Асбест: что это такое

Асбест — это собирательное название для группы минералов из класса силикатов. Они залегают в форме тонких и длинных волокон.

Асбест не изготавливают на фабриках, а добывают в шахтах. Этот материал востребован в строительстве, машиностроении, а так же в химической промышленности.
 

Физико-химические свойства асбеста

Название минерала «асбест» переводится с греческого как «неразрушимый». Материал обладает следующими свойствами:

• Прочность на разрыв: более 300 кг*с/мм².
• Плотность цельного материала: до 2600 кг/м³.
• Плотность при распушенных волокнах: до 300 кг/м³.
• Низкая теплопроводность: до 0,07 Вт/(м*К).
• Огнестойкость: минерал начинает плавиться при температуре от 1400°C.
• Низкая электропроводность: материал можно использовать как изолятор.

Материал является химически инертным. Он не вступает в реакцию с большинством веществ, за исключением кислот. Минерал не растворяется в воде, не разрушается под солнечными лучами, не окисляется от действия кислорода и озона.

Разновидности асбеста

✍ Хризотил-асбест

Хризотил-асбест отличается белым цветом. Минерал состоит из тоненьких трубочек с диаметром сотые доли микрона. Трубочки соединяются и образуют пучки с диаметром до 100 мкм. Прочность на разрыв равна 600-800 МПа, как у лучших марок стали.

Этот минерал обладает устойчивостью к щелочам, но в кислотах расщепляется до кремнезема. Хризотиловое волокно легко распушается. У распушенного минерала высокая адгезия. В поры, образовавшиеся между волокнами, легко проникают другие вещества.

✍ Амфиболовый асбест

Амфиболовый асбест может быть зеленым, зелено-желтым, золотистым или голубым. Цвет нитей зависит от месторождения. Минерал обладает кристаллической структурой, состоящей из волокон в форме игл. Он более устойчив к действию кислот по сравнению с хризотилом, но уступает ему по прочности. Амфибол был запрещен во многих государствах из-за канцерогенного эффекта.

Где и как добывают асбест

Крупнейшие месторождения хризотилового асбеста находятся в Канаде, ЮАР и России. В нашей стране минерал добывают на Урале, на Кавказе и в Республике Тыва. На Россию приходится 60% от мирового производства и 38% экспорта. Производством занимается более 40 заводов, многие из которых являются градообразующими предприятиями.

Асбест добывается открытым способом в карьерах. Добытый минерал очищают от сопутствующей породы и обогащают химическими веществами. Из разнородного по структуре минерала делают сырье, соответствующее определенной группе и марке от ГОСТу. Требования к хризотил-асбесту содержатся в ГОСТ 12871-93. Подготовленный минерал отправляют на заводы.

Как выглядит асбестовый карьер

Что производят из волокон асбеста

В промышленности востребован хризотил-асбест, из него производят более 3000 видов изделий. Способ применения хризотила зависит от химического состава минерала и длины его волокон.

Наиболее востребованная продукция из асбеста:

• плоские и волнистые листы кровли (шифер);
• стеновые и фасадные плиты для утепления;
• паронит — листовой прокладочный материал;
• фиксаторы защитного слоя бетона;
• кирпичи и строительные блоки;
• асбестоцемент;
• трубы для водопровода, канализации, дымохода;
• несгораемые ткани и шнуры;
• резинотехнические материалы;
• элементы тормозных механизмов;
• тампонажные и буровые растворы;
• асфальтобетонные смеси;
• мастики, герметики, замазки и другие строительные растворы.

Асбестовые плиты и вата часто используются при установке настенных панелей или укладке пола. Эти материалы обеспечивают хорошую теплоизоляцию помещения. Не следует выбирать асбест для отделки бани. Из-за колебаний температуры минерал быстро начнет крошиться.

Напыление из асбеста можно наносить на металлические или бетонные конструкции. Нанесенный слой обеспечивает гидроизоляцию поверхности. Напыление защищает конструкцию от пожара.

Асбест широко используют в машиностроении. Из минерала изготавливают детали, которые будут подвергаться сильному нагреву, различные уплотнители и прокладки. Минерал применяется в химической промышленности. Волокна асбеста добавляют в пластмассы, лакокрасочные изделия и другие многокомпонентные составы.

Несгораемые ткани и шнуры из асбеста используют как реквизит огненных шоу. Из асбестовой ткани изготавливают жаропрочную спецодежду для пожарных и спасателей. Ткань выдерживает нагревание до 500 °С. По прочности на разрыв она превосходит стальную проволоку.

До начала эпохи спецэффектов асбест применялся в кино для имитации льда и снега. В странах запада рождественские украшения из асбеста свободно продавались в розничных магазинах, пока не началась кампания по запрету этого материала.

