| Асбест | |
|---|---|
 Выделенный из минерала (руды) и очищенный асбест |
|
| Формула | см. Классификация, Химический состав |
| Цвет черты | белый |
| Твёрдость | 2,5 — 4 |
| Излом | занозистый |
| Плотность | 2,5-2,6 г/см³ |
| Медиафайлы на Викискладе | |
Асбе́ст (греч. ἄσβεστος — неразрушимый) или горный лён [1] [2] [3] — собирательное название ряда тонковолокнистых минералов из класса силикатов, образующих в природе агрегаты, состоящие из тончайших гибких волокон. Применяется в самых различных областях, например в строительстве, автомобильной промышленности и ракетостроении.
- Содержание
- Классификация [ править | править код ]
- Химический состав [ править | править код ]
- Химический состав хризотила [ править | править код ]
- Свойства [ править | править код ]
- Месторождения [ править | править код ]
- Применение [ править | править код ]
- Мировое производство хризотила в 2015 году [ править | править код ]
- Опасность для здоровья [ править | править код ]
- История [ править | править код ]
- Виды асбеста
- Что такое асбест
- Месторождения асбеста
- Применение асбеста
Содержание
Классификация [ править | править код ]
Существует два основных вида асбестов — хризотил-асбест и амфиболовый асбест.
- Хризотил-асбест (белый асбест) — минерал группы серпентина, химическая формула 3MgO•2SiO2•2H2O — гидросиликат магния, структурно относится к слоистым силикатам. Из-за несоразмерности тетраэдрического и октаэдрического слоев в структуре серпентина возникают напряжения, которые компенсируются за счет изгиба Т-О пакетов, что обычно приводит к их «гофрировке», однако в случае хризотила направленность изгиба сохраняется и такие слои закручиваются в трубочки с внешним диаметром около 200 ангстрем (20 нм). Хризотил-асбест стоек к щелочным средам, разлагается в кислотах с образованием аморфного кремнезёма. Элементарные кристаллы хризотила — тончайшие трубочки-фибриллы диаметром в сотые доли микрон. Практически хризотил разделяется на пучки волокон диаметром 10…100 мкм, прочность которых на разрыв составляет 600…800 МПа [1], что сравнимо с лучшими марками стали. Данный вид асбеста распространен в России.
- Амфиболовый асбест — сложный гидросиликат. Сходен по физико-механическим свойствам с хризотил-асбестом, но имеет существенные отличия от него в кристаллической структуре. Волокнистое строение тремолита связано с его кристаллической структурой: структура ленточная и представляет собой сдвоенные цепочки кремнекислородных тетраэдров, в которых отдельные цепочки слабо связаны катионами магния и кальция. Слабые структурные связи легко рвутся, но сами амфиболовые волокна отличаются высокой стойкостью в нейтральной и кислой среде [4]. Амфиболовые асбесты имеют худшие эксплуатационные характеристики по сравнению с хризотил-асбестом, поэтому применяются значительно реже и там, где требуется устойчивость к кислотам. Амфиболы имеют прямые иглообразные волокна — из-за хрупкости этих структур они образуют частицы, вдыхание которых является канцерогенным фактором. Поэтому этот вид асбеста запрещено использовать в странах Евросоюза, в которых ранее этот вид асбеста широко использовался. Разновидности:
- крокидолит-асбест или голубой асбест (Na2Fe3 2+ Fe2 3+ )Si8O22(OH)2;
- амозит-асбест (Fe 2+ , Mg)7Si8O22(OH)2;
- тремолит-асбест Ca2Mg5Si8O22(OH)2;
- антофиллит-асбест (Mg, Fe 2+ )7Si8O22(OH)2;
- актинолит-асбест Ca2(Mg, Fe 2+ )5Si8O22(OH)2.
Также асбест различают по направленности волокон в минералах: параллельно-волокнистые и спутанно-волокнистые. В зависимости от примесей соединений железа, кальция, марганца бывает и разная окраска асбеста, так роговообманковые и авгитовые асбесты белые, серые, бурые, красновато-бурые, почти черные; хризотиловые — золотисто-желтые, серебристо-белые, зеленоватые, синеватые и синевато-черные. К примеру: уральский асбест чисто-зеленоватый, алтайский — золотисто- и зеленовато-желтый [4] . По длине волокон алтайские и уральские змеевиковые асбесты достигают 0,2 метров, асбест Ричмонда (Америка) — до 1 метра.
