Асбест и материалы на его основе

Дата публикации: 
01.02.2015

асбест

 

Известны эти материалы с начала прошлого века, когда австрийский инженер обнаружил, что добавление в смеси на основе портландцемента асбестовых волокон позволяет резко увеличить прочностные показатели изделий, образующихся при их отверждении. Так был изобретен асбестоцемент.

Это событие можно сопоставить по значимости с изобретением железобетона, произошедшим примерно на полвека раньше.

Тот же инженер, что изобрел асбестоцемент, догадался внедрить свое изобретение в производство, пожалуй, самого удачного изделия из него - кровельных листов. Весь мир, в том числе и Россия, а потом и СССР, начал производство этих листов, потому что не было в то время (как нет и сейчас) кровельных материалов, способных конкурировать с ними по соотношению цена - качество.

Особенно много таких листов производилось в СССР - и по только что отмеченной причине, и потому, что наша страна была и остается самой богатой в мире и по запасам асбеста, и по его добыче и переработке в различные изделия. Чуть ли не половину добытого асбеста СССР экспортировал в другие страны, особенно много - в Японию.

Вот эти-то обстоятельства и вызвали болезненную реакцию у ряда западногерманских фирм, которые в 70-х гг. прошлого века начали информационную войну против использования асбестоцемента в строительстве. Цель войны - подорвать фактический монополизм СССР в международной торговле асбестом.

В качестве аргумента они выдвинули тезис о том, что асбестовая пыль якобы канцерогенна (ее попадание в организм приводит к онкологическим заболеваниям). Поэтому уж коль скоро асбестоцемент стал таким востребованным материалом, надо его производить, используя вместо асбеста искусственные волокна, выпускаемые этими фирмами. И приводили доказательства канцерогенности асбестовой пыли, при этом "ловко" перенося результаты испытаний, полученные на так называемом амфиболовом асбесте, на асбест хризотиловый.

Чтобы была более понятна суть этой подмены, необходимо подробнее познакомиться с асбестом и историей его запрета.

 

Судебная сага об асбестах

 

Под термином "асбест" в настоящее время понимают группу минералов, имеющих волокнистую структуру. За такую структуру асбест назвали "горным льном". Большая часть добываемых асбестов относится к группе серпентина и носит название хризотил-асбеста (ХА). Есть еще асбесты, относящиеся к амфиболовой группе: антофиллит, амозит, тремолит, актинолит и крокодолит. По химическому строению асбесты являются гидросиликатами магния, железа, кальция и натрия.

Необычное свойство асбестов - способность расщепляться на тонкие эластичные и очень прочные волокна. Негорючесть, малые тепло- и электропроводность, химическая стойкость сделали эти волокна весьма востребованными во многих сферах экономики почти всех стран мира.

Первые и, подчеркнем, справедливые нападки на асбест как вредный для здоровья материал произошли в 1960-х гг. Причина - в странах Западной Европы после Второй мировой войны началось массовое жилищное строительство с широким использованием асбеста, но... амфиболового, из Южно-Африканской Республики, который был дешевле хризотилового. При этом работы велись без соблюдения элементарных мер защиты органов дыхания от пыли. Этим и воспользовались организаторы антиасбестовой кампании.

Многочисленные исследования канцерогенности асбеста, предпринятые во многих странах, где на правительственных уровнях начали готовиться постановления о запрете асбеста, позволили установить: канцерогенен лишь амфиболовый асбест. Канцерогенность ХА не выше, чем других природных минералов. А у многих из них, например кварцевой пыли, она намного выше, но никто не запрещает использовать кварцевый песок, в том числе и в пылевидной форме.

18 октября 1991 г. апелляционный суд США аннулировал Постановление Агентства по защите окружающей среды США (АЗОС) 1989 г., согласно которому к 1996 г. должно было быть запрещено использование асбеста в этой стране почти во всех сферах.