✍ Асбестоцемент

Асбестоцемент или асбоцемент — это материал, состоящий из цемента с включением асбеста. В составе содержится 12-20% асбестовых волокон. Он отличается от обычного цемента высокой огнестойкостью. При застывании масса является пластичной. До полного застывания материалу можно придать округлую форму. На основе асбестоцемента изготавливают шифер и трубы.

Асбоцемент является долговечным и морозостойким материалом. После 50 циклов замерзания и оттаивания прочность материала уменьшается на 10%. Но у асбестоцемента низкая устойчивость к намоканию. Чтобы увеличить время службы материала, на его поверхность наносят вещества, отталкивающие воду.

✍ Асбестовая бумага

Асбестовая бумага и асбестовый картон относятся к изоляционным материалам. На производстве этих материалов используются органические связующие вещества. Зачастую в роли органических компонентов выступает крахмал и хлопчатобумажное волокно.

Разные виды асбестовой бумаги применяются для:

• Теплоизоляции: материал выдерживает нагрев до 500 °С.
• Электроизоляции, например, межвитковой изоляции катушек.
• Гидроизоляции, например, как кровельно-подкладочный материал.

Толщина асбестовой бумаги от 0,2 до 1,5 мм, материал выпускается в рулонах. Толщина картона от 2 до 10 мм, он выпускается в листах. Для изготовления картона асбестовые листы пропитывают раствором кремнезема. Асбокартон является теплоизоляционным и огнезащитным материалом. В нем содержится 98-99% асбеста и 1-2% примесей.

✍ Асбестовые трубы

Трубы из асбоцемента используются при строительстве нежилых зданий. Стандартная пропорция для изготовления труб: 85% цемента и 15% асбестовых волокон. После замешивания раствора и формовки трубы сохнут на воздухе или в термокамерах. Готовые изделия чаще используются при строительстве дымоходов и канализаций, реже применяются для подачи питьевой и технической воды.

✍ Паронит

Паронит служит прокладочным уплотняющим материалом. Он производится из смеси асбеста, каучука и порошков-наполнителей. Для паронита характерна слоистая структура. Этот материал выпускается в виде листов толщиной от 0,4-6,0 мм. Листы толщиной от 2 мм можно сворачивать в рулоны.

Из паронита изготавливают прокладки и уплотнители для механизмов. Перед установкой детали обрабатывают порошком графита, чтобы избежать спекания с соединяемыми элементами. Детали из паронита устойчивы к агрессивным веществам. Они выдерживают контакт с горячей водой, инертными и агрессивными газами, растворами солей и щелочей, растворителями, окислителями.

✍ Пеноасбест

Пеноасбест является легким теплоизоляционным материалом. Плотность пеноасбеста составляет 25 – 50 кг/куб. м. Материал сохраняет теплоизоляционные свойства при нагревании до 400 °С. Он изготавливается из распушенного хризотилового асбеста, технической пены и реагентов.

✍ Шифер

Шифером называется кровельный материал, изготовленный на основе асбестоцемента. Материал изготавливают из портландцемента, хризотилового асбеста и воды. Иногда в состав добавляется кварцевый песок.

На начальной стадии производства шифера асбест разрыхляют, затем смешивают его с другими веществами. Из смеси удаляют воду, затем нагревают до 50-70 ° C. В шифере содержится 13-17% асбестовых волокон.

При кровельных работах волнистый шифер используется чаще, чем плоский. На листах шифера может быть от 5 до 8 волн. Толщина листов составляет от 5,2 до 7,5 мм.

Шифер стал популярным материалом, потому что он стоит недорого, легко поддается обработке, защищает верхний этаж от перегрева. Кровельное покрытие не разрушается от намокания после дождя или снега. Правильно уложенная кровля служит до 30 лет.

Востребован ли асбест на рынке?

Асбест начали широко применять в промышленности с 30-х годов. Первое исследование о вреде асбестовой пыли было проведено в 1910 году. Но об опасности асбеста начали говорить в прессе только в 80-е годы. Постепенно объемы добычи минерала начали снижаться. В 1980 году мировая добыча составила 4,7 миллиона тонн, а в 2000 году всего 2 миллиона тонн.

Как изменился рынок асбеста за 40 лет, наглядно показывают диаграммы:

В наши дни асбест является востребованным материалом в странах СНГ, на Ближнем Востоке и в странах Юго-Восточной Азии. Ежегодно в России добывается не менее 1 миллиона тонн асбеста. Около 75% добытого сырья отправляется на экспорт. В 2020 и 2021 году цены на асбест выросли, это связано с увеличением спроса на строительные материалы. Выручка российских компаний от торговли на внутреннем и внешнем рынке за 2020 год составила 400-600 миллионов долларов (по оценкам разных агентств).