Химический состав [ править | править код ]
Химический состав хризотила [ править | править код ]
Хризотил по химическому составу представляет собой водный силикат магния, теоретический состав которого отвечает формуле 3MgO∙2SiO2∙2H2O, что соответствует в массовом отношении содержанию в нем MgO — 42,4 %, SiO2 — 44,50 %, и H2O — 13,04 %. Как правило, в нем присутствуют примеси в виде FeO и Fe2O3, содержание которых редко превышает 2 %, причем часть FeO хризотила изоморфно замещает MgO, остальное же количество железа связано с механической примесью магнетита, реже хромита. Количество других примесей (Al2O3, Cr2O3, CaO, NiO, MnO, CuO и щелочи) определяется долями процента. При наличии примесей количество MgO и SiO2 в хризотиле оказываются обычно пониженными до 40 % и менее, колеблется также и содержание конституционной воды, то повышаясь до 14,5-15,0 %, то падая до 11,5-12,0 %. Представление о химическом составе хризотила дано в таблице.
| Компоненты | Баженовское месторождение (Россия) | Тзетфорд (Канада) |
|---|---|---|
| SiO2 | 42,60 | 39,62 |
| Al2O3 | 0,65 | 0,81 |
| Fe2O3 | 1,04 | 4,52 |
| FeO | 0,45 | 1,90 |
| MgO | 40,77 | 39,73 |
| СаО | 0,03 | — |
| Cr2O3 | — | — |
| NiO | — | — |
| MnO | — | — |
| H2O + 105° | 13,46 | 13,32 |
| H2O — 105° | 0,95 | 0,43 |
| K2O + Na2O | Следы | Нет |
Свойства [ править | править код ]
В чистом виде хризотил обладает низкой электропроводностью, что делает его высококачественным электроизоляционным материалом. К числу важных свойств относятся термические, благодаря которым хризотил обладает высокой теплостойкостью. Кроме того, хризотил нерастворим в воде, химически инертен, на него не действует солнечная радиация, озон, кислород, отсутствуют выделения вредных газов, паров, излучений. Хризотиловое волокно легко распушается в воздушной и водной среде. Обработанный (распушённый) хризотил обладает высокой адсорбционной способностью и проявляет активную адгезию к большинству связующих и дисперсных ингредиентов благодаря большой внутренней поверхности пор между волокнами и возникновению прочных топохимических связей [1].
Физико-химические свойства хризотилового волокна [2]
| № п/п | Показатели | Диапазон числовых значений |
|---|---|---|
| 1 | Прочность на разрыв, кг•с/мм² | более 300 |
| 2 | Плотность минерала, кг/м³ | 2400 — 2600 |
| 3 | Насыпная плотность распушенного хризотила, кг/м³ | 100 — 300 |
| 4 | Температура плавления, °C | 1450 — 1500 |
| 5 | Коэффициент трения (по железу) | 0,8 |
| 6 | Щелочестойкость, рН | 9,1 — 10,3 |
| 7 | Растворимость, % при кипячении в течение 4 часов: в HCl плотностью 1,19 кг/дм³ в КОН, 25%-ном |
53,4 — 57,5 0,14 — 1,6 |
| 8 | Теплопроводность, Вт/(м•К) | 0,05 — 0,07 |
| 9 | Коэффициент отражения в диапазоне 400—700 нм, % | 45 — 78 |
| 10 | Частота ИК-спектра поглощения (четко разрешенные), см −1 | 955, 1030, 1080 |
| 11 | Модуль упругости недеформированных волокон при площади поперечного сечения порядка 0,01 мм², ГПа | 175 — 210 |
| 12 | рН водной суспензии | 9 — 10 |
| 13 | Сорбционная способность: по дибутилфталату, см³/100 г по йоду, мг/г по водяному пару (при 20 °C) |
40 — 85 1,6 — 1,9 1,6 — 2,5 |
Все асбесты обладают высокой огнестойкостью.