Суд, отвечая на петиции, поданные Информационной ассоциацией по асбесту (США), Ассоциацией производителей асбестоцементных труб (США), Институтом асбеста (Канада), признал, что АЗОС не представило достаточных доказательств в поддержку постановления о запрете асбеста, а именно не оценило:

  • вред от использования заменителей асбеста, многие из которых содержат канцерогены;
  • экономический ущерб  от  реализации  запрета  (искусственные  волокна дороже асбестовых во много раз);
  • снижения эксплуатационных свойств изделий на заменителях  асбеста, в частности автомобильных тормозов.

 

Выводы АЗОС о том, что заменители менее опасны, суд назвал "спекуляцией", "химерой" и "догадками".

 

Только не в России

 

Такое решение авторитетнейшего суда нанесло сокрушительный удар по инсинуациям о канцерогенности ХА, и весь мир вновь начал его интенсивно использовать. Весь мир, кроме... России. Среди российских строителей до сих пор бытует убеждение, что асбест канцерогенен. И это несмотря не только на решение апелляционного суда США, но и на Постановление Правительства РФ от 31.07.1998 N 869, которым разрешается использование ХА, несмотря на издание в 2001 г. Минздравом Государственных санитарно-эпидемиологических правил и гигиенических нормативов ГН 2.1.2/2.2.1.1009-00, в которых дан перечень асбестоцементных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве, несмотря на изданный в том же году и утвержденный Главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г. Онищенко перечень "Асбестосодержащие изделия и материалы, разрешенные к промышленному производству и применению для транспортных средств, механизмов, оборудования, изделий промышленной и бытовой техники и систем", несмотря на множество публикаций в прессе, несмотря на то, что в России была создана "Хризотиловая ассоциация", объединившая все предприятия, добывающие асбест и перерабатывающие его в изделия, которая до сих пор пытается убедить российских строителей в безвредности ХА. Несмотря даже на то, что издана книга об асбестоцементных материалах. В ней представлены краткие исторические и технические сведения о производстве и свойствах ХА, об ассортименте асбестоцементных изделий в нашей стране и за рубежом. Показано, что добыча ХА, разрешенного к применению Конвенцией Всемирной организации здравоохранения N 162, возможна без вреда для человека.

Не убеждает хулителей асбеста и то, что на Урале вблизи Екатеринбурга уже почти 100 лет существует г. Асбест, основная часть трудоспособного населения которого занимается добычей асбестовой руды, извлечением из нее ХА, переработкой последнего. Если бы предмет их труда был канцерогенен, то в этом городе доля больных раком была бы выше, чем в окрестных городах, количество пенсионеров и долгожителей - меньше. А на самом деле количество больных раком здесь ниже, чем в Екатеринбурге и Москве, пенсионеров и долгожителей - не меньше.

Жители г. Асбеста контактируют с ХА не только на работе. В их домах есть и асбестовые скатерти, и асбестовые занавески, и изделия из асбестовых декоративных тканей. И всему этому автор был свидетелем.

На пресс-конференции в Москве, состоявшейся в 2004 г., директор Канадского института асбеста заявил: "Сторонники антиасбестовой кампании заведомо говорят неправду, когда утверждают, что асбест запрещен во всем мире. Речь идет только об амфиболе - действительно опасной для здоровья разновидности асбеста, тогда как другая группа асбестового волокна - хризотиловая - используется в 65 странах мира, в том числе в России, Канаде, США, Китае, Мексике, Таиланде, Индии, Колумбии, Казахстане.

Сопрезиденту "Хризотиловой ассоциации" Ю. Козлову удалось в этом же году на заседании Межправительственного переговорного комитета Роттердамской конвенции, регулирующей международную торговлю опасными химическими веществами и пестицидами, на котором присутствовало около 450 делегатов из более чем 100 стран мира, добиться того, что ХА не был включен в "Список опасных химических веществ". Этим Россия отстояла право на экспорт ХА, победив в борьбе за свои интересы на международной экономической арене.

