Что такое асбест как волокно и какие свойства у него

Асбестом называют группу тонковолокнистых минералов из группы силикатов, его еще именуют горным льном за белый цвет и внешнее сходство с растением. Человек применяет этот минерал с древнейших времен. В Европе его активно использовали уже в средние века, а в России производство асбеста началось во времена Петра I. Сегодня он применяется в строительстве, автомобилестроении, авиационной и космической промышленности, а также в других отраслях. Самые крупные месторождения находятся в Канаде, ЮАР и России.

Советский Союз еще в 70-х годах прошлого века вышел на первое место по добыче асбеста в мире. С тех пор Российская Федерация удерживает бесспорное лидерство в этой сфере, являясь не только крупным производителем минерала, но и его потребителем. Асбест имеет ряд уникальных свойств – прочность, огнеупорность, высокая адсорбция, низкая электропроводность, поэтому его широко используют в строительстве, машиностроении, химической промышленности и ряде других областей.

Содержание:

1. Разновидности асбеста
2. Физические и химические свойства
3. Добыча и производство
4. Сфера применения
5. Изделия из асбеста

Разновидности асбеста

Существует два основных вида минерала: хризотил-асбест и амфиболовый асбест.

• Хризотил-асбест еще называют белым асбестом, хотя он может иметь и другой цвет – желтый, зеленый и даже черный. Он имеет формулу 3MgO2SiO22H2O, представляет собой слоистый силикат. Хризотил-асбест устойчив к действию щелочей, но разлагается в кислотной среде. Этот вид асбеста распространен на территории России.
• Амфиболовый асбест имеет схожие с хризотил-асбестом физические свойства, но отличается от него структурно. Его волокна устойчивы в нейтральной и кислой среде. Он уступает хризотил-асбесту по эксплуатационным качествам, поэтому используется значительно реже. Кроме того, амфиболовый асбест выделяет канцерогенные вещества, в связи с этим запрещен в европейских странах. Он имеет следующие разновидности: крокидолит, амозит, тремолит, антофиллит, актинолит.

Помимо этого, минерал может отличаться:

• длиной волокон;
• направлением волокон;
• составом примесей и цветом.

В разных месторождениях встречаются различные разновидности асбеста.

Например, уральский минерал имеет зеленоватый оттенок, альпийский – золотистый или желто-зеленый. Длина волокон этих асбестов достигает 20 сантиметров, а волокна американского асбеста Ричмонда могут равняться 1 метру.

Физические и химические свойства

Сегодня промышленность активно использует хризотил-асбест, который входит в состав самых разных материалов. Хризотил обладает следующими свойствами:

• низкая электропроводность;
• высокая теплостойкость;
• устойчивость к действию радиации;
• высокая адсорбционная способность.

Кроме того, хризотил не растворяется в воде, химически инертен, устойчив к воздействию озона и кислорода.

Хризотиловое волокно имеет следующие физико-химические показатели:

• плотность на разрыв – более 300 кг∙с/мм2;
• плотность минерала – 2 400 – 2 600 кг/м3;
• температура плавления – 1 450 – 1 500 градусов;
• коэффициент трения (по железу) – 0,8;
• щелочестойкость – 9,1 – 10,3 pH;
• коэффициент отражения в диапазоне 400 – 700 нм – 45 – 78%;
• pH водного раствора – 9 – 10;
• теплопроводность – 0,05 – 0,07 Вт/(м∙К).

Хризотил отличается высокой прочностью, является высококачественным электроизоляционным и теплоизоляционным материалом. Именно эти его свойства чаще всего используются человеком.

Добыча и производство

Самые крупные месторождения асбеста находятся в Канаде, ЮАР и России, также его добывают в Китае, Бразилии, США, Японии и некоторых странах Европы. Добыча минерала ведется открытым способом, после чего его обогащают на специализированных химических заводах и получают хризотил-асбест.

Хризотил подразделяется на восемь сортов. Определяющим критерием является длина волокон. Первые три сорта характеризуются длинными волокнами и являются текстильными. Последние сорта, наоборот, имеют короткие волокна и используются в строительстве. Хризотил может иметь разную текстуру и подразделяется на жесткий, полужесткий и мягкий. В жестком хризотиле преобладают иголки, в мягком – распушенное волокно.

В настоящее время запасы минерала оцениваются в 200 – 250 млн. тонн. Несмотря на появление новых синтетических материалов, он до сих пор широко применяется в самых разных отраслях промышленности и строительства.

Сфера применения

Асбест используется в производстве самых разных материалов. На сегодня известно более трех тысяч наименований изделий, в состав которых входит этот минерал.

