?? ?? ??(????????)건축디자인과 ??학년 ??반석 공 사■ 개 요석재는 다른 재료에 비해 풍화나 마멸에 잘 견디며 내화, 내구성이 있고 특히 공예 재료로서 연마하면 광택이 나고 아름다운 무늬결이 나온다. 반면, 비중이 크고 강공이 어려운 점도 있어 석재의 성질을 연구한 후에 다루어야 한다. 현재 석재는 돌 특유의 재질감과 미학적 관점으로 분수대, 벽면장식, 조각품, 건축재, 외장재로 이용되고 있다. 석재를 선택할 때 미리 재적의 크기, 수량 등을 조사해야 하고 입지조건, 채석에 소요되는 시일, 운반, 가공문제를 고려해야 한다.석 공 사■ 석재의 장점▶ 불연성이고 압축강도가 크므로 내수성, 내구성, 내화학성이 풍부하고 마모성이 작다. ▶ 종류가 다양하고, 동일 종류의 석재라도 산지나 조직에 따라 각각 다른 외관, 색조를 나타내고 있다. ▶ 외관이 장중하고 치밀하며 아름다운 광택이 난다.■ 석재의 단점▶ 인장강도는 압축강도의 1/10 ~ 1/40 정도이고 장대재를 얻기 어려우므로 가구재로는 부적당하다. ▶ 거의 모근 석재가 비중이 크고 가공성이 좋지 않다. ▶ 화열에 닿으면 화강암 등은 균열이 발생하며, 파괴되고 석회암이나 대리석과 같이 분해가 일어나 강도가 없어지는 것도 있다.석 공 사■ 석재의 분류▶ 성인에 따른 분류석재는 암석을 소요의 재형으로 절취한 것으로 성인에 의해 화성암, 수성암, 변성암으로 나누고 경도에 의해 경석, 준경석, 연석으로 나누며, 시장품으로서는 잡석, 간사, 각석, 사고석, 판돌등으로 나누어 진다. .화성암 (Igneous rock)심성암화강암(Granite)화산암안산암(Andesite)현무암(Basalt)수성암 (Acquecus rock)쇄설암점판암(Clay slate)사암(Sand stone)응회암(Tuff)유기암석회암(Lime stone)변성암 (Metamorphic rock)수성암계대리석(Marble)화성암계사문암(Serpentine)석 공 사▶ 성인에 따른 분류강 도흡 수 율내 화 도화강암大小小대리석▲ ▼▲ ▼▲ ▼이 있던 장소 즉 대륙에 인접한 얕은 바다나 내륙에 있는 바다, 호수 등에서 대부분 발견되고 있으며 파도, 해류, 조류들이 침전물들이 최종 퇴적되는 곳에 도달할 수 있도록 운반의 모든 과정을 담당하고 있다. 이런 해류와 조류는 침전물들을 잘 분류하고, 다시 구분하고 재 분류하며 갈아내는 역할까지 수성암의 형성에 있어서 모든 과정에 관여하고 있는 것이다. 이렇게 퇴적된 침전물들은 수 만년의 세월 동안 두꺼운 덩어리를 이루게 되며(그 두께가 20 Km가 되는 경우도 있다.) 물리적, 화학적 변화에 의해 촘촘하게 밀착되고 단단해져 수성암으로 형성되는 것이다. 수성암에 가장 많이 함유되어 있는 광물로는 석영, 방해석, 백운석, 점토등이다.석 공 사☞ 사암(sand stone) 사암은 연석 또는 순연석에 속하고 암석의 붕괴에 의하여 생긴 모래가 수중에 침전, 퇴적되어 점토나 탄소물질 등의 고결재에 의하여 경화된 암석이다. 사질에 따라 석영질사암, 화강암질사암, 운모질사암 등으로 구분되고, 고결재의 종류에 따라 규질, 석회질, 점토질,철질사암 등으로 구분된다. 함유광물의 성분에 따라 암석의 질, 내구성, 강도에 현저한 차이가 있으며, 일반적으로 규산질 사암이 가장 강하고 내구성이 크나 가공이 어렵다. 칠전사암은 철분의 산화 정도에 따라 흑색, 황갈색, 적색을 띠고 풍화되기 쉽다. 