit of the Silla pagoda. The beauty of this formative art was completed based on the superior skills, art and wisdom of our ancestors. The pagoda conveys a sense of elegance and stability via sensational ratio that decreases in height and width at a certain ratio. Moreover, the exterior of the stone pagoda is concise and elaborate without sculpture, and the interior contains historical relics reflecting elaborate techniques through sarira reliquary.
However, as the stone pagoda is located on outdoor environment for a long time, deterioration and damage were occurred. The crack of stone pagoda structurally unstable because of the stress concentration phenomenon, and surface contaminants cause the appearance of the stone as a damage pattern represented by various colors, lowering the aesthetic value and affecting the damage to the rock. Along with this, as physical damage could affect the originality and value of the pagoda and state of the rock, an appropriate solution is needed in order to preserve the historical, artistic and religious properties of the stone pagoda. The aim of stone conservation is to conserve the original shape and convey originality from the ancestors to their descendants. Therefore, it would be a desirable method to investigate the preservation condition of the stone pagoda determine the cause of damage and to conserve the damaged part.
In this study, the conservational direction was determined via conservation treatment based on the analysis and quantitative damage evaluation data for the investigation. As a result of the analysis, the foreign soil or weathering soil would lead to yellow pollutants of the pagoda. The brown inorganic contaminants are created by chemical reaction of the iron.
Among the iron oxide minerals, goethite is produced by reacting with moisture to produce iron oxide, which is mainly found on the surface and corners of the member. In addition, it is determined that the black inorganic contaminants are produced by adhering manganese oxide to the member surface. The white contaminants appeared when the cement mortar preservation material used in the past preservation process was deposited during the hardening process. In addition, the result of ion chromatography anion analysis, a variation in the content of sulfate, which is assumed to be a constituent mineral of cement was observed. it is considered that the timing of use of the restoration material was different in the past due to the difference in cement composition or mixing ratio.
As a result of the damage evaluation of the stone pagoda, biological damage occupied the highest damage area, and the share was in the order of discoloration and shape transformation. The degree of damage by direction varies depending on the direction due to the influence of the amount of sunlight, seasonal change, and moisture, but the damage rate is higher in the west compared to each direction. However, since the top of pagoda was restored more than 50 years ago, the state presented a good condition.
These surface contaminants were removed by cleaning and bonding treatment was performed on structurally unstable members. In this process, it is necessary to establish a range and criteria for cleaning to prevent the possibility that historical records will be removed due to excessive cleaning.
Based on this study, the degree of contamination of contaminants was reduced through washing treatment, but there is a high possibility of reforming in the future. However, since cement mortar contaminants are removed by physical methods, the possibility of regeneration is low. When it comes to bonding, structural stiffener insertion was selectively applied in consideration of structural stability and possible loss.
By solving these problems, it could be used as part of cultural identity as educational materials as well as future research materials for maintaining the original form. However, stone pagoda is of a high possibility of regenerating surface pollutants in the future, and the joints would experience discoloration or change. Therefore, it is required the continuous monitoring and regular mechanical safety check. Especially, it is needed safety checks such as structural stability, constant monitoring, air environment surveys and record in order to establish conservational data.
Although th stone pagoda with more than a thousand years of history, damage factors wold affect to accelerate or retard the damage condition because of conservation management and natural environmental conditions.
Moreover, it is difficult to find detailed preservation data except for some of the preservation research data of this stone pagoda is not a correct preservation study. The aim of stone conservation includes location, continuity, and authenticity, and is considered the best way to preserve the original form of a stone pagoda via traditional and modern materials and techniques. In this process, the damage characteristics and conservation treatment studies of the three story stone pagoda at Bulguksa temple in Gyeongju could be used as basic data to prepare for possible problems in the future. In addition, it can be used not only as an academic material, but also as an interdisciplinary research material and educational material on the conservation of the stone pagoda. I look forward to this research would be used as a study on the preservation of the stone pagoda and the conservation data for the three story stone pagoda of Bulguksa temple in Gyeongju.