Асбест
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 |
Асбест 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.
Является канцерогеном первой категории по классификации МАИР.
Содержание
1 Классификация
2 Химический состав
2.1 Химический состав хризотила
3 Свойства
4 Месторождения
5 Применение
6 Мировое производство хризотила в 2015 году
7 Опасность для здоровья
8 История
9 См. также
10 Примечания
11 Литература
12 Ссылки
Классификация |
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 (Na2Fe32+Fe23+)Si8O22(OH)2;
амозит-асбест (Fe2+, Mg)7Si8O22(OH)2;
тремолит-асбест Ca2Mg5Si8O22(OH)2;
антофиллит-асбест (Mg, Fe2+)7Si8O22(OH)2;
актинолит-асбест Ca2(Mg, Fe2+)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 |
Химический состав хризотила |
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 всегда 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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 1009 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/м3 (6 мг/м3 для асбестоцементной пыли), среднесменная — 0,5 мг/м3 (4 мг/м3 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 |
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.
См. также |
- Аскарит
- Асбестоцемент
- Асбестовая бумага
- Асбестовый балласт
- Паронит
- Хризолит
- Вермикулит
Примечания |
↑ Горный лён, Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия 1969—1978.
↑ Горный лен // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
↑ Горный лён, Словарь синонимов ASIS, Тришин В. Н., 2010.
↑ Уралит (примечание 1 к статье с дополнением в статью «Асбест»), Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Санкт-Петербург, 1890—1907 гг. Том XXXIVa (1902): Углерод — Усилие, с. 860—862.
↑ Паронит, Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия 1969—1978 гг.
↑ Пулемет системы Максима, 1949, с. 137—138.
↑ Mineral Commodity Summaries: Asbestos
↑ СанПиН 1.2.2353-08 «Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности»
↑ France Calls For Worldwide Asbestos Ban (англ.) Архивировано 15 апреля 2012 года.
↑ Хризотил вновь не был включен в список опасных веществ роттердамской конвенции
↑ Страсти по асбесту
↑ Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.3.757-99 «Работа с асбестом и асбестсодержащими материалами»/5.7. Новое строительство, расширение, реконструкция, техническое перевооружение, ремонт, консервация и снос зданий с использованием асбестсодержащих теплоизоляционных материалов Архивная копия от 5 мая 2016 на Wayback Machine.
↑ Рекомендации по охране труда при использовании асбестосодержащих материалов и изделий в административных и непроизводственных зданиях, Утверждено 30.01.2003 г. зам. Министра труда и социального развития РФ и зам. Председателя Государственного комитета РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу.
↑ Гигиенические нормативы ГН 2.1.2/2.2.1.1009-00 «Перечень асбестоцементных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве».
↑ Гигиенические нормативы ГН 1.1.725-98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека» Архивная копия от 6 мая 2016 на Wayback Machine.
↑ Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» Архивная копия от 19 апреля 2016 на Wayback Machine.
↑ Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.695-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» Архивная копия от 6 мая 2016 на Wayback Machine.
Литература |
- Общая токсикология / под ред. А. О. Лойта. СПб.: ЭЛБИ-СПб., 2006
- 7,62-мм станковый пулемет системы Максима обр. 1910 г. Руководство службы. — М.: Воениздат, 1949. — 184 с.
- Азбест // Военная энциклопедия : [в 18 т.] / под ред. В. Ф. Новицкого [и др.]. — СПб. ; [М.] : Тип. т-ва И. Д. Сытина, 1911—1915.
Ссылки |
.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты{background:#f8f9fa;border:1px solid #a2a9b1;clear:right;float:right;font-size:90%;margin:0 0 1em 1em;padding:.5em .75em}.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты th,.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты td{padding:.25em 0;vertical-align:middle}.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты td{padding-left:.5em}
Асбест в Викисловаре | |
Асбест на Викискладе |
Асбест в каталоге минералов (рус.)
Виды и строение асбестов (рус.)
- Физиологическое значение асбеста
- Украинские ученые признали хризотил-асбест безопасным для здоровья
- Причины и следствия антиасбестовой кампании
Asbestos in the World (недоступная ссылка).