석회질 사암은 연하고 가공성이 좋으나 흡수율이 크고, 풍화되기 쉬우며 점토질사암도 비슷하다. 사암 중 경질사암은 구조용재에 적합하나 대체로 외관이 좋지 못하며, 연질사암은 실내장식재로 사용한다. 대부분 실리카와 탄산염(칼싸이트, 돌로마이트, 진흙, 탄소, 산화철)에 의해 결합된 석영질 덩어리라 할 수 있다. 가장 순수한 사암은 불순물이 거의 없는 이산화규소만으로 구성되어 있다. 보통 사암을 지칭하는 명칭 중에서 블루우스톤이나 브라운스톤이라고 칭하는 것은 사암의 한 종류로서 색상으로 인한 명명이라 할 수 있다. 블루우스톤은 강하고 견고하여 유럽의 여러 나라에서 도로의 경계석이나 계단, 기둥의 주춧스톤(Oolitic Limestone, 어란상 라임스톤, 어류와 석회질이 결합된 형태 주라기계의 상층) 코우키나(Coquina, 연질 라임스톤, 조가비와 석회질이 혼합된 형태) 초우크(Chalk, 백악) 트래버틴(Travertine, 석회화) 리쏘그래프릭스톤(Lithographic stone, 석판암) 마르(Marl, 이회암) 등 이외에도 여러 가지 화석 라임스톤(Fossiliferous Limestone)이 있으며 조가비와 석회질이 혼합된 부드러운 라임스톤에서 단단한 결정입자로 뭉쳐진 강도 높은 라임스톤까지 다양한 종류가 있다.▶ 중요한 석재와 그성질(변성암)☞ 변성암은 화성암이나 수성암 혹은 변성암 자체로부터 발생할 수 있다. 지반의 이동과 뜨거운 마그마의 증기로 인한 고온의 용액이 기존의 암석 구조에 침투하여 변성암이 형성된다. 일반적으로 변성작용은 더 밀착되고 과립상의 구조로 새로운 결정구조를 만들어 내는 것이라고 할 수 있다. 보통 순수한 마블은 대부분 흰색(때로는 산화철, 탄소, 사문석에 의해 색조가 있는) 라임스톤의 재결정에 의해 형성된 것이다. 일부의 라임스톤은 부분적으로 스며 나오는 물에 의해서 변하기도 하지만 순수 지질학적인 마블은 열과 온도에 의해서 형성된다. 이 때 온도는 3,000~10,000℃로 변화하며 압력은 수십만 Kgf/㎠ 이상으로 1만년 이상동안 암석들이 이런 환경에 노출되어 유연성이 증가되어 반죽 되고 굽어지는 등의 형태를 갖게 되는 것이다.석 공 사☞ 변성암의 종류★ 대리석 석회암이 변화되어 결정화한 것으로 주성분은 탄산석회이며, 치밀 견고하고 색채와 반점이 아름답고, 갈면 광택이 나므로 고급호텔, 백화점, 매장등에 이용된다. ★ 트래버틴 대리석과 동일하지만 석질이 불균일하고 다공질이며, 황갈색의 반문이 있고 아치가 있어 특수 내장재로서 사용되며 이탈리아에서는 우수한 것이 생산되고 있다. ★ 석면 석면은 섬유상으로 된 암석으로 보통의 석재와는 성질과 용도가 전혀 다르며, 이것은 사 문암, 각석암이 열과 압력에 의해 변질된 것분류소 분 류석 재 형 태▶ 석재시공공법의 분류(2)석 공 사▶ 석재시공공법의 비교공법습 식 공 법건 식 공 법장 점① 공사비가 저렴하다. ② 주택 소규모 건물에 적합하다. ③ 전형적인 석재 지지방법으로 오랜 경험의 배경이 있으며, 고도의 기술을 필요로 하지 않는다. ④ 실리콘이 결합된 버팅시스템등과 같은 시공법이 개발되고 있어 부재를 최소한 얇게 할 수 있으며 방수도 완벽하게 기할 수 있다.① 고층건물에 유리하다. ② 모타르 경화시간이 필요 없어 공기 단축에 유리하며, 이로 인해 노동비를 절감할 수 있다. ③ 모체 사이에 공벽이 있으므로 결로 방지에 효과적이다. ④ Slip-in panel system steel frama을 이용한 공법 등 새로운 기술이 개발되고 있다.