Свойства асбеста

Цвет: белый, серый, темный, серо-синий (хризотил-асбест желтый, бронзовый).

Практическое значение: важное сырье для изготовления огнестойкой, жарозащитной и кислотозащитной  одежды, огнеупорных строительных материалов, теплоизоляционного материала и  т.д.

Асбестом называют минералы группы серпентинов или амфиболов  волокнистого строения, способные при  механическом воздействии разделяться  на тончайшие волоконца. По химическому  составу асбестовые  минералы являются водными силикатами магния, железа, кальция и натрия. Содержание воды в асбесте группы серпентина составляет 13-14.5 %, а в группе амфиболов (в зависимости от вида) 1.5 — 3%.

Волокнистое строение наиболее ярко выражено у асбеста серпентиновой  группы, куда относится только один вид асбеста — хризотил-асбест, поэтому он больше всего применяется  в промышленности.

Хризотил-асбест обладает высокой  прочностью на разрыв по оси волокнистости. Наибольшую прочность имеют волокна  асбеста, осторожно отделённые от кускового  асбеста. В зависимости от эластичности волокна различают три разновидности  хризотил-асбеста: нормальную, полуломкую и ломкую. Такое деление условно, так как в действительности не наблюдается резких переходов от одной разновидности к другой.

Важная характеристика асбеста  — модуль упругости. Средние значения модуля упругости хризотил-асбеста  колеблются от 16104 до 21104 Мпа.

2. Физические свойства

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

• удаление свободно-сорбированной (гигроскопической) влаги 100 — 120 ^oС;
• удаление структурно-связанной (кристаллизационной воды) при 350 — 450^оС;
• разрушение структуры кристалла — 600 — 750^оС;
• температура плавления хризотил-асбеста — 1500 — 1550^оС, крокидолита — 1150 — 1200^оС;
• прочность на разрыв — более 3000 МПа;
• плотность — 2,4 — 2,6 г/см3;
• температура плавления — 1450-1500 ^оC;
• коэффициент трения — 0,8 единиц;
• щелочестойкость — 9,1 — 10,3 pH;
• удельная поверхность — 20 м2/г.

Асбест является жаростойким  материалом и может эксплуатироваться  при температуре 500–550^оС, кратковременно — до 700оС. Сорта асбеста с минимальным количеством примесей неэлектропроводны и обладают хорошими электроизолирующими свойствами.

Высокая поверхностная энергия  и развитая поверхность придают  асбесту хорошие сорбционные  свойства к полярным веществам.

Все виды асбеста имеют  высокую щелочестойкость, однако в  растворах кислот хризотил-асбест теряет свои свойства из-за растворения магниевых  окислов. Крокидолит имеет лучшую кислотостойкость.

Совокупность уникальных свойств хризотил-асбеста таких  как: способность расщепляться на тончайшие  эластичные волокна, обладающие высокой  механической прочностью, несгораемость  и теплостойкость, высокий коэффициент  трения. Низкая проводимость тепла, электрического тока и звука, атмосферостойкость, щелочеустойчивость и стойкость по отношению к  морской воде, высокая адсорбирующая  активность и способность к образованию  устойчивых композиций с различными вяжущими материалами позволяет  использовать хризотил-асбест практически  во всех областях промышленности. В  основном же его используют для производства асбестоцементных материалов для строительства, производства асботехнических изделий  для автомобильной, авиационной, тракторной, химической, электрохимической отраслей промышленности, а также для судостроения, машиностроения, в оборонной промышленности и ракетостроении. Количество видов  изделий, вырабатываемых из асбеста  в чистом виде или в композиции с другими материалами, составляет более трех тысяч наименований. Уникальность асбеста заключается не только в  многообразии его применения, но и  в полном отсутствии природных аналогов и искусственных заменителей, обладающих такими же качествами. Промышленное использование  хризотил-асбеста экономически выгодно  ввиду его доступности, дешевизны  и долговечности.

3. Химические свойства

По химическому составу  асбесты представляют собой водные силикаты магния, железа, отчасти кальция  и натрия. К классу хризотил-асбестов относятся следующие вещества:

Mg6[Si4O10](OH)8

2Na2O*6(Fe,Mg)0*2Fe2O3* 17SiO2*ЗН2О

Химический состав хризотил-асбеста

Соединение	Массовая доля
SiO2	40.70 … 42.80
Al2O3	0.45 … 1.40
Cr2O3	0.01 … 0.09
FeO	0.09 … 1.25
Fe2O3	0.30 … 1.44
MgO	41.00 … 42.30
MnO	0.00 … 0.27
CaO	0.00 … 0.40
NiO	0.00 … 0.24
Na2O	0.00 … 0.08
K2O	0.00 … 0.05
H2O +	12.60 … 13.30
H2O -	0.50 … 1.30
Прочие	12.60 … 14.00

 

 

Структура асбеста очень  интересна. Так, например, плоскостные  молекулы хризотилового асбеста  имеют слоистую несимметричную структуру, вследствие чего они сворачиваются  в очень тонкую трубочку (своеобразный «рулет»). Диаметр такого «элементарного»  игольчатого кристалла у хризотил-асбеста 10–30 нм, у крокидолита — 50–99 нм. Микроструктура асбеста — игольчатые кристаллы и их сростки. Товарный асбест представляет собой комплексы  из сотен и тысяч соединенных  вместе элементарных игольчатых кристаллов, имеющих поперечник около 0,1–0,5 мкм.