Но следует признать, что антиасбестовых публикаций, выступлений, заявлений было, пожалуй, больше. Их, как правило, инспирировали производители тех импортных материалов, которыми предполагалось заменять асбестовые. И российские проектировщики, и строители повели себя как доверчивые туземцы, которые легко "покупались" на рекламные "бусы", тем более что антиасбестовая компания - ярчайший пример черного пиара в экономике.

Организаторы провели ее блестяще. Им удалось из самого заурядного по своей токсичности вещества сделать в глазах общественности экологического монстра и почти добиться своей цели - обрушения асбестовой промышленности в России (потеря 400 тысяч рабочих мест и миллиардов единиц валюты), Казахстане, Канаде - странах, которые идут вслед за Россией по объемам добычи асбеста и производству асбестовых изделий.

 

Аргументы за асбест

 

Возможно, сильным аргументом за применение асбеста в российском строительстве станут разработанные НИИЖБ в рамках программы "Доступное и комфортное жилье - гражданам России" конструктивные решения малоэтажных домов на основе нового композитного особо легкого материала из хризотилцемента. Такой материал назван этим институтом "минеральным деревом".

Немаловажно, что рентабельность асбестовой промышленности высока. Она заключается в том, что та горная порода, в которой содержались асбестовые волокна (серпентинит, или змеевик), после извлечения последних становится хорошим песком, щебнем для железобетонных изделий, устройства автомобильных и железных дорог.

А в настоящее время проводятся исследования по извлечению из серпентинитов оксида магния, которого в них до 40%. Этот оксид может стать компонентом магнезиальных вяжущих.

 

 

Асбест как продукт

 

А теперь рассмотрим, что представляет собой асбест как товарный продукт и какие изделия изготавливают с его использованием.

Товарный асбест (ГОСТ 12871-93) разделяют на восемь групп (от 0 до 7). Критерием отнесения к той или иной группе является длина волокна. В нулевую группу включают самые длинные (не менее 13,5 мм) волокна. Длина волокон в первой и второй группах не менее 11,5 и 8 мм соответственно.

Для всех прочих групп длина волокон не лимитируется.

Асбест первых трех групп называют волокнистым. Его используют для изготовления тканей, одежды, тканевых фильтров для агрессивных и горячих жидкостей, тормозных лент.

Асбест 3 - 6-й групп предназначен для изготовления изделий из асбестоцемента, 7-й - для насыпной теплоизоляции и в качестве наполнителя пластмасс.

Асбестоцемент (АЦ) (другое название - асбоцемент) - материал, который можно считать дисперсно-армированным бетоном. Асбест в нем играет роль арматуры, равномерно распределенной по объему материала, а затвердевший цементный камень образует матрицу, в которой заключен асбест. Соотношение асбеста и портландцемента в АЦ-изделиях - (15 - 25) : 100. Асбест в них находится в связанном состоянии и практически не выделяется в окружающую среду. Прочность АЦ-материалов на растяжение весьма велика, что позволяет использовать их при изготовлении листов для кровли, стен и даже напорных труб.

В водной среде АЦ не корродирует, а, напротив, уплотняется и упрочняется в результате продолжающейся гидратации портландцемента.

 

Самые экономичные кровли

 

Наиболее значимым для России изделием из АЦ являются асбестоцементные волнистые листы, производимые в соответствии с ГОСТ 30340-95, из которых делают наклонные кровли. (Таковых в настоящее время все больше, а плоских, где такие листы использовать нельзя, - все меньше.) Прекрасно зарекомендовавшие себя за долгие годы эксплуатации (их начали изготавливать в бывшем СССР в 1929 г.) волнистые листы изготавливают ныне 24 завода.

Сегодня по совокупности свойств это кровельный материал N 1. И по площади кровель, выстилаемых им, это тоже материал N 1. Волнистые листы изготавливают сотнями миллионов квадратных метров в год.

Еще раз отметим, что эти листы огнестойки, долговечны, не требуют ухода во время эксплуатации, дешевле всех прочих кровельных материалов. Именно с ними удается строить самое дешевое жилье.

Для того чтобы предотвратить проникновение воды в стыки кровли, изготавливаются асбестоцементные же детали для завершения кровли.