단 점① 하중 분산이 안되므로 붙임 면적, 붙임 높이가 큰 건물에는 부적합하다. ② 장기공사에 부적합하다. ③ 수분이 침투될 우려가 있어 백화 현상이 일어나기 쉽다. ④ 모타르 경화시간으로 인해 시공능률이 저하된다.① 재료의 손실이 많다. ② 강풍시 꽃임쪽 둘레의 파단 관계로 인해 석재 두께에 한계가 있다. ③ 석재의 특성에 따라서는 이 공법을 채용 할 수 없다.석 공 사■ 시공도▶ 습식시공도석 공 사▶ 건식시공도석 공 사▶ 반건식시공도석 공 사■ 석재의 시공방법▶ 습식 시공방법 ☞ 바닥시공은 몰탈을 평평하게 고르고 그위에 시멘트물을 몰탈위에 뿌리고 그위에 돌을 올려놓고 쇠망치, 고무망치 등을 이용하여 시공한다. ★ 모래와 시멘트 혼합비는 시멘트1: 모래3 이며 30T이상의 돌에는 1 : 3~5정도의 비율이 좋다. ★ 몰탈을 습기가 어느정도 있어야 하며 시멘트와 혼합하기전에 모래에 충분한 물을 뿌려 주어 혼합하고 혼합된 몰탈은 손으로 쥐어 약간 뭉쳐지는 정도가 적당하다. 습기가 없는 몰탈을 돌과 닿는 몰탈층은 돌과 함께 붙어 있으나 중간 몰탈층 이하는 양생되지 않고 마른 모래를 다져 놓은 사태로 있어 철거해보면 손으로 긁어내어도 될 정도가 된다. ★ 백색계 대리석을 시공할 시에는 바닥(특히 물Sealant의 변질로 인해 건축물 외관에 보기흉한 자국이 생기는 단점을 보완할 수 있고, 건물 외벽을 OPEN시킴 으로써 건물의 숨통을 열어주는 효과를 가져오지만 배수시설, 방수(차수)막 시공이 함께 이루어져야만 완전해 질 수 있다.석 공 사▶ 등압이론☞ OPEN 조인트 공법의 반대 개념은 CLOSED 조인트 시스템이다. 이는 Sealant 에 의해 줄눈이나 틈을 막아서 누수를 막는 방법을 말한다. 누수의 3요소로는 물/틈/힘이 있다. 이 요소 중 어느 하나만이라도 배제를 시킬 경우 누수를 방지 할 수 있다. 즉, CLOSED조인트 시스템은 틈의 배제에 의한 누수의 방지이며, 오픈조인트 시스템은 힘의 배제에 의한 누수의 방지이다. 이러한 힘의 형태는 아래에 기술 하는바 와 같다. 힘의 형태로는 중력/운동 에너지/ 표면장력/모세관/기류/압력의 차이가 있다. 오픈조인트는 위 요소 중 기류에 의한 누수를 없애려는 것이며,등압이론은 위 요소 중에서 압력의 차이를 없애는 것이다. 바람에 의해 발생한 외부의 압력이 오픈조인트를 통해 들어오면서 기밀막에 의해 Air Chamber 부위에서 같은 압력을 이루게 된다. 즉, 내외부의 압력의 차이를 제거함으로써 물의 유입을 막는다는 것이다. 외벽에 있어서 물이 들이닥치는 현상은 대체로 건물 내외부의 압력 차에 의해 물이 빨려 들어오는 현상에 주로 발생한다.석 공 사▶ 등압이론(2)☞ 외부로부터 침투하는 물을 막기 위한 조치로서 모든 틈을 막으려는 시도 (CLOSED JOINT SYSTEM)가 있어 왔으나, 이는 장기적인 Sealant의 내구성면에서 그 성능을 보장하기 힘들다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법이 오픈조인트(OPEN-JOINT) 방식의 외벽을 구성하는 것이다. 