یکی از مسائل مطرح در محیط زیست ارزیابی اثرات زیانآور و غبار آزبست Asbestos یا پنبه نسوز است. در سالهای اخیر، آزبست به عنوان یکی از آلایندههای بالقوه خطرناک در جوامع صنعتی موجب وحشت و هراس گردیده است. کشورهای صنعتی حدود 20 تا 30 سال قبل، آزبست را به عنوان مادهای شگفت انگیز با خواصی نادر به وفور استفاده میکردند.
لیکن امروزه کاربرد آن را تحت قوانین و مقررات بسیار دقیق قرار داده و به دلیل اثبات خطرات آزبست به لحاظ علمی، 40 کشور دنیا آن را به طور کامل از محصولات خود حذف کردهاند! این در حالی است که همچنان در عمده صنایع ایران، در تولید بسیاری از محصولات از جمله لنت ترمز و صفحه کلاچ خودرو از آزبست برای استحکام بخشی و عایق حرارتی استفاده میشود.
سرطانزا بودن ترکیبات آزبست بر هیچکس پوشیده نیست. براساس مشاهدات و گزارشهای مستند علمی، افرادی که به طور مداوم با آزبست و ترکیبات حاوی این الیاف در تماس هستند، دچار عوارض آزبست و بیماریهایی مانند سرطان میشوند. آزبست پس از سرب و جیوه، خطرناکترین ماده برای محیط زیست و سلامت انسان محسوب میشود.
میزان خطر این ماده با تغییر روشهای کاربردی آن در تولیدات کاهش پیدا نمیکند! بلکه تنها راه حل برای مقابله با آثار سوء آن حذف کامل از کلیه صنایع است. در حال حاضر به واسطه کاربرد وسیع محصولات حاوی آزبست در جامعه ما، این ماده به عنوان یک خطر عمده شغلی و یا یک آلاینده محیطی بسیار خطرناک میتواند بهداشت و سلامتی افراد جامعه را به خطر اندازد.
آزبست نام مشترکی است که به تعدادی از کانیهای طبیعی اطلاق میشود؛ سیلیکاتهای این کانیها طی فرآیندهایی هیدراته میشود. این کانیها، ساختمانی بلورهای دارند و در هوا غیر قابل احتراق هستند؛ ولی الیاف تشکیل دهندهاش جداشدنی و تفکیک پذیرند. ساختار آزبست را ملکولهای غولپیکر یک بعدی ایجاد نمودهاند. ملکولهای غول پیکر آزبست، زنجیره درازی از اتمهاست و این ملکولها پهلو به پهلوی هم جای گرفتهاند.
ساختار ملکولی آزبست
کانیهای آزبست خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی دارند؛ این کانیها دارای الیافی بی نهایت باریک بوده و قابلیت ارتجاعی دارند که حتی در حرارتهای بالا این خاصیت را از دست نمیدهند. ظاهرا اغلب الیاف آن نرم بوده و به علت قابلیت ارتجاعی، پذیرای تابیده شدن و بافتن هستند.
آزبست در طبیعت بیشتر به صورت الیاف معدنی و سنگ یافت میشود. بیشترین استفاده آزبست در صنعت به دلیل مقاومت بالای این ماده در برابر گرما و سایش است، که باعث شده این ماده به عنوان مواد نسوز شناخته شود. گاهی به این ماده پشم شیشه نیز گفته میشود. در ساختمان آزبست، عناصری مانند سیلیس، منیزیم و آهن وجود دارد.
الیاف آزبست بدون بو بوده و با چشم غیر مسلح دیده نمیشود. آزبست در درجه حرارت حدود 800 درجه سانتی گراد با از دست دادن آب شروع به تغییر میکند و به سیلیکات منیزیم آهن تجزیه میشود که به عنوان فورستریت Fo شناخته میشود. نقش فورستریت در رابطه با اثرات بهداشتی به خوبی ثبت شده است. جهت کسب اطلاعات بیشتر میتوانید به مقاله تفاوت پشم شیشه و آزبست مراجعه نمایید.