4. Классификация

Асбест
Серпентиновые	Амфибольные
Хризотил	Крокидолит
	Амозит
	Антофиллит
	Тремолит
	Актинолит

 

 

Хризотил. Листовой силикат, состоящий из лежащих в одной плоскости соединенных кремнеземных тетраэдров, покрытых слоем брусита. Кремнеземно-бруситовые пластины слегка изогнуты из-за структурного несовпадения, выражающегося в скручивании пластин и образования длинной полой трубочки. Из таких трубочек и образуются составные пучки волокон хризотила. Химический состав хризотила однороден в отличие от разновидностей амфибол-асбеста. Присутствие некоторого количество оксидов является результатом загрязнения при образовании минерала в скалистой породе. Некоторые из этих элементов могут входит в структуру, а так же могут присутствовать в качестве главных элементов небольших концентраций отдельных разновидностей минерала, входящих в пучок волокон. Длинные эластичные и изогнутые волокна хризотила обычно сплетены в пучки с пушистыми концами. Такие пучки соединены водородными связями и\или каким-нибудь твердым веществом не входящим в состав волокна. Длина хризотиловых волокон, встречающихся в природе, колеблется от 1 до 20 мм, с отдельными экземплярами до 100 мм. Хризотил чрезвычайно чувствителен к кислоте, хотя меньше подвержен воздействию гидроокиси натрия (едкого натра), чем любые амфибольные волокна.

Амфибольные минералы представляют собой двойные цепочки кремнеземных тетраэдров, поперечно связанные катионовыми мостиками. Химический и физический состав различных амфибол асбестов весьма разнообразны. Состав рабочего образца совпадает с предполагаемой теоретической чрезвычайно редко. Однако при идентификации различных волокон для удобства работы пользуются теоретическими допусками.

Крокидолит (рибекит-асбест) Типичные для крокидолита пучки волокон распадаются на более короткие и тонкие волокна легче, чем волокна других амфибол асбестов. Однако образующиеся таким образом волокна обычно не так малы в диаметре, как волокна хризотила. В сравнении с другими амфиболами или хризотилом крокидолит обладает сравнительно плохой жаростойкостью, но его волокна широко применяются там, где требуется высокая кислото устойчивость. Крокидолитовые волокна обладают от умеренной до хорошей гибкостью, слабой прядомостью и меняющейся от мягкой до жесткой текстурой. В отличие от хризотила крокидолит обычно бывает загрязнен органическими примесями, в том числе небольшим количеством полициклических ароматических углеводородов, таких как бензапирен.

Амозит (грюнерит-асбест) Волокна амозита обычно длиннее, чем у крокидолита. Большинство амозитовых волокон имеют прямые края и характерные прямоугольные окончания осей.

Антофиллит-асбест представляет собой сравнительно редкий волокнистый призматический магниево-железистый амфибол, который иногда встречается в виде примесей в месторождениях талька. Характерно, что волокна антофиллита крупнее, чем у других распространенных форм асбеста.

Тремолит и актинолит-асбест Тремолит-асбест это моноклинный кальциево-магниевый амфибол. Актинолит-асбест это его железозамещенный дериват. Оба вида волокон редко обнаруживаемые в самостоятельных месторождениях, чаще всего встречаются как загрязняющие примеси в других месторождениях асбеста. Первый как примесь в месторождениях хризотила и талька, второй в амозитовых месторождениях. Тремолит-асбестовые волокна разнятся по размеру, но могут приближаться к величине волокон крокидолита и амозита.

Библиография

1. Артемов В.Р., Кузнецова В.Н. Киембаевское месторождение хризотил-асбеста. М., «Недра», 1979.
2. Золоев К.К., Полянин В.С.,Прогнозная оценка территории СССР на хризотил- и антофиллит – асбест. – М., 1983.
3. Меркурьев Н.Д., Сравнительная геолого-экономическая характеристика промышленных типов месторождений полезных ископаемых. Хризотил-асбест., — ВИЭМС, 1970.
4. http://mineraly.narod.ru/asbest.htm
5. http://www.uralasbest.ru/mnrl1.shtml
6. http://ru.wikipedia.org/wiki/Асбест_(материал)
7. http://www.water.ru/bz/param/asbestos-new.shtml