В больших объемах производятся в России в соответствии с ГОСТ 18124-95 и асбестоцементные плоские листы. Их используют для сооружения и отделки наружных стен зданий, ограждения балконов и лоджий, изготовления распределительных щитов в электрических сетях, облицовки нагревательных печей, обшивки градирен.

Отметим, что как плоские, так и волнистые асбестоцементные листы часто называют шифером или асбошифером. Термин "шифер" произошел от названия плиток, вырезаемых из природного сланца и предназначенных для кровли вместо глиняной черепицы. А поскольку из асбестоцемента на заре его использования изготавливали именно плитки, название перешло на них, а впоследствии - и на асбестоцементные листы.

В 1930-е гг. наиболее известным производителем асбестоцементных плиток была немецкая фирма "Этернит". Долгое время бытовал термин "этернитовые кровли". Фирма существует и поныне, но выпускает, видимо, поддавшись антиасбестовому психозу, который был особенно силен в Западной Германии, плитки без асбеста, заменив его другими минеральными волокнами.

В последние годы часть как волокнистых, так и плоских асбестоцементных листов непосредственно на заводах-изготовителях окрашивают в декоративные цвета водно-дисперсионными красками с антисептическими добавками, предотвращающими появление колоний грибков.

Еще один вид изделий из асбестоцемента для кровли - плоские прессованные плитки и детали к ним для завершения кровли, производимые по специальным техническим нормативам. Эти плитки для тех, кто любит так называемые гонтовые кровли.

Необходимо отметить, что асбестоцементная кровельная продукция остается вне всякой конкуренции не только по стоимости самих листов, но и по затратам, связанным с монтажом.

Так, трудозатраты на устройство 100 куб. м кровли из глиняной или цементно-песчаной черепицы составляют около 100 чел/ч, стальной кровли - 90 чел/ч, из битумных полос - 65 чел/ч, а шиферной - всего 50 чел/ч. Масса кровельного покрытия из глиняной черепицы - около 60 кг/куб. м, из асбестоцементных листов - около 35 кг/куб. м. Поэтому несущие конструкции крыши под черепицу должны иметь повышенную прочность, что увеличивает расход пиломатериалов под опорные конструкции и обрешетку почти на 40%. Вес рулонных и мягких кровель меньше, но их использование требует сплошной обрешетки. В противном случае под тяжестью снега гибкая кровля может разрушиться.

Обладая достаточной прочностью, асбестоцементные кровли не нуждаются в сплошной обрешетке, расход пиломатериалов при их устройстве является одним из самых экономичных и составляет около 1 куб. м на 100 кв. м.

 

Асбестоцементные трубы

 

Производство асбестоцементных труб - второе по объему направление в использовании асбеста.

Эти трубы - один из самых перспективных видов труб широкого назначения, поскольку они обладают комплексом ценнейших свойств: не подвергаются коррозии, как стальные, значительно легче и не склонны к обрастанию. Вследствие низкой теплопроводности их стенок меньше проблем с замерзанием в них воды. Трубы могут быть быстро и надежно соединены с помощью асбестовых же муфт с резиновым уплотнением.

Цена их ниже, чем стальных, и более чем в пять раз ниже, чем полимерных.

В соответствии с ГОСТ 539-80 асбестоцементные трубы выпускаются безнапорными и напорными. Отличаются эти два вида труб толщиной стенок и прочностными показателями.

Безнапорные трубы производятся диаметром 100 и 150 мм, длиной от 3 до 6 м. Предназначены для ненапорной канализации, дымоходов, прокладки кабелей различного назначения, дренажных коллекторов, столбов для оград и даже декоративных колонн в зданиях.

Напорные трубы выпускаются диаметром от 100 до 500 мм, длиной 4, 5 и 6 м. Предназначены для водоснабжения, вентиляции, устройства колодцев, перекачки нефтепродуктов.