Правда ли, что асбест опасен?

Асбест является канцерогеном первой категории. Наибольшую опасность представляет амфибол. Поэтому он запрещен к использованию в Евросоюзе с 2005 года. Амфиболовый асбест легко разрушается при обработке. Он распадается на прямые иглообразные волокна. Вдыхание мелких частиц является канцерогенным фактором.

Даже с относительно безопасным хризотилом нельзя работать без защиты органов дыхания. Но в нашей стране этим правилом часто пренебрегают.

Риск вдыхания канцерогенной пыли возникает при добыче минерала, при дроблении предметов из асбеста. Во время работы следует надевать средства индивидуальной защиты: респиратор, очки, защитный костюм. Работать с асбестом можно на открытом воздухе или в помещении с хорошей вентиляцией. После работы следует провести влажную уборку и проветривание.

Вдыхание асбестовой пыли может привести не только к онкологии, но к плевриту или силикатозу (асбестозу). При силикатозе альвеолярная ткань легких замещается на рубцовую. Уменьшается дыхательная поверхность легких, и человек быстрее чувствует нехватку воздуха при физических нагрузках.

Наиболее опасными являются мелкие волокна с диаметром до 0,01 мкм. Более крупные частицы задерживаются в верхних и средних дыхательных путях. Они выходят из легких вместе со слизью в среднем за 15 дней. Но мелкая асбестовая пыль проникает глубоко в нижние дыхательные пути, где остается навсегда.

Россия добывает, использует и экспортирует только хризотил-асбест. Он является более слабым канцерогеном по сравнению с амфиболовым асбестом. В России хризотил можно использовать при строительстве и отделке нежилых помещений. Допускается применять его в жилых зданиях. Но элементы из асбеста должны быть изолированы, чтобы пыль не попадала в комнаты.

Как правильно утилизировать асбест

Самым правильным решением будет сдать асбест в пункт приема опасных отходов. Но подобные пункты доступны не всем жителям России. Некоторые пункты приема отходов могут не принимать изделия из асбеста. Это связано с тем, что в России мало заводов, которые могут переработать асбест. Большая часть отходов подлежит захоронению на полигонах.

Активная переработка асбеста ведется в Евросоюзе. Утилизация асбеста проводится с помощью нагревания до 1500-1700°С. После плавления получается остеклованное вещество, которое не выделяет канцерогенов. Продукция сохраняет устойчивость к возгоранию и может использоваться как огнезащитный материал.

В 2020 году компания Thermal Recycling запатентовала новую методику обезвреживания асбеста. Для утилизации минерала применяется денатурирование при высокой температуре. Первая печь, работающая по новой технологии, была запущена в 2021 году. После запуска было проведено 200 испытаний, и ни в одном продукте переработки не было найдено асбестовых волокон.

Как выглядит печь для денатурирования асбеста

Хотя материал деактивируется при высокой температуре, не рекомендуется жечь шифер и другие изделия из асбеста в домашних условиях. Материал часто взрывается после нагрева. У шифера неоднородная структура, при нагревании образуется внутреннее напряжение. Листы взрываются и раскалываются на фрагменты с острыми краями. При взрыве освобождается много кинетической энергии, поэтому осколки разлетаются на большое расстояние.

Какие аналоги есть у асбеста

Асбест как рулонный утеплитель можно заменить базальтовой ватой, стекловатой, шлаковатой. В качестве замены можно рассмотреть и пеностекло. Это легкий, огнестойкий и водонепроницаемый материал. Пеностекло не только обеспечивает теплоизоляцию, но и приглушает уличный шум.

При отделке бани вместо асбеста можно использовать огнестойкий гипсокартон или минерит. Эти материалы выдерживают высокие температуры и не выделяют вредных веществ при нагревании.

Подведем итоги

Асбестом называют группу минералов из класса силикатов. Самым распространенным является хризотил-асбест, он востребован в строительстве и машиностроении. Материал хорошо сохраняет тепло, не проводит электричество, обладает устойчивостью к коррозии. Хризотил востребован как герметик, утеплитель, изолятор, компонент строительных смесей.

Добыча, обработка, утилизация асбеста связаны с серьезным риском для здоровья. Мелкая пыль, которая возникает при работе, является сильным канцерогеном. Асбест остается востребованным в СНГ и странах Азии, но в Евросоюзе действует запрет на добычу и применение этого минерала. Аналоги асбеста не могут полностью имитировать его физико-химические свойства, и часто стоят дороже натурального минерала.