Строительство. В строительстве используются такие свойства хризотила-асбеста как прочность и огнеупорность. Асбестовые плиты являются популярным строительным материалом. Кроме того, асбестовые волокна входят в состав некоторых напольных покрытий и кровельных материалов. Асбестовая вата используется в качестве теплоизолятора.

Машиностроение и металлургия. Благодаря огнеупорным свойствам, асбестовое напыление часто наносится на кабели и различные конструкции из стали и бетона. Асбестоцементные трубы применяются в канализационных, вентиляционных и трубопроводных системах промышленных предприятий и жилых домов. Такие трубы отличаются высокой прочностью, но поскольку есть вероятность попадания паров асбеста в жилое помещение, сегодня их используют все реже. Тем не менее в машиностроении и черной металлургии асбестопрокладочные материалы широко применяются по сей день.

Химическая промышленность. Хризотил находит широкое применение в производстве различных пластмасс, асбесторезиновых листов, асбестобитумных и асбестосмоляных изделий. Кроме того, он используется в производстве бумаги, лаков и красок. Хризотил часто применяют при изготовлении теплоизоляционных материалов и производстве изделий с высокой степенью устойчивости к щелочам и кислотам.

Текстильная промышленность. Асбест 0 – 2 групп называют текстильным, так как он имеет длинные волокна. В сочетании с хлопком его используют для производства спецодежды – огнезащитных костюмов, фартуков, перчаток, шлемов. Также он используется для изготовления тканей для турбогенераторов, приводных ремней, тормозных лент и уплотняющих прокладок.

Сегодня трудно себе представить промышленное производство без материалов на основе асбестовых волокон. Благодаря своим уникальнм химическим и физическим свойствам, он уверенно вошел в нашу жизнь и по сей день занимает прочные позиции.

Изделия из асбеста

Хризотил-асбест является основой многих современных материалов – различные картоны, асбестовые нити, шнуры, жгуты, ткани, пластики, асбестоцементные изделия. Для производства картонов используется волокно длиной до 8 миллиметров, для производства тканей – свыше 12 миллиметров. Изделия на основе этого минерала активно используются в России и Канаде. Так в качестве промышленных теплоизоляторов используют асбопухшнур, асбестоизвестковые изделия, совелит, вулканит и другие материалы.

Пеноасбест. Материал получают из первых сортов хризотил-асбеста, он является одним из самых легких среди теплоизоляционных материалов. Его плотность составляет 25 – 50 кг/куб. м, а теплопроводность – 0,028 – 0,45 Вт/мК. Максимальная температура использования равна 400 градусам по Цельсию. Материал широко используется в строительстве и промышленности.

Асбокартон. Содержание хризотила в картоне составляет около 98-99 %. Он производится по ГОСТу 2850-95, может выдерживать температуру до 500 градусов по Цельсию. Толщина листа варьируется от 2 до 6 миллиметров. Гарантия на материал составляет не менее десяти лет с момента производства.

Асбестовая ткань. Текстиль на основе хризотил-асбеста применяется для пошива жаропрочной спецодежды, теплоизоляции нагревательных приборов и печей. Максимальная эксплуатационная температура 500 градусов, ткань производится по ГОСТу 6102-94.

Асбестовый шнур. Предельная температура эксплуатации асбестового шнура составляет 400 градусов. Он применяется в самых разных промышленных агрегатах, где наблюдаются высокие рабочие температуры. Может использоваться в разных средах: газе, паре, воде. Гарантийный срок составляет не менее 5 лет с момента изготовления. Шнур производится по ГОСТу 1779-83.

Асбест сухой. Используется для теплоизоляции на различных производствах черной металлургии, химической промышленности и строительстве. Производится по ГОСТу 12871-93.

Сфера применения различных материалов на основе хризотил-асбеста достаточно широка. Приблизительно 2/3 выпускаемого в России асбеста идет на производство асбестоцементных изделий, прежде всего труб и кровельного материала. Остальной объем применяется для производства красок и лаков, используется в текстильной промышленности.

На смену хризотил-асбесту постепенно приходят более современные и безопасные материалы, однако до сих пор он пользуется большой популярностью. Востребованность минерала объясняется его доступностью и низкой ценой. Поэтому объемы его производства еще долго будет оставаться на достаточно высоком уровне. На сегодняшний день Россия является ведущей страной по добыче и производству асбестсодержащих изделий. В долгосрочной перспективе на смену асбесту, конечно, придут новые материалы, однако пока дешевых заменителей, превосходящих его по физико-химическим свойствам, нет.