از آزبست به صورت گسترده استفاده میشود، چون مادهای نسبتا ارزان بوده و خواص شیمیایی و فیزیکی ویژه آن تقریبا باعث فناناپذیریاش شده است. مهمترین صنایعی که از آزبست استفاده میکنند و مهمترین کاربرد آزبست عبارتند از:
این صنایع بزرگترین صنایع مصرف کننده آزبست در جهان را شامل میشوند. به طوری که در مجموع 65 تا 80 درصد آزبست تولیدی جهان در صنایع آزبست سیمانی به کار میرود. این صنایع شامل ورقههای تخت تا صفحهای است که جهت پوشش سقف یا به عنوان سقف کاذب، آجرهای آزبست سیمان، لولههای انتقال مایع با فشار بالا و ورقههای کفپوش ساختمان و ناودان به کار میرود. علت عمده مصرف آزبست در صنایع سیمانی به شرح زیر است:
مهمترین خواص محصولات آزبست سیمانی، خواص مکانیکی آنهاست که شامل مقاومت در برابر خردشدگی و مقاومت خمشی و مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در مقابل ترکیدن آن است که تمام این خواص به طول الیاف آزبست بستگی دارد.
هرچه طول الیاف آزبست به کار رفته بیشتر باشد مقاومت محصول بالاتر خواهد رفت و در نتیجه محصول دارای کیفیت بهتری خواهد بود. با این حال ورقهای سیاه و گالوانیزه مقاومت بالایی داشته و در نتیجه قیمت ورق گالوانیزه نیز بالاتر است.
میزان الیاف آزبستی که در این صنایع به کار میرود 10 تا 16 درصد است و عمدهترین الیاف آزبستی که در این صنایع مورد استفاده قرار میگیرد کریزوتیل، آموسیت و کروسیدلیت هستند. کریزوتیل 92 درصد و آموسیت و کروسیدولیت 8 درصد مصرف در این صنایع را تشکیل میدهند.
در جدول زیر خواص مکانیکی کروسیدولیت و کریزوتیل و آموسیت در صنایع آزبست سیمان نشان داده شده است:
ردیف | مشخصه | کریزوتایل | کرسیودولیت | آموزیت |
---|---|---|---|---|
1 | پلاستیسیته | عالی | خوب | ضعیف |
2 | زبری | نرم | نیمه نرم | زبر |
3 | فیلتراسیون | ضعیف | خوب | عالی |
4 | قدرتبخش | ضعیف | خوب | عالی |
5 | الیاف بزرگتر از 100 میلیمتر | کم | کم تا زیاد | زیاد |
6 | قابلیت حلاجی بدون کاهش طول | خوب | خوب | متوسط |
7 | حجم ظاهری | ضعیف | خوب | عالی |
8 | انعطافپذیری | عالی | خوب | ضعیف |
9 | مقاومت خورده شدن | خوب | خوب | ضعیف |
10 | مقاومت ضربه | خوب | خوب | ضعیف |
11 | مقاومت | متوسط تا عالی | عالی | متوسط |
لوله آزبست سیمانی در مصارف لوله کشی و انتقال مایعها در شبکههای انتقال نفت، فاضلاب و لولههای زیرزمینی مصرف میشود و این محصول در مقابل حرارت تا 400 درجه سلسیوس مقاوم است، قابلیت هدایت حرارتی و الکتریکی پایینی داشته و در برابر نفوذ آب و یخزدگی مقاومت زیادی دارد.
این لولهها به دلیل خواص ویژهای که دارند برای انتقال فاضلاب با ترکیب شیمیایی و PH مختلف و آبهایی که دارای مقادیر بالایی نیترات و فسفات هستند مورد استفاده قرار میگیرند. آزبست در ساخت لوله های سیمان آزبستی برای افزایش مقاومت شیمیایی، حرارتی و مقاومت در برابر فشار و کشش بالا و قابلیت نسوزندگی آن به کار میرود.