Месторождения [ править | править код ]
Крупнейшие месторождения асбеста находятся в Канаде (хризотил), ЮАР (крокидолит, амозит, хризотил) и в России (хризотил) на Урале — Баженовское и Киембаевское месторождения. Имеются месторождения асбеста также на Северном Кавказе, в Туве (хризотил) — Ак-Довуракское месторождение, на севере Казахстана (хризотил) — Житикаринское месторождение, в Китае (хризотил), США (хризотил, амфиболы), Бразилии (хризотил), Зимбабве (хризотил), Италии (тремолит, хризотил), Франции (тремолит), Финляндии (антофиллит, рудник закрыт в 1975), в Японии (хризотил, тремолит, актинолит), Австралии (крокидолит, хризотил), на Кипре (хризотил, рудник закрыт в 1988).
Применение [ править | править код ]
В настоящее время в мировой промышленности используется хризотил-асбест. Хризотил входит в состав более чем трёх тысяч изделий в самых различных областях техники.
Хризотил используется в производстве:
- кровельных, стеновых изделий (асбестоцементные плоские и волнистые листы, пенобетон);
- труб (хризотилцементные напорные и безнапорные трубы различного диаметра);
- фасадных плит;
- асбестотехнических и теплоизоляционных изделий (ткани, шнуры, картон, фильтры, фрикционные изделия, тормозные ленты, паронит [5] и др.);
- фиксаторов защитного слоя бетона для устройства тоннелей, герметиков;
- резинотехнических материалов, кирпича;
- для приготовления мастик, герметиков, футеровочных составов, органосиликатных покрытий, буровых и тампонажных растворов, асфальтобетонных смесей, приготовления клеевых смесей и замазок, строительных растворов, ремонтно-восстановительных составов.
Также асбестовую ткань или шнуровой асбест применяют в сфере огненных представлений (т. н. fireshow) как материал для обмотки огненного реквизита (фитилей). Пропитанную ружейной смазкой асбестовую нить используют как сальниковую набивку в пулемёте Максима [6] .
Мировое производство хризотила в 2015 году [ править | править код ]
| Производство в 2015 году (в 1000 т) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1100 | 400 | 311 | 215 | 0.35 | |
| Россия | Китай | Бразилия | Казахстан | другие | |
Источник: Геологическая служба США [7]
Опасность для здоровья [ править | править код ]
Пыль асбеста является канцерогенным веществом при попадании в дыхательные пути. [8] Доказательств канцерогенного действия при попадании асбеста с пищей и водой нет. Фиброгенность и канцерогенность волокон разных видов асбеста очень различна и зависит от диаметра и типа волокон.
Данные о повышенной смертности и заболеваемости работников были замечены давно. Например, один из крупнейших открытых рудников Европы был в Финляндии в местечке Пааккила. Добыто всего 586 076 тонн Амозит и крокидолит асбеста. Смертность в этой общине достигала 150 % от среднего по стране. Средняя продолжительность жизни мужчин в этом месте в 1970-е 57 лет, в то время как по всей стране было 67. Основная причина смерти бывших работников — рак лёгких. В результате рудник закрыли ещё до международного признания вещества канцерогенным.
Конвенцией № 162 1986 года «Об охране труда при использовании асбеста» (Конвенция МОТ № 162), охватывающей все виды деятельности, связанные с воздействием асбеста на работников в процессе работы, определены защитные и профилактические меры, предупреждающие воздействие асбеста, наблюдение за производственной средой и за состоянием здоровья работников. Правительства стран, ратифицировавших Конвенцию № 162, и их национальные законодательства предусматривают данные защитные и профилактические меры, применительно к своей стране.
Также в соответствии с Рекомендациями № 172 Международной организации труда «Об охране труда при использовании асбеста» (принята в Женеве на 72-й сессии генеральной конференции МОТ в 1986 г.) определено, что в основе запрещения или разрешения на использование определенных разновидностей асбеста и асбестосодержащих изделий и их замены другими веществами должна лежать научная оценка их опасности для здоровья.
При работе с хризотиловыми и другими видами волокон следует контролировать уровень запыленности и соблюдать предельно допустимые концентрации вредных веществ. Соблюдение элементарных санитарно-гигиенических требований при производстве изделий: общая вентиляция, аспирация рабочих мест, использование индивидуальных средств защиты и влажная уборка рабочего места, обеспечивают защиту здоровья работников и безопасность использования хризотила и содержащих его материалов. В изделиях хризотил находится в связанном состоянии (с цементом, гипсом, каучуком, смолами, полимерами, маслом, битумом), поэтому безопасен [ источник не указан 1350 дней ] и во многих странах разрешен к применению в строительстве и промышленности.