단, 오픈조인트(OPEN-JOINT) 등압이론을 충족시키기 위한 기본적인 요소가 필요한데, 1) 물의 침투를 저지할 수 있는 벽(Rain Screen) 2) 외부로 열린 공기방 3) 공기와 습기의 흐름을 차단할 수 있고 풍압을 견딜 수 있는 내부기밀막 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- 석재에 대한 이해 -- 목 차 -석재의 개요석재의 장점석재의 단점석재의 분류1) 성인에 따른 분류2) 경도에 따른 분류3) 형태에 따른 분류석재의 성질1) 물리적성질2) 화학적성질3) 내구성4) 주요한석재와 그성질석재의 선택암석의 특성 및 용도별 선택시 주의사항석재의 응용 및 활용 분야석재의 가공석재제품가공석재용 주요 시설 장비석재마감에 의한 구분석재시공공법석재시공공법의 분류석재시공공법의 비교시공도석재시공방법신기술신공법OPEN JOINT공법석재앙카구조계산석재관련 한국산업규격결점 및 등급흡수율 및 비중시험방법호 칭국내석과 중국석의 비교석재의 무게 계산석재용어석재의 개요석재는 다른 재료에 비해 풍화나 마멸에 잘 견디며 내화, 내구성이 있고 특히 공예재료로서 연마하면 광택이 나고 아름다운 무늬결이 나온다.반면, 비중이 크고 강공이 어려운 점도 있어 석재의 성질을 연구한 후에 다루어야 한다. 현재 석재는 돌 특유의 재질감과 미학적 관점으로 분수대, 벽면장식, 조각품, 건축재, 외장재로 이용되고 있다. 석재를 선택할 때 미리 재적의 크기, 수량등을 조사해야 하고 입지조건, 채석에 소요되는 시일, 운반, 가공문제를 고려해야 한다.석재의 장점① 불연성이고 압축강도가 크므로 내수성, 내구성, 내화학성이 풍부하고 마모성이 작다.② 종류가 다양하고, 동일 종류의 석재라도 산지나 조직에 따라 각각 다른 외관, 색조를 나타내고 있다.③ 외관이 장중하고 치밀하며 아름다운 광택이 난다.석재의 단점① 인장강도는 압축강도의 1/10~1/40정도이고 장대재(長大材)를 얻기 어려우므로 가구재 로는 부적당하다.② 거의 모든 석재가 비중이 크고 가공성이 좋지 않다.③ 화열에 닿으면 화강암 등은 균열이 발생하며, 파괴되고 석회암이나 대리서과 같이 분 해가 일어나 강도가 없어지는 것도 있다석재의 분류석재는 암석을 소요의 재형으로 절취한 것으로 성인에 의해 화성암, 수성암, 변성암으로 나누고 경도에 의해 경석, 준경석, 연석으로 나누며, 시장품으로서는 잡석, 간사, 각석, 사고석, 판돌등으로 나누의 부스러기가 섞여 고결된 것이 있다. 이들은 두꺼운 층으로 이루어져 있기 때문에 양이 풍부하고 채취가 용이하다. 조직의 조밀에 따라 응회암, 사질응회암, 각역질응회암으로 구분되며 회색 또는 담록색이다. 일반적으로 암질은 연하고 다공질로서 흡수율이 크기 때문에 동해를 받기 쉬우나 내화성이 우수하고 강도는 크지 않으므로 건축용으로는 부적당하나 중량이 가볍고 가공성이 좋으므로 특수장식재, 경량골재, 내화재 등에 사용된다.ㄹ) 석회석(lime stone) : 라임스톤은 마블을 구성하는 재료의 가장 근원이 되는 석재입니다. 즉, 지질학적으로 마블로 변환하는 원재료라 할 수 있습니다. 라임스톤을 구성하고 있는 석회(Lime)는 탄산칼슘이 주성분으로 산성의 물(탄산수)에 잘 녹는 특성을 갖고 있습니다. 이런 특성은 동굴에서 발견되는 라임스톤의 경우 탄산수 등의 산성의 물에 녹아 다시 퇴적된 형태 즉, 재결정 과정을 반복한 라임스톤을 형성하게 합니다. 라임스톤은 탄산칼슘의 침전에 의해 직접적으로 진화되어 형성되었거나 아니면, 해조류나 산호, 백합, 연체동물, 원생동물에 의해서 생성된 탄산칼슘의 침전으로 진화되어 형성 되었습니다. 즉 고체화된 패류의 덩어리, 칼슘성분의 동물껍질 덩어리, 산호덩어리 등이 라임스톤이라 할 수 있습니다. 