این ورقها در پوشش بام ساختمانها و پوشش کنارههای ساختمانی به کار میروند و ورقهای پهن آن در پوشش داخلی و خارجی دیوارها، دیوارکها، پانلها، سقفها، به عنوان پوشش کلاهک، عایق دیگهای بخار و کورهها استفاده میشوند. ورق های موجدار عمدهترین گروه تولید شده از انواع ورقهای سیمان آزبستی را تشکیل میدهند و طی 50 سال گذشته به طور وسیع در پوشش سقفها و نیز زوایای ساختمان به کار گرفته شده است.
در کاشیهای کف پوش وینیل، آزبست به عنوان یک ماده تقویت کننده مورداستفاده قرار میگیرد. این نوع کاشیها در ساختمانهای تجاری و نمایشگاهها کاربرد زیادی دارد. یک نوع کاشی کف پوش دیگر نیز به علت داشتن دانههای درشت و زبر، در کف پوش کارخانهها و نیز ستونها مورد استفاده قرار میگیرد.
در صنایع نساجی عمدتا کریزوتیل و کروسیدولیت مورد استفاده قرار گرفته و در ساخت طنابهای آزبستی و فتیلههای آزبستی و پارچههای ضد حریق به کار میرود. فتیلههای آزبستی معمولا قطر 6 میلیمتر دارد و برای درزگیری استفاده میشود و از الیاف به هم تابیده شده، ساخته شده است.
طنابهای آزبستی نسبت به فتیلههای آزبستی قطر بیشتری دارند و با پیچیدن چندین رشته فتیله آزبستی به هم ساخته میشوند. پارچههای آزبستی در تهیه لباسهای نسوز و پردههای ضدحریق تئاتر و سینما و پتوهای مخصوص مهار آتش به کار میروند.
برای ساختن نوعی نمد نیز به کار میرود که کاربرد اصلی این نمدها به دلیل خاصیت ضد رطوبتی آنهاست. 80 تا 90 درصد نمدهای آزبستی را الیاف کوتاه کریزوتایل تشکیل میدهند. فرآیند تولید منسوجات آزبستی نساجی، مانند منسوجات پنبه ای است.
با این تفاوت که برای تهیه آن ابتدا الیاف آزبست مانند فرآیند پشم ابتدا به وسیله ماشینهای ویژهای پرداخت و آماده میشوند به طوری که این ماشینها الیاف آزبست را با برسهایی در جهات مختلف شانه میزنند. منسوجات آزبستی معمولا به صورت مخلوط با پنبه تهیه میشوند، چون الیاف آزبست نسبت به پنبه، دارای خاصیت ریسندگی کمتری است.
در درزگیرهای آزبستی فشرده شده از الیاف کریزوتایل که با ترکیبات پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت ساخته میشود و تحت فشار بخار به صورت ورقهای با ضخامت یکنواخت در میآید، استفاده میشود. این درزگیرها بیشتر در بین بستهای اتصالات به کار رفته و از خروج سیالات جلوگیری میکنند.
نوع دیگر درزگیرها فشرده نبوده و توزیع الیاف آزبست در تمام طول ورق نسبت به درزگیرهای آزبستی فشرده، بهتر انجام میشود. این نوع درزگیرها در جاهایی که سطح پست ناهموار دارند، عملکرد بهتری نسبت به نوع فشرده شده دارند.
این نوع درزگیرها به وسیله نوعی صمغ مصنوعی، قابل ارتجاع و مقاوم در برابر حرارت و همچنین روغن چسبانده میشوند تا مقاومت بهتری در برابر سیالات محبوس شده ایجاد کنند.
درزگیرهای آزبستی فشرده شده در اتصالات لولهها، دریچهها، سوپاپها، دیگهای بخار و همچنین اتصالاتی که در صنایع شیمیایی و نفت کاربرد دارند و در نصب موتورهای احتراق، آونها، اتوکلاوها و مخازن مورد استفاده قرار میگیرند.