Амозит и крокидолит являются наиболее опасными из асбестовых минералов из-за их долгого нахождения в легких вдохнувших их людей.
На основе результатов всесторонних научных исследований канцерогенных веществ Международное агентство по изучению рака отнесло асбест к первой, наиболее опасной категории списка канцерогенов, для которых существуют достоверные сведения о канцерогенности их для человека.
Потребление асбеста в Европе в последнее время быстро сокращается. 1 января 1997 года использование асбеста было запрещено во Франции. C 2005 года применение асбеста в Европейском союзе полностью запрещается [9] . В развивающихся странах, в которых проживает до 80 % всего населения Земли, хризотил-асбест все еще используется в различных отраслях промышленности и в строительстве жилья [10] . В России, согласно утверждённому перечню, разрешены к использованию три тысячи видов продукции, содержащей хризотиловый асбест [11] . При этом использование асбестосодержащих материалов, ввиду опасности образуемой асбестовой пыли, в жилых помещениях запрещено либо допускается при обеспечении изоляции проникновения пыли в помещение [12] [13] [14] .
В России предельно допустимая концентрация асбестовой пыли, в том числе хризотил-асбеста, как канцерогенного (вызывает образование злокачественных опухолей при ингаляционном попадании [15] ) и фиброгенного (вызывает асбестоз) нормируется:
- в воздухе рабочих зон: максимально разовая — 2 мг/м 3 (6 мг/м 3 для асбестоцементной пыли), среднесменная — 0,5 мг/м 3 (4 мг/м 3 для асбестоцементной, асбестобакелитовой и асбесторезиновой пыли) [16] ;
- в воздухе населённых мест (с содержанием хризотил-асбеста в пыли до 10 %): среднесуточная — 0,06 волокон в 1 мл[17] .
История [ править | править код ]
По всей видимости, от свойств асбеста, из которого делали ритуальные фигурки, пошло предание о саламандре — священной ящерице бога огня, которая будто бы способна жить в пламени и не сгорать на костре. Согласно классической тибетской медицине, асбест «лечит жилы» и делает человека стойким к нагрузкам.
Первые письменные свидетельства об использовании асбеста можно найти у Страбона. Он упоминает о «камнях, которые чешут и прядут из них ткань». Плиний говорил об этом предмете более подробно. «Есть камень для ткани, который растёт в пустынях Индии, обитаемых змеями, где никогда не падает дождя, и потому он привык к жару. Из него делают погребальные рубашки, чтобы заворачивать трупы вождей при сожжении их на костре; из него делают для пирующих салфетки, которые можно раскалять на огне».
Микеланджело, когда ему показали асбестовую ткань и познакомили с её свойствами, назвал этот минерал «настоящими волосами Венеры».
Давно существует легенда о том, как Акинфий Демидов привёз Петру I прекрасную белоснежную скатерть со своего уральского завода. Во время трапезы он демонстративно опрокинул на скатерть тарелку супа, вылил бокал красного вина, а затем скомкал скатерть и бросил её в камин. Затем, достав из огня, показал царю: на ней не осталось ни одного пятнышка. Эта скатерть была сделана из уральского хризотил-асбеста. И в самом деле, демидовские крепостные рабочие достигли совершенства в изготовлении асбестовых тканей. Из них делали ажурные дамские шляпки, перчатки, кошельки, сумочки и кружева. Они не требовали стирки, их кидали в огонь, и через несколько минут после охлаждения их можно было снова носить. При своей эластичности асбестовая ткань прочнее стальной проволоки на разрыв.
Что такое асбест?
Какие у вас ассоциации со словом асбест? Скорее всего, вы подумаете что это что-то вроде цемента. Почти так и есть. Это одна из его составляющих.
На самом деле это такой белый минерал, камень. Вернее даже, это целая группа тонковолокнистых минералов. Просто для простоты употребления их называют общим обозначением — асбест. Применяют его во многих областях. Он очень удобен. Но его использовали бы еще чаще, если бы он не вызывал опасения по поводу влияния на человеческий организм.