이런 라임스톤에는 많은 종류의 불순물이 포함되어 있는데 진흙과 모래, 산화철이나 역청탄(동식물의 잔해에 의해 발생됨) 등의 형태로 존재하고 있습니다. 순수한 라임스톤은 백색이지만 함유된 불순물에 따라 회색, 녹색, 갈색, 적색, 흑색 등의 색상을 갖고 있습니다. 모든 라임스톤은 대부분 칼싸이트(Calcite)로 되어 있으며, 산성을 만나면 거품을 내면서 반응하게 됩니다. 이런 라임스톤의 암석층은 여러 가지 지질학적, 화학적 환경에 의해 진화된 과정으로 인하여 대부분 50% 이상이 칼싸이트(Calcite)나 아라고나이트(Aragonite)로 구성되어 있으며, 여기에 백운석(Dolomite) 입자나, 석영(Quartz)입자, 진흙(Clay), 산화철 암석 광물조성과 조 직, 결정구조를 변경시킬 수 있다.열과 압력이 원래 암석의 광물구조를 불안정하게 하면 무기광물의 조성은 변화될 수 있 다. 암석은 가해진 열과 압력에 견딜 수 있는 새로운 구조를 형성하기 위한 방법으로 변 화된다.즉, 새로운 광물의 성장과 화학적 결합을 유지하는 것이라 할 수 있다. 암석의 결정구조는 열, 압력, 뜨거운 용액에 영향을 받은 것에 의한 결과 만큼 변화한다.대부분 암석의 결정 입자들은 보다 크게 자라고, 원래의 암석이 라임스톤일 경우 미세한 칼싸이트 결정구조는 보다 커지고, 반면에 불순물들은 서로 합체 되어 새로운 광물로 변하거나 제거된다. 원래 암석의 조직은 압력과 반대로 작용하는 힘에 의해서 변화하는 것이 보통이다. 이런 작용은 암석의 입자들이 회전되고 변형되기 때문에 결정입자의 방위성과 결합각이 변하는 것이라 할 수 있다. 즉, 순수 변형작용에 의해서 암석이 단단해지고 결정입자의 강도가 커 지는 것이다.변성암 마블에서 종종 볼 수 있는 광물의 분리와 유동 형태의 모양새에서 보여지듯이 혼합 시키는 힘과 압력이 입자를 변화 시키는 것이다.2) 변성암의 구조적 조직에 의한 분류① 호리에이센(Foliation): 박막층 형성 암석의 광물들이 평행하게 면으로 배열되었을 때 엷은 평행한 면이 평행한 방향으로 쪼개지는 성질에 의해 호리에이션(Foliation)이 발생된다. 보통 국부적인 변성작용에 의해 호리에이션이 발생되며 평면으로 쪼개지려는 성질은 변성암의 평면성에 의한 특 성이라 할 수 있다. 호리에이센은 원래암석(모암)의 층 형성에 의하거나 변성 작용하 는 동안 광물 등의 합체에 의해서 발생하는 현상이다.② 슬레이트(Slate): 슬레이트에서 호리에이션은 운모(Mica), 활석(Talc), 녹니석(Chlor ite)과 같은 극히 미세한 편암광물의 평행한 방향성에 의해서 발생한다. 평평한 표면 에 수직방향으로 압력이 가해지는 변성 환경 조건에 의해서 이런 광물들이 진화된 것 이라 할 수 있다. 즉, 편암광물(Platy minera클수록 입도가 큰 원석을 택하며 특히 유화 광물류가 포함되면 시공 후 광물 주위의 석재에 오염을 발생시키므로 주의해야 한다. 색상이 일정한 대량의 원석을 생산하는 채석장을 선택하는 것이 좋다.보도 및경계석용내마모성과 경도가 높은 것이 요구되며 입도도 비교적 큰 원석이 좋으며 가격이 저렴한 원석을 택한다.지하도 및계단석용지하도석은 입도가 크고 색상은 비교적 밝은 것이 좋으며 습기에 강한 흡수율이 낮은 것이 바람직하다. 계단석은 마모경도가 높고 휨강도나 인장강도가 높은 원석을 택한다. 특히 석재만으로 하중을 지탱할 경우 절리나 세맥에 발달이 있는지 세심한 주의를 필요로 한다.