Изделия из асбеста

Асбест (от греч. asbestos — неразрушаемый) — собирательное название группы тонковолокнистых минералов, образующихся в земной коре при воздействии геотермальных вод на ультраосновные магматические породы. Особенностью асбеста является способность его минеральных агрегатов разделяться (распушаться) на тончайшие (диаметром в доли микрона) мягкие волоконца. Благодаря этому свойству асбест получил название «горный лен».

Различают два вида асбеста: амфиболовый (кислотостойкий) и хризотиловый (щелочестойкий). Россия обладает крупнейшими в мире месторождениями хризотилового асбеста, который благодаря уникальным свойствам используется во многих отраслях техники.

Хризотил-асбест — гидросиликат магния 3MgO -2Si02 -2H20. Элементарные кристаллы хризотил-асбеста — тончайшие трубочки диаметром в сотые доли микрометра и длиной до сантиметра и более. Практически асбест разделяется на пучки волокон диаметром 10… 100 мкм, прочность которых на разрыв составляет 600…800 МПа, что сравнимо с лучшими марками стали.

Хризотиловый асбест обладает высокой адсорбционной способностью; особенно активно он адсорбирует ионы Са , поэтому его волокна хорошо сцепляются с цементным вяжущим. Щелочестойкость хризотил-асбеста обеспечивает его устойчивость в щелочной среде цементного камня.

Асбест помимо высокой прочности  обладает уникальным сочетанием ценных свойств: – низкой теплопроводностью [0,35…0,41 Вт/(м – К) в нераспущенном  виде; – устойчивостью к повышенным температурам (нагрев до 400… ...500 °С не вызывает в асбесте необратимых изменений); – высоким коэффициентом трения (например, по стали — 0,8).

Асбестоцемент — искусственный  каменный материал, получаемый при  затвердевании смеси портландцемента, асбеста (15…20% от массы цемента) и  воды. Асбест хорошо сцепляется с твердеющим цементом, и благодаря высокой  прочности при растяжении асбестовое волокно армирует материал по всему  объему, т. е. получается дисперсно-армированный бетон (фибробетон).

Асбестоцементные изделия в  основном производят отливкой жидковязкой массы на частую металлическую сетку как бумагу и картон с последующим обезвоживанием и формованием. Таким образом получают плоские и волнистые листы и трубы.

Используется и другой способ формования асбестоцементных изделий — экструзия  — выдавливание пластичной массы, как  при производстве кирпича. Таким  образом получают погонажные изделия: подоконные плиты, швеллеры, пустотелые плиты и панели. Асбестоцемент при сравнительно небольшой плотности (1600 ...2000 кг/м ) обладает высокими прочностными показателями (предел прочности при изгибе до 30 МПа, а при сжатии до 90 МПа). Он долговечен, морозостоек (через 50 циклов замораживания-оттаивания теряет не более 10 % прочности) и практически водонепроницаем.

Недостатки асбестоцемента: хрупкость (асбестоцемент не выдерживает сильных  ударных нагрузок), набухание и  усадка при изменении влажности  асбестоцемента, сопровождающиеся короблением.

Волнистые кровельные листы — основной вид листовых асбестоцементных изделий. Шифер широко используют в качестве кровельного материала (его доля в общем объеме производства кровельных материалов — около 50 %). Кровельные листы выпускают 6 типоразмеров: длиной 1,2…2,5 м; шириной 0,69…1,15 м; толщиной 5,5…7,5 мм (рис. 1). Первоначально шифер выпускали в виде плоских листов размером 40 х 40 см как заменитель природного шифера (отсюда и пошло название).

Кроме обычных, выпускают листы, окрашенные атмосферостойкими красками как в массе, так и с поверхности. В последнее время начался выпуск плоских листов с фигурной кромкой, имитирующих мелкоштучную черепицу.

Рис. 1. Волнистый асбестоцементный лист усиленного профиля (толщина листа 6 мм)

Кроме волнистых листов, выпускают  плоские облицовочные листы длиной до 2,8 м, шириной до 1,6 м и толщиной 4… 10 мм, которые используют для устройства стен и перегородок по деревянному  каркасу, для изготовления санитарно-технических  кабин, облицовки коридоров, балконов. Санитарными нормами разрешено  использование асбестоцементных листов для отделки интерьеров при условии  облицовки их поверхности полимерными  пленками или окраски эмалями.

Асбестоцементные трубы — очень  перспективный вид труб самого широкого назначения, обладающих комплексом ценных свойств. Они не подвержены коррозии, как металлические, значительно  легче их и не склонны к обрастанию. За счет низкой теплопроводности у  них меньше проблем с промерзанием. Асбестоцементные трубы соединяются  с помощью муфт. В Европе уже  многие годы успешно используются асбестоцементные трубы в водопроводных сетях. 
Асбестоцементные трубы выпускают безнапорные и напорные, отличающиеся толщиной и прочностью (рис. 2).

Безнапорные трубы (диаметром 100 и 150 мм, длиной от 3 до 6 м) применяют для ненапорной канализации, дымоходов, прокладки кабелей и дренажных коллекторов, а также столбов для оград.

Рис. 2. Асбестоцементные трубы с муфтами

Напорные трубы (диаметром от 100 до 500 мм, длиной 4, 5 и 6 м на рабочее  давление от 0,6 до 1,5 МПа) используют для  водо- и газоснабжения. Особенно эффективны такие трубы для прокладки теплотрасс. В России есть успешный опыт безаварийной работы таких теплотрасс в течение 20 лет и более.

Напорные трубы стыкуются с  помощью самоуплотняющихся муфт (рис. 14.6). Резиновые уплотнители  муфт имеют несквозные цилиндрические пустоты. В эти пустоты проникает  жидкость, транспортируемая по трубам под давлением, и расширяет резиновые  уплотнители. Это обеспечивает герметичность  стыка.

Рис. 3. Асбестоцементная самоуплотняющаяся муфта с резиновыми кольцами

Экструзионные изделия. В отличие от изделий, получаемых по традиционной технологии, в которых волокна ориентированы в плоскости изделия, в экструзионных волокна расположены беспорядочно. Из-за этого для обеспечения равной прочности расход асбеста при экструзионной технологии выше: около 20 % (от общей массы материала) против 15 % при традиционном методе формования.

Поверхность экструзионных изделий гладкая. При резком нагреве до 400… 600 °С они не «взрываются», как обычные (например, шифер), имеющие слоистую структуру. Морозостойкость экструзионных изделий не менее F50.

Экструзией получают подоконные доски, профильные погонажные изделия и многопустотные панели и настилы.

Многопустотные панели (рис. 4) — перспективный вид экструзионных изделий: длина панелей / = 3…6 м; ширина В = 0,6 м и общая толщина — 60 и 120 мм. Такие панели с пустотами, заполненными теплоизоляционными материалами (минеральной ватой, пе-нопластами и т. п.), можно использовать для стен и покрытий промышленных и сельскохозяйственных зданий, спортивных сооружений и т. п.

Рис. 14.7. Многопустотные экструзионные асбестоцементные изделия (поперечный разрез): 
а, б — стеновые панели; в — перегородочная панель; г — кровельная плита; 1 — асбестоцемент; 2 — пустоты, заполненные теплоизоляционным материалом