굴삭기

정 의

• 시멘트(cement, 세멘트)는 가장 일반적인 의미로 결합재이며, 물과 반응하여 굳고 단단해지는 물질이자, 다른 재료들과 함께 굳힐 수 있다. 단어 "시멘트"는 콘크리트를 닮은 벽돌공사를 묘사하기 위해 "opus caementicium"이라는 용어를 사용한 로마인들까지 거슬러 올라가며 결합재로서 태운 석회와 조각난 암석으로부터 만들어졌다. 한국어로 '양회'는 시멘트를 가리키는 순화어이다.

용어설명

• 수경성(물에 의해 굳어지는 성질)의 결합재를 얻기 위해 태운 석회에 부가되었던 화산재와 가루가 된 벽돌 첨가물들이 후에 cementum, cimentum, cäment, cement로서 불렸다. 시멘트는 수경성(hydraulic cement) 혹은 비수경성(기경성, non-hydraulic cement)으로 구분하며, 수경성 시멘트를 포틀랜드 시멘트(portland cement), 혼합시멘트(blended cement) 및 특수시멘트(special cement)로 분류한다.

종류

포틀랜드 시멘트

• 포틀랜드 시멘트

석고나 석회도 광물을 접착시키는 작용을 가졌지만, 석고로 만든 미술품이 잘 깨어지는 것으로도 알 수 있듯이 도로나 교량을 만들기에는 너무 약한 결점이 있다. 강도가 높은 시멘트를 만드는 일이 시멘트를 공업적으로 이용하는 데 있어 가장 큰 문제점이 되며, 이를 위해 고대부터 석회에 화산재를 섞거나, 점토를 섞는 등의 여러 가지 연구가 행하여졌다. 1824년 영국의 애스프딘(J. Aspdin, 1779∼1855)은 혼합한 원료를 구움으로써틀:Sfn 시멘트를 만드는 데 성공하였다. 지금은 시멘트라 하면 이 애스프딘이 만든 시멘트를 가리킬 정도로 일반화되었다. 이 시멘트는 영국의 포틀랜드섬에서 산출되는 천연석과 색깔이나 형태가 비슷한 데서 포틀랜드 시멘트라 불리게 되었는데,틀:Sfn 정확하게는 이것도 시멘트 재료의 하나에 지나지 않는다.

• 조강 포틀랜드 시멘트

3CaO·SiO₂를 많이 넣은 것으로, 급한 공사에 알맞다. 그러나 너무 큰덩어리로 만들면 그 반응이 급격하기 때문에, 발열(發熱)이 크고 금이 가는 원인이 되는 수가 있다.

• 저열 포틀랜드 시멘트

강도는 약간 떨어지지만 앞의 것에 비해 경화속도가 늦고 발열이 적으므로, 댐(dam)과 같은 큰 블록을 만들어도 금이 갈 염려가 없다.

• 중용 포틀랜드 시멘트

조강과 저열 시멘트의 중간 성질의 것으로, 가장 많이 쓰이는 종류이다.

• 혼합 시멘트

포틀랜드 시멘트의 클링커를 분쇄할 때 다른 성분을 섞어 그 성질을 조정하는 경우가 있다. 이것이 혼합 시멘트이며, 제철용 고로(高爐)에서 나오는 슬래그(slag：鑛滓)를 섞으면 바닷물의 침식에 대해 강한 시멘트가 된다. 이 시멘트는 강도는 약간 떨어지나 가격이 싸다. 또 석회와 같이 가벼운 물질을 섞으면 가벼운 무게의 제품을 만들 수 있다. 포졸란, 플라이애쉬 등도 있다.

포틀랜드 시멘트 이외의 시멘트

석고나 석회도 광물을 접착시키는 작용을 가졌지만, 석고로 만든 미술품이 잘 깨어지는 것으로도 알 수 있듯이 도로나 교량을 만들기에는 너무 약한 결점이 있다. 강도가 높은 시멘트를 만드는 일이 시멘트를 공업적으로 이용하는 데 있어 가장 큰 문제점이 되며, 이를 위해 고대부터 석회에 화산재를 섞거나, 점토를 섞는 등의 여러 가지 연구가 행하여졌다. 1824년 영국의 애스프딘(J. Aspdin, 1779∼1855)은 혼합한 원료를 구움으로써틀:Sfn 시멘트를 만드는 데 성공하였다. 지금은 시멘트라 하면 이 애스프딘이 만든 시멘트를 가리킬 정도로 일반화되었다. 이 시멘트는 영국의 포틀랜드섬에서 산출되는 천연석과 색깔이나 형태가 비슷한 데서 포틀랜드 시멘트라 불리게 되었는데,틀:Sfn 정확하게는 이것도 시멘트 재료의 하나에 지나지 않는다.