분수대 및수중용수중용은 색상이 미려하고 생물체를 양식할 경우 영향이 적은 화학적 안정한 암석이 특히 유화물이 적은 원석이 좋다.성곽 축조용실용성보다는 조경성, 미관상에 더 중점을 두게 되므로 이끼 등이 잘 자랄 수 있는 산화칼리성분을 어느 정도 함유하고 있는 원석이 좋다. 특별한 보수의 경우 미약한 풍화가 진행된 암석을 사용하면 더욱 고풍스러울 수가 있다.조각 및 묘석용입도가 작은 계통의 원석을 택하되 인성은 높은 것이 요구되고 풍화성입자의 함유량은 적은 것이 바람직하다. 색상이 균일하고 반점이나, 결, 얼룩 등이 없는 것이 좋다.석재의 응용 및 활용 분야가. 빌딩 및 건물□ 구조물 : 빌딩블럭, 마름돌, 벽, 울타리, 교량□ 장식품 : 피복재, 패널, 문지방, 창문턱, 안내판□ 바닥재 : 바닥 타일, 판석, 계단, 포장재, 경계석, 테라스, 안뜰나. 묘비석□ 대영묘, 비석, 사당, 관다. 산업용□ 내화블럭, 가열로, 면재, 전기기판라. 조각품□ 재떨이, 램프 스탠드, 문진, 테이블물리적특징용도비 중흡 수 율압축강도영하의압축강도장 력탄성율팽창성충격저항마모도외 벽○○○○○○○○○○○○○○○○○내 벽○○○○○외부바닥○○○○○○○○○○○○○○○○○○○내부계단○○○○○○○○○○○○조립계단○○○○○○○○○○○○○○Cladding○○○○○○○○○○○범위H2.680.608377871124270.002726에 사용한 공시체가 아닌 다른 공시체를 사용할 경우에는건조중 량을 2-3의 1),2)에 따라 달아야 한다.공시체를 온도 20±5로 유지된 여과수나 증류수 속에 기포가 생기지 않을 때까지 1시간이상 침수 시킨다. 공시체를 2-3의 3)에 따라 달은후 수조에 넣는다. 공시체의 수중무게는 수중에서 5분이내에 달아야 한다.3-3. 계산1) 표면 건조포화상태의 비중은 다음 식에 따라 계산한다.표면 건조포화상태의 비중 = A/(B-C)A : 공시체의 건조무게(g)B : 공시체의 침수 후 표면건조 포화상태의 공시체의 무게(g) 시체의 무게(g)C : 공시체의 수중 무게(g)2) 계산 결과는 공시체의 평균값으로 하며, 결과는 0.01g의 정밀도로 구해야 한다.이때 최고 및 최저값도 기록해 두어야 한다호 칭석재의 호칭은 다음과 같다.산지 또는 고유명치, 암석의 종류, 물리적성질에 따른 종류, 모양에 따른 종류, 등급,치수(두께x나비x길이) 또는 치수구분의 종류※국내석과 중국석 비교암석학적 분석0. 포천석은 조립질의 완정질 화강암으로서 붉은 색을 띠는 장석류가 다량 함유되어 있음에 따라 전반적으로 연분홍색조를 띠고 있으며 박리현상에 의한 것으로 보이는 미세 균열이 약한 방향성을 보여준다. 주 구성성분은 조립질의 석영, 장석류와 흑운모이며 부성분 광물로는 백운모, 인회석, 저콘, 스펜, 갈염석 등이 소량 또는 미량 수반되어 있다. 장석류로는 사장석과 미사장석, 퍼어다이트 및 소량의 정장석등의 K-장석류 등으로 구성되어 있으며 사장석은 대부분 자형내지 반자형으로 누대구조를 보여주고 누대구조를 따라 선택변질 작용에 의해 부분적으로 견운모, 방해석 및 점토 광물화되어 있기도 하다.1. 문경석은 중?조립질의 석영, K-장석 및 사장석등이 주 구성원이며 소량의 흑운모와 미량의 백운모, 인회석, 저콘, 스펜, 알라나이트 및 형석 등이 부성광물로 수반되고 있다. 석영은 대체로 조립질 타형으로 매우 약한 파동소광과 봉합조직을 보여주며 국부적으로 K-장석내에서는 미세한 문상조직을 또한 사장석내에