Асбе́ст ( — «негасимый», от — «гасить»), или горный лён; Большая советская энциклопедия. — : Советская энциклопедия 1969—1978.Горный лён // Словарь синонимов ASIS / В. Н. Тришин. — 2010. , также амиант, горная пробка, тальковая земля или горное деревоСевергин В. М. Первые основания минералогии или естественной истории ископаемых тел: (в 2 кн.) Соч. Василья Севергина, академика и профессора минералогии, Императорской Российской академии, С. Петербургского, Лондонского и Лейпцигского экономических обществ члена, и Геттингского учёного общества корреспондента. — : при Имп. Акад. наук, 1798 г. — 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.
В настоящее время асбест считается серьёзной угрозой для здоровья и безопасности при неконтролируемом использовании.
Является канцерогеном первой категории по классификации МАИР.
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.
В XIX веке канцерогенные свойства асбеста ещё не были известны, и Джордж Фелпс предлагал использовать этот материал в конструкции телефонных трубок. В случае такого применения асбеста влияние на организм абонентов могло быть катастрофическим.
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 слоёв в структуре серпентина возникают напряжения, которые компенсируются за счёт 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 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… прочность которых на разрыв составляет 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. 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 чёрные; хризотиловые — золотисто-жёлтые, серебристо-белые, зеленоватые, синеватые и синевато-чёрные. К примеру: уральский асбест чисто-зеленоватый, алтайский — золотисто- и зеленовато-жёлтыйУралит (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. . 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 нём MgO — SiO2 — и H2O — Как правило, в нём присутствуют примеси в виде FeO и Fe2O3, содержание которых редко превышает причём 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 щёлочи) определяется долями процента. При наличии примесей количество MgO и SiO2 в хризотиле оказываются обычно пониженными до и менее, колеблется также и содержание конституционной воды, то повышаясь до то падая до Представление о химическом составе хризотила дано в таблице.
Компоненты Баженовское месторождение (Россия) Тзетфорд (Канада)SiO242,6039,62Al2O30,650,81Fe2O31,044,52FeO0,451,90MgO40,7739,73СаО0,03—Cr2O3——NiO——MnO——H2O + 105°13,4613,32H2O — 105°0,950,43K2O + Na2OСледыНет
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.
Хризотил нерастворим в воде, химически инертен, на него не действуют ультрафиолетовое излучение, 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 .
Физико-химические свойства хризотилового волокна № п/п Показатели Диапазон числовых значений1Прочность на разрыв, кг•с/мм²более 3002Плотность минерала, кг/м³2400 — 26003Насыпная плотность распушенного хризотила, кг/м³100 — 3004Температура плавления, °C1450 — 15005Коэффициент трения (по железу)0,86Щелочестойкость, рН9,1 — 10,37Растворимость, % при кипячении в течение 4 часов:в HCl плотностью 1,19 кг/дм³в КОН, 25%-ном53,4 — 57,50,14 — 1,68Теплопроводность, Вт/(м•К)<center>0,05 — 0,07<center>9Коэффициент отражения в диапазоне 400—700 нм, %<center>45 — 78<center>10Частота ИК-спектра поглощения (четко разрешенные), см−1<center>955, 1030, 1080<center>11Модуль упругости недеформированных волокон при площади поперечного сечения порядка 0,01 , ГПа<center>175 — 210<center>12рН водной суспензии<center>9 — 10<center>13Сорбционная способность:по дибутилфталату, /100 гпо йоду, мг/гпо водяному пару (при 20 °C)40 — 851,6 — 1,91,6 — 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 году), в Японии (хризотил, тремолит, актинолит), Австралии (крокидолит, хризотил), на Кипре (хризотил, рудник закрыт в 1988 году).
Применение
Асбест использовался в изделиях с древних времён, к примеру в асбестокерамике.
Асбестовые материалы начали широко распространяться в мире в 1930-е годы, а после Второй мировой войны их распространение выросло многократно. Если в 1930-е годы в мире ежегодно добывалось 300 тыс. т асбеста, то в 1945 году добыча возросла до 750 тыс. т, а через пять лет достигла 1,3 млн т. С 1960-го по 1980 годы уровень добычи ещё раз удвоился: с 2,2 млн т до 4,7 млн т..
В 1980 году начались первые выступления против применения асбеста. К 1985 голу его добыча снизилась на 400 тыс. тонн в год, а к началу 2000-х годов упала до 2 млн тонн ежегодно.
В Советском Союзе добыча асбеста возросла с 50 тыс. т ежегодно в 1930 году до 2,5 млн т в 1985 году после чего добыча упала до 1 млн т в год, а затем снова возросла.
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, паронитПаронит // Большая советская энциклопедия. — : Советская энциклопедия, 1969—1978. 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.
Мировое производство хризотила в 2015 году
Производство в 2015 году (в 1000 т)11004003112150,35РоссияКитайБразилияКазахстандругие
Источник: Геологическая служба США
Опасность для здоровья