ورقهای آزبستی از دیرباز در صنعت نفت و گاز برای محافظت لولهای فلزی در مقابل ساییدگی مورد استفاده قرار میگیرند. تختهها و کاغذهای آزبستی برای اهداف عایق کاری در صنایع الکتریکی و برای پوشش زغال و یا هادیها به کار برده میشوند. تختههای آزبستی از الیاف سیمان پرتلند تحت فشار هیدرولیکی ساخته میشود.
این تختهها به صورت ورق است و به عنوان عایقکاری مورد استفاده قرار میگیرد. رنگ آن خاکستری خالدار است اما رنگهای مختلف آن در بازار به فروش میرسد و برای دیوارسازی استفاده میشود. ضخامت این تختهها 5، 6 و 20 سانتی متر است و تا دمای 540 درجه سانتی گراد مقاوم هستند. از دیگر محصولات آن میتوان مقوای آزبستی را نام برد که با چسب آلی همراه با پرکننده دیاتومیتی در انواع نرم یا سخت ساخته میشود. این محصول برای عایق کاری در دمای 430 تا 540 درجه سلسیوس مناسب است.
آزبست به عنوان عامل تقویت کننده در پلاستیکها مورد استفاده قرار میگیرد. آزبست موردنیاز در این صنعت از نظر قیمت گرانتر و از الیاف طویل کریزوتیل و طی فرآوری پرهزینه به دست میآید که دارای ضریب انبساط پایین و مقاوم در برابر حرارتهای بالا و از سخت شدگی خوبی برخوردار است.
در ساخت لنت ترمز و صفه کلاچ از آزبست استفاده میشود؛ در ساخت مواد اصطکاک زا اصولا از کریزوتیل استفاده میشود، چون کریزوتایل نسبت به سایر آزبستهای آمفیبول خاصیت اصطکاکی بهتری دارد. آزبست لنت های ترمز سبب خاصیت استحکام و سخت شدگی میشود و باعث جلوگیری از خط افتادگی آنها میشود.
لنتهای ترمز بر اثر ساییدگی و اصطکاک ایجاد غبار میکنند که در اثر حرارتی که اصطکاک ایجاد میکند بیشتر آزبست به فورستریت تبدیل میشود. لنتهای ترمز ممکن است پارچههای بافته اشباع شده یا الیاف متراکم شده به هم چسبیده با چسب مقاوم در مقابل گرما باشد. چسب ممکن است یک سیلیکات یا پلاستیک یا کائوچو باشد.
ضریب اصطکاک پارچه آزبستی در برابر فولاد در لنتهای ترمز 0.27 تا 0.38 است. این ضریب با چسب افزایش یافته و با سیم پیچ کاهش مییابد. لنتهای ترمز از تابیدن الیاف آزبست با رشتههای سیمی نازک و آمیختن با محلول سیلیکاتی و سپس بافتن به صورت پارچه و اشباع با کائوچو با چسب و تحت فشار و حرارت دادن ساخته میشوند.
از سال 1336 با راه اندازی کارخانه ایرانیت حدود 66 هزار تن در سال، آزبست مصرف میشود که این روند تاکنون سیر صعودی داشته است. کل مصرف کارخانجات ایران در سال 1374 بیش از 88 هزار تن بوده است که 5 درصد آن معادل آزبست ایرانی بوده است.
جمع بندی
آزبست یکی از مواد پرخطر در صنایع مختلف بوده با این حال دارای کابردهای فراوانی در صنعت و ساخت و ساز اعم از لولههای آزبستی سیمانی و لنت ترمز است. امروزه به دلیل خطرات آزبست سعی در محدود نمودن استفاده از این ماده در صنایع مختلف میگردد. در این مقاله به بررسی کاربرد و خطرات آزبست پرداختهایم.