Они выпускаются под рабочее давление 0,6; 0,9; 1,2 и 1,5 МПа. Соответственно прочность на растяжение материала, из которого они изготовлены, составляет 15, 16, 20 и 24 МПа, то есть асбестоцементные трубы изготавливают с большим запасом прочности.

 

Теплоизоляция и краски

 

Третьим по объему направлением использования асбеста является изготовление теплоизоляционных материалов для обмуровки котлов, печей, других агрегатов, стенки которых нагреваются до высоких температур. Для теплоизолирования асбест используют в виде или засыпной изоляции, или смесей с жидким стеклом, которыми обмазывают подлежащие теплозащите поверхности.

В качестве засыпной теплоизоляции используют асбест и в смеси с другими порошкообразными материалами с малой теплопроводностью.

Смесь асбеста со вспученным перлитовым песком называют асбоперлитом, со вспученным вермикулитом - асбозонолитом (о вспученных перлите и вермикулите см. в N 10, 2011).

С использованием асбеста и кремнийорганических полимеров были разработаны и лакокрасочные материалы, получившие название органосиликатных. В настоящее время их производят около 30 видов. Чтобы отличать одну краску от другой, предложено обозначать их аббревиатурой "ОС" ("органосиликатная") и набором цифр, объединенных в две двухзначные группы. Например, ОС-12-01. Число "12" обозначает, что краска предназначена для защиты от коррозии строительных металлоконструкций, а также для защитно-декоративного окрашивания фасадов зданий и сооружений (бетонных, кирпичных, каменных). "01" показывает, что эта краска была разработана первой в группе "12".

Примерами эффективного использования данной краски являются мосты через Неву в Санкт-Петербурге, опоры контактной сети на Октябрьской железной дороге.

Лакокрасочные покрытия, образующиеся из этой краски, устойчивы не только в атмосфере, но и в кипящей воде, причем в воду ничего не выделяют даже при длительном контакте. Потому они допущены для окрашивания тех объектов, которые контактируют с питьевой водой, как холодной, так и горячей. Это еще одно доказательство безвредности ХА.

Другой органосиликатный лакокрасочный материал - ОС-51-03 предназначен для защиты от коррозии стальных трубопроводов с температурой теплоносителя до 180 град. Цельсия (при любом способе прокладки - по воздуху, в подземных проходных и непроходных каналах и бесканальным способом).

Краска ОС-51-03 пригодна для защиты от коррозии стальных конструкций, предназначаемых для эксплуатации в районах с тропическим (влажным) климатом.

Но особенно важно такое свойство покрытий, образуемых этой краской, как радиационная стойкость и способность не удерживать на своей поверхности радиоактивные частицы. Потому такие частицы могут быть легко удалены при дезактивационной обработке.

Поскольку Россия приняла программу интенсивного развития атомной энергетики, краска ОС-51-03 становится очень востребованной.

В 1960-х гг. прошлого столетия началось производство профильных изделий - досок, швеллеров, многопустотных панелей из асбестоцемента по новой экструзионной технологии. Суть ее заключается в том, что вязкопластичную асбестовую массу с невысоким содержанием воды продавливают сквозь формующую головку пресса (наподобие того, как продавливают глиняную массу при производстве кирпича или тесто при изготовлении макарон).

Асбест можно вводить не только в цементные, но и в гипсовые, известковые смеси. Так, разработаны технологии получения гипсоасбестовых изделий с плотностью 900 - 1000 кг/куб. м, коэффициентом теплопроводности 0,25 - 0,35 Вт/мxК, прочностью при сжатии около 6 МПа, изгибе - 5 МПа.

Изделия с перечисленными свойствами могут быть использованы в качестве теплоизоляционно-конструктивных материалов.

Таким образом, из всего вышесказанного следует, что хризотиловый асбест - безопасный материал с уникальной совокупностью свойств, таких как негорючесть, высокие прочность, тепло- и термостойкость, низкие тепло- и электропроводность, имеющий самый высокий среди известных материалов коэффициент трения, щелочестойкий, способный быть арматурой в различных минеральных и органических матрицах.

Категория: 

использование асбеста