• 알루미나 시멘트(alumina cement)

알루미나시멘트는 유럽에서 속경성 시멘트로서 개발되어 건축물에 많이 사용되었고 세계1, 2차 대전 때에는 진지구축 등 긴급공사용도로 널리 사용되었으나 장기적인 수화물의 전이현상으로 강도가 저하되는 결점이 있어 구조용으로는 사용되지 않고 알루미나 성분이 높아 고온에서도 경화체가 파괴되지 않는 특성을 이용하여 내화재료인 캐스타블 용도로 사용되며 긴급공사나 몰탈의 조강성을 위한 혼합용도로 사용된다.

알루미나 함량에 따라 40,50,70,80 등으로 분류되며 알루미나 함량이 높을수록 내화도가 높아 고급내화물의 용도로 사용된다.

• 마그네시아 시멘트(magnesia cement)

탄산 마그네슘을 가열하여 만든 것으로, 돌이나 모래 등을 접착시키는 시멘트작용 이외에도 톱밥을 접착시키는 등 목재에 대해서도 시멘트작용을 한다. 또 다른 시멘트와는 달리 표면에 광택을 낼 수도 있다.

• 슬레이트

슬레이트 시멘트에 대해 15∼20%의 중량비로 석면을 가하여 물로 반죽해서 굳힌 것을 석면 슬레이트라 부른다. 시멘트만으로 굳힌 것은 꺾임이나 잡아당기는 힘에 약하지만, 석면이 더해짐으로써 그 섬유의 힘으로 꺾임이나 인장력에 대한 강도가 높아진다. 주로 지붕이나 벽의 재료로 쓰인다.

• 기포 콘크리트

시멘트를 물로 반죽하여 굳힐 때, 거품을 생기게 하는 성분을 가하면 다공질(多孔質)의 가벼운 콘크리트가 만들어진다. 이것을 기포 콘크리트라 부르는데, 톱으로 자를 수도 있는 가공성(加工性)이 좋은 재료가 된다. 이 분야에서 새로운 건축재료가 많이 개발되고 있다.

• 블록과 기와

시멘트와 모래만을 물로 갠 것을 모르타르라 하는데, 이 모르타를 틀에 부어 굳힌 것으로 기와와 콘크리트 블록이 있다. 블록은 모르타르만으로 된 것 외에 속돌(輕石) 등을 섞어 만든 것도 있고, 단열성이 있는 것과 쌓기 편리하다는 이점이 있다.

부속품(장치)

포크레인은 버켓을 떼고 다른 작업 장치를 달 수 있다. 버켓 작업 외에 다양한 작업이 가능한 장점이 있으며, 2000년 이후로 보급된 유압식 커플러로 작업 장치 교환 속도가 획기적으로 빨라지게 되었으며 여러 작업 장치 또한 계속 개발되고 있다. 단순 어태치먼트와 작업 장치를 구분하는 방법은 간단한데, 용접이나 링크 분해 조립 과정을 거치지 않고 장착하는 경우에는 어태치먼트 탈부착으로, 반대로 용접이나 직접적인 분해 조립 과정을 거쳐서 장착하는 경우에는 작업 장치 변경으로 구분되어 구조 변경 검사를 받아야 한다는 차이점이 존재한다.

• 브레이커 : 돌이나 콘크리트, 아스팔트 등 단단한 물질을 파쇄하는 유압식 작업 장치이다. 착암기라고도 불린다. 과거에는 건물 철거에도 많이 사용되었으나, 요즘에는 크라샤(crusher)로 많이 대체된 상태이다. 현장에서는 브레이커나 착암기라는 단어보다 주로 뿌레카(브레이커)라고 칭한다.
• 리퍼 : 연한 암반, 돌부리, 다져진 지반 등을 버켓으로 작업이 안될 시 사용하는 작업 장치이다. 수 공구로 비유하자면 곡괭이 같은 존재이다.
• 쪽버켓 : 보통 버켓이 투스 5개가 있다면, 쪽 버켓은 3개가 달려 있으며 보통 버켓보다 작은 폭을 갖고 있다. 좁은 곳을 팔 때 사용한다.

• 체버켓 : 버켓에 돌을 거를 수 있도록 일정 크기로 격자 모양의 환봉을 때워서 만든 버켓이다. 기존에는 버켓이 닳았을 경우 공업사에서 산소로 버켓 등부분을 불어내고 환봉을 때워 많이 만들었지만, 요즘은 전용 채버켓을 장비 기사들이 구입하는 추세이다.

• 대버켓 : 보통 버켓보다 폭이 넓은 버켓이지만 논란이 많은 작업 장치 중 하나이다. 5종의 작업 장치는 03급 이하 영업용 포크레인에서 기본 세트나 마찬가지로 되어버렸는데, 그 시발점이 대버켓으로부터 시작되었다. 기사들이 경쟁력을 높이려고 하나둘씩 구입하자 기본 세트처럼 굳어져 버렸다. 이것이 문제가 되는 이유는 버켓 용량을 초과하여 장비에 무리를 주기 때문이다. 예를 들면 06급 포크레인를 써야 하는 상황에서도 03 포크레인으로 06급 포크레인과 비슷한 버켓 용량을 갖고 있어서 06급 포크레인을 찾지 않게 되는 현상이 발생한다. 아직도 중장비 기사들 사이에서 논란으로 꼽히며, 06급 이상은 장착하지 않게 서로 약속하고 있다지만 상당수의 06급 포크레인은 대버켓을 가지고 다닌다. 작업용으로 쓰지 않을 때는 여기에 브레이커, 리퍼 등을 수납하기도 한다.