На фото волокна асбеста
Известен он с глубокой древности. Ещё во времена античности использовали его полезные свойства. Даже древние египтяне знали, что асбест приносит пользу в быту и не только. Сильные мира сего часто развлекались, демонстрируя свойства минерала. Например, европейский правитель Карл Пятый удивлял гостей чудо-скатертью, сотканной из асбестового волокна.
Бросив в огонь, он демонстрировал ее огнеупорные качества. Сгорали только остатки еды, а сама скатерть оставалась невредима. Подобным образом разыгрывали позднее и Петра Первого, благодаря которому началось производство асбеста в России.
Асбест бывает хризотиловый и амфиболовый. Хризотиловыйи или серпентин — это силикат магния. Он используется чаще всего. Он щелочестоек и долговечен.
Он совершенно не сгораем, очень эластичен и крепок как ничто другое. Если мы посмотрим на фото асбеста, то увидим как будто слоистый трубчатый камень. По большей части, когда речь идёт об асбесте, имеется в виду хризотил.
На фото камень асбест
Этот вид менее вреден для здоровья, чем другой. Но все равно, многие испытывают опасения по поводу его токсичности. Сейчас в мировой промышленности пытаются его заменять, но, к сожалению, аналог найти не так просто. Получается или очень дорого или просто ненадежно.
Очень уж выгоден он при эксплуатации и его свойства бывают незаменимы. Амфиболовый — сложный силикат. Если мы посмотрим на его фото асбеста, то увидим как будто бы трубчатый кварц . Его список полезных свойств гораздо короче, чем у первого типа.
Используют его в основном лишь там, где нужно противостоять кислотам. Поэтому он очень востребован в химической промышленности. Мельчайшие частички амфибола похожи на маленькие иголочки, которые впиваются в любую мягкую поверхность. Из-за чего, это наиболее опасный для здоровья вид асбеста.
Производство асбеста
Добыча асбеста в Росси идёт давно. При Петре Первом только зародилась эта отрасль. Пика своего развития она достигла в Советское время. Сейчас в нашей стране она развита как нигде. Россия занимает одно из первых мест по его добыче.
Добывают асбест по всему миру, но особенно занимаются его разработкой в Америке и в Африке. Добыча происходит в карьерах или тоннелях. Минерал расположен в виде жил. При ударе молотом, он распадается на волокна.
Асбест делят по сортам. Чем длиннее волокно, тем выше сорт. Высшие сорта используют при производстве тканей. Остальные отправляются в строительные отрасли.
Производством асбеста занимаются горно-обогатительные комбинаты. Они добывают в основном хризотилового асбеста. Так как его свойства наиболее востребованы.
Применение асбеста
Асбест обладает жаростойкими, огнеупорными, антирадиацинными свойствами. Он гибок, прочен, теплостоек и упруг. Незаменим во многих ситуациях и процессах.
Мы даже не всегда в курсе насколько часто он встречается в нашей жизни. Практически на каждом шагу. Он входит в состав защитных костюмов многих рабочих и строительных профессий. Он входит в состав бумаги и картона.
Большинство строительных материалов содержит в своём составе асбест. Его широко используют в химической промышленности и военной. Раньше, из него делали снаряжение, светильники, рубашки, даже плели тончайшее кружево.
На фото листовой асбест, применяемый в строительстве
Сейчас его используют для изготовления многих тканей и покрытий. Широко используется в автомобильной отрасли — при изготовлении тормозных колодок, накладок, прокладок и других деталей.
Из асбеста изготавливают кровлю и трубы для домов, по ним проходит питьевая вода. В таком состоянии минерал не может негативно воздействовать, так как, мы помним, в воде не растворяется и с ней в реакции не вступает.
Также, шифер на наших крышах тоже сделан из асбеста. Существует множество продуктов производства, в которых умело использованы полезные свойства волокна, в обход негативных факторов.
Цена асбеста
В нашей стране производство и добыча этого минерала очень развита. Поэтому купить асбест не составляет труда. Наиболее доступен хризотиловый. Продаётся он в плитах, листах, лентах.
Листовой асбест или, как его ещё называют, асбестовый картон или кратко асбокартон можно купить в любом городе по вполне приемлемой цене. Он используется для изоляции и уплотнения коммуникаций и приборов.
