6.13. Неорганический полимер - асбест.

Асбест (греч. буквально — неразрушимый) — собирательное название группы тонковолокнистых минералов из класса силикатов (рис. 6.16.). В природе минералы асбеста имеют пространственную структуру в виде тончайших гибких волокон. Применяется асбест в самых различных областях: в строительстве, автомобильной промышленности, текстильном производстве, ракетостроении.

По составу асбест — это природный магниевый гидросиликат, содержащий также окислы других элементов. Существует ряд разновидностей асбеста, но промышленное значение имеют два основных вида, имеющие, в частности, следующий состав (в зависимости от месторождения составы могут быть и несколько другими):

- хризотиловый асбест 3MgO 2SiO₂ 2H₂O;

- крокидолит 2Na₂O 2MgO (2–6) Fe₂O₃ (16–17)SiO₂ (2–3)H₂O.

В составе асбеста также присутствуют примеси — оксиды алюминия, марганца, титана, хрома, никеля, кобальта и другие, их больше в хризотиловом асбесте. Именно они и придают хризотиловому асбесту желтый или бронзовый цвет. Другие виды асбестов имеют белый, серый, темный, серо-синий цвета. Некоторые характеристики минералов:

.

Рис. 6.16. Фото волокон асбеста и минерала тремолит Сa₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂.

Блеск: шелковистый; прозрачность: просвечивающий, непрозрачный.

Твердость: 2.

Плотность: 2,5 — 3,3 г/см³.

Излом: хрупкий, расщепляющийся.

Сингония: в основном моноклинная.

Форма кристаллических выделений: волокнистая.

Спайность: весьма совершенная параллельно оси с (направление волокнистости).

Агрегаты: волокнистые.

Сопутствующие минералы: серпентин, оливин, тремолит, магнетит, лёллингит, сфалерит, арсенопирит

Асбест — высокотермостойкий материал, обладающий жаро- и огнестойкостью. Его основные термические характеристики следующие:

- удаление свободно-сорбированной (гигроскопической) влаги 100–120^oС;

- удаление структурно-связанной (кристаллизационной воды) при

350–450^оС;

- разрушение структуры кристалла при 600–750^оС;

- температура плавления хризотил-асбеста — 1450–1550°C, крокидолита — 1150–1200^оС;.

- прочность на разрыв - более 3000 МПа;

- плотность - 2,4-2,6 г/см³;

- коэффициент трения - 0,8;

- щелочестойкость pH = 9,1-10,3;

- удельная поверхность - 20 м²/г.

Основными видами материалов, производимых на основе асбеста, являются:

1. порошкообразный асбест;

2. асбестовые бумаги (точнее — картоны), получаемые методами отлива по бумажной технологии;

3. асбестовые пряжа, шнуры, жгуты, ткани;

4. асбопластики, в том числе фрикционные материалы (т.е. материалы для тормозных накладок);

5. асбоцементные изделия.

В производстве бумаг и картонов используется фракция с длиной волокон до 8 мм. Фракция, состоящая из волокон длиной более 12 мм, применяется в производстве текстильных материалов. В промышленной теплоизоляции применяют асбопухшнур, асбестоизвестковые изделия, вулканит, ньювель, совелит, а так же сухие смеси на основе распушенного асбеста, затворяемые водой на месте производства работ и наносимые на изолируемые поверхности в виде мастик. Материалы на основе асбеста:

Пеноасбест. Получается путём первоначальной тонкой механической распушки первых сортов асбеста мягкой текстуры с последующей дополнительной диспергацией волокна химическими реагентами. В результате получают один из самых лёгких теплоизоляционных материалов со средней плотностью 25-60 кг/м³ и теплопроводностью 0.028-0.45 Вт/мК. Предельная температура применения 400°С.

Асбокартон (ГОСТ 2850-95). Содержание асбеста 98-99%. Размер листа 1000x800 мм. Толщина от 2 до 6мм. Выдерживает температуру до 500°С. Гарантийный срок хранения - 10 лет со дня изготовления.

Асбестовая ткань (ГОСТ 6102-94). Используется для пошива жароизоляционной одежды, теплоизоляции печей и нагревательных приборов. Температура рабочей среды до 500°С. Ткань марки АТ-4 (ГОСТ 6102-78Е) соответствует требованиям "Правил пожарной безопасности в РФ ПБ-01-93" и относится к первичным средствам пожаротушения небольших очагов при воспламенении веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха.

Асбестовый шнур (ГОСТ 1779-83). Используется в тепловых агрегатах и теплопроводящих системах при температуре до 400°С. Рабочая среда: газ, пар, вода. Поступает в бухтах. Масса 1 бухты 17-22кг. Гарантийный срок хранения - 5 лет со дня изготовления.

Асбест сухой (ГОСТ 12871-93). Применяется для теплоизоляции печей и нагревательных приборов, обмуровки паровых котлов, газовых турбин. Поставляется в мешках. Масса 1 мешка около 50кг.

Асбест и изделия на его основе применяются практически без ограничений в России и Канаде. Следует знать, что асбест не является экологически безопасным материалом. Волокна асбеста сохраняют свою устойчивость в организме человека. Попадая в лёгкие при дыхании частички асбеста, повреждают лёгочную ткань, что вызывает ряд тяжёлых заболеваний. Следует соблюдать все необходимые правила безопасности при работе с асбестом.