• 지게발 : 보통 팔레트에 담겨 있는 보도블록이나 보강토, 그 밖에 물건 등을 트럭에서 하차할 때 많이 쓰인다. 이 지게발 때문에 지게차 기사들이 일감이 줄었다고 한다.

• 마이티백 : 진동 다짐용 작업 장치로 법면, 사면 등 인공지반을 다질 때 사용한다. 사실상 롤러를 대신하는 것이다.

• 집게 : 콘크리트 등을 파쇄하는 크랴샤라는 집게가 있고, 돌을 운반 및 쌓는 돌집게가 있으며, 목재 등을 쌓거나 운반하는 나무집게도 있고, 폐기물 등을 집는 폐기물 집게가 있다. 용도별로 수많은 종류의 집게가 있다. 크게 분류하자면 회전이 안 되는 유압식 집게도 있고, 회전이 되는 회전 집게로 나뉘게 된다. 또한 유압 없이 작동하는 무유압 집게도 있고, 포크레인에 용접하여 부착하는 코끼리, 호랑이, 딱따구리 등등 메이커별로 부르는 이름이 다른 집게들도 있다. 정식 명칭은 다용도 집게로 표기하며 장착 시 구조 변경 검사 대상이다.

• 틸트로테이터 : 주목받고 있는 차세대 작업 장치이다. 따지자면 링크, 커플러 쪽에 가깝다. 포크레인은 작업대 부분이 상부와 하부가 연결된 축을 중심으로 작업을 한다. 하지만 틸트로테이터는 버켓을 360도 회전할 수 있으며, 좌우 각도도 조절이 가능해서 기존에 할 수 없었던 작업들을 할 수 있다. 하지만 원래 일체형으로 만들어진 암과 버켓 부분을 나누어 틸트로테이터를 부착 후, 그 접합부에 버켓 종류를 달기 때문에 기존보다 담을 수 있는 토사량이라던지 무게량이 현저히 줄어들어, 틸트로테이터로 바꾼 후 원래 감당할 수 있었던 무게도 기계에 무리가 갈 수도 있다. 게다가 틸트로테이터 자체의 내구성도 그다지 좋지 않기 때문에 약 3,000만 원이나 들여 바꾼 로테이터가 고장 나면 수리비도 만만치 않다. 중량을 쳐야 하는 작업장이나 험한 일을 하는 작업장에서는 사용하지 않는 추세이며, 포크레인 하나로 여러 가지 일을 가볍고 세심하게 해야 하는 현장에만 사용하는 추세다.

• 렉킹 볼 : 주로 크레인을 이용한 건물 철거 공사 시 사용되는 쇳덩이 구슬이다. 크레인뿐만 아니라 포크레인 커플러나 버킷 갈고리에 매달 수도 있다.

• 면삭기 : 포크레인을 비롯한 스키드로더 등 유압장치를 설치할 수 있는 장비에 부속 장치로 사용하는 유압장치이다. 지하 굴착 작업에서 콘크리트 연속 벽면을 다듬는 유압장치로 주로 사용하며 돌출된 아스팔트 도로 면이나 콘크리트 면을 다듬는 역할을 하기도 한다. 보통 면삭기는 비교적 작은 사이즈가 사용되나 폭이 넓거나 규모가 큰 사이즈는 작업 능률에 따라 적합한 유압장치를 설치해 사용한다. 도로 포장 공사를 하는 곳에서 아스팔트 하나의 차선을 재포장하기 위해 약 10cm 두께로 긁어내는 작업 장치가 면삭기이다. 면삭기의 면 접촉면인 돌출 부분은 특수한 재질의 금속을 사용하여 팁의 마모가 줄어들며 절삭 성능이 좋아진다. 유압장치로 만든 면삭기는 완충장치가 있어 회전하면서 타격하는 충격을 줄여 주는 기능도 있으며 다듬는 면의 재료의 특성에 따라 회전 속도를 조절하여 작업하는 것도 필요하다

사고사례

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관련규정

• 산업안전보건기준에관한규칙 제196조∼제206조(차량계 건설기계 등)
• 산업안전보건기준에관한규칙 제338조∼제347조(굴착작업 등의 위험방지)
• KOSHA GUIDE C-39-2011 굴착공사 안전작업 지침
• 굴착공사표준안전작업지침(고용노동부고시 제2012-100호)
• 건설기계안전기준에 관한 규칙(국토교통부령 제7호) 2조 제10조∼제12조