Также асбест продают в виде порошка. Это называется распушка или распушенка. Ее можно найти от 50 р. за кг. Листовой асбест можно купить по цене от 100 р. Но цена асбеста разнится и нужно искать оптимальный вариант при покупке.
На фото асбестовый шнур
Магазины асбеста предоставляют широкий выбор продуктов. Можно купить асбест листовой, распушку, асбестовые трубы, шнуры, асбестоцементные листы, детали и т.д. Продажа асбеста процветает в России.
Вред асбеста для здоровья
К сожалению, этот полезный минерал имеет некоторые негативные свойства. Если использовать его не осторожно, не соблюдать технику безопасности и пренебрегать здоровьем, то в некоторых случаях он может нанести вред здоровью.
Он не опасен на всякого рода покрытиях, если это касается строительных элементов, но только когда эти элементы покрыты краской или чем-то ещё. Как только он начинает крошиться или осыпаться, то нужно сделать все для предотвращения его дальнейшего распространения.
Асбестовая пыль накапливается в легких и вызывает развитие раковых клеток
Асбест имеет свойство не растворяться в воде, а так как человеческий организм, в основном, из неё и состоит, то вдыхая мельчайшие частицы с пылью, влага в организме не может справиться с инородными частицами и можно получить большие проблемы с легкими .
Он имеет свойства накапливаться в дыхательных путях и вызывать всякого рода заболевания. По результатам последних исследований, асбестовая пыль способствует образования и размножению раковых клеток.
Хотя, сейчас есть и другая точка зрения. Некоторые исследователи стараются реабилитировать хризотиловый асбест. Они утверждают, что частицы этой пыли расщепляются в человеческой организме благодаря действию защитных механизмов.
Но это не касается амфиболового вида. Его добыча практически запрещена во всем мире. Асбест полезный минерал. Но использовать его нужно с осторожностью.
Что такое асбест — виды асбеста
О том, что такое асбест, о его видах, свойствах и применении, будет рассказано в данной статье.
Виды асбеста
На сегодняшнее время наибольшее применение нашли лишь несколько видов асбеста: амфиболовый асбест и хризотил-асбест, который относится к группе слоистых силикатов.
Хризотиловый асбест — весьма долговечен, он не горит и не подвержен воздействию многим химическим веществам.
Амфиболовый асбест — представляет собой гидросиликат, во многом по своим свойствам схожий с хризотил-асбестом. Однако, данный вид асбеста, имеет несколько худшие эксплуатационные свойства, да и к тому же, он намного вреден хризотилового асбеста, из-за чего запрещён к использованию в ряде европейских стран.
Что такое асбест
Асбест представляет собой белый минерал, относящийся к классу силикатов. Обладая высокой теплостойкостью и низкой теплопроводностью, этот материал натурального происхождения нашёл самое широчайшее применение на сегодня. Например асбестовая ткань или как её ещё называют асботкань, широко используется во многих сферах человечества, в том числе и в строительстве.
Кроме отличных термических характеристик, хризотиловый асбест химически инертен, он нерастворим в воде и даже не подвластен радиоактивному излучению. Всё это делает хризолит — асбест отличнейшим сырьём для производства различных стройматериалов и конструкций из них.
Месторождения асбеста
Применение асбеста известно ещё со времён Древнего Египта. На сегодняшнее время, крупнейшими месторождениями асбеста являются Россия, Канада и Южно-Африканская Республика.
Добыча асбеста в РФ производится на Урале, где расположены самые крупные месторождения асбеста — Киембаевское и Баженовское. Крупными залежами асбеста, также славятся и Кавказ с Казахстаном.
Применение асбеста
Сегодня асбест нашёл широчайшее применение во многих сферах и направлениях человечества. Мировая промышленность использует хризотиловый асбест, для изготовления:
- Кровельных и листовых строительных материалов – асбестоцементных плит и прочего;
- Труб;
- Мастик, клеевых составов и асфальтобетонных смесей, а также многого другого.
Кроме того, огромное применение асбест получил и в автомобильной промышленности, ракетостроении и в других отраслях.
Однако, асбест вреден для здоровья человека. Ярким доказательством этому, служит запрет на его использование во многих европейских странах. Поэтому потребление и добыча асбеста постепенно сокращаются, а мировые производители, находят альтернативу этому уникальному в своём роде материалу.