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Asbestos/石棉檢測

什么是石棉
石棉是6種具有商業用途天然纖維礦物的總稱。是指具有高抗張強度、高撓性、耐化學和熱侵蝕、電絕緣和具有可紡性的礦物產品。石棉由纖維束組成,而纖維束又由很長很細的能相互分離的纖維組成。石棉可分為蛇紋石石棉(溫石棉)和閃石石棉兩類。
石棉具有高度耐火性、電絕緣性和絕熱性,是重要的防火、絕緣和保溫材料。目前石棉制品或含有石棉的制品有近3000種,主要用于機械傳動、制動以及保溫、防火、隔熱、防腐、隔音、絕緣等方面,其中較為重要的是汽車、化工、電器設備、建筑業等制造部門。
由于石棉纖維能引起石棉肺、胸膜間皮瘤等疾病,許多國家選擇了全面禁止使用這種危險性物質,其他一些國家正在審視石棉的危險。

石棉的發展史
人類對石棉的使用已被證明上溯到古埃及,當時,石棉被用來制作法老們的裹尸布。在芬蘭,石棉纖維還在舊石器時代的陶器作坊被發現了。希臘歷史學家赫羅多托斯(公元前5世紀)曾談到用來裝盛被焚燒尸體骨架的耐火容器。據說夏勒馬澳擁有一塊用石棉制成的白色臺布,他在一次宴請客人的飯后將桌布仍于火中以使客人感到驚奇。
中國周代已能用石棉纖維制做織物,因沾污后經火燒即潔白如新,故有火浣布或火烷布之稱。列子書中就有記載:“火浣之布,浣之必投于火,布則火色垢則布色。出火而振之,皓然疑乎雪”。馬可波羅曾說道一種“礦物物質”,被韃靼人用來制作防火服。
在法國,拿破侖皇帝曾對石棉很感興趣,并鼓勵在意大利進行實驗。最古老的石棉礦是在克里特島(希臘)、塞浦路斯、希臘、印度和埃及發現的。在18世紀,歐洲共記載了20個石棉礦,最大的是位于德國的賴興斯坦(Reichenstein)。在美洲大陸,賓夕法尼亞洲開采石棉開始于17世紀末期。
1860年以后工業采礦發展起來,這既是受到了意大利和英格蘭紡織工業的驅動,又是因為在南非、北美和俄國發現了大型石棉礦藏。
1900年前后,全世界開采的石棉數量大約是每年30萬噸。石棉采礦自工業時代開始一直不斷發展, 1975年約500萬噸的石棉被開采出來,此后,吸入石棉粉塵帶來的健康風險被廣為傳播開來,使用石棉的數量逐步下降,到1998年降至300萬噸上下。

石棉種類
石綿種類很多,依其礦物成分和化學組成不同,可分為蛇紋石石棉和角閃石石棉兩類。蛇紋石石棉又稱溫石棉,它是石棉中產量最多的一種,具有較好的可紡性能。角閃石石棉又可分為藍石棉、透閃石石棉、陽起石石棉等,產量比蛇紋石石棉少。
1.蛇紋石石棉(serpentine,chrysotile) 也稱纖維蛇紋石石棉,或溫石棉(amphibole),主要成分有二氧化硅、氧化鎂和結晶水,它的分子式是Mg6[(OH)4Si2O5]2。蛇紋石石棉呈白色或灰色,半透明;沒有磁性、不導電、耐火、耐堿,纖維堅韌柔軟,具有絲的光澤和好的可紡性。目前世界所產石棉主要是蛇紋石石棉,約占世界石棉產量的95%。
2.角閃石類石棉(amphibole)包括青石棉(crocidolite)(亦稱蘭石棉或紫石棉)、鐵石棉(amosite)、直閃石石棉(anthophyllite)、透閃石石棉(tremolite)和陽起石(actinolite)。角閃石類石棉各品種由于含有鈉、鈣、鎂和鐵成分數量不同而相區分。須注意,蛇紋石和角閃石礦物本身可有纖維結構或非纖維結構兩種,有纖維結構的蛇紋石和角閃石才稱為石棉。

石棉的性質
不同種類的石棉,物理機械性質和化學性質也都不同。石棉纖維長度一般為 3~50毫米,也有較長的。中國發現最長的石棉纖維達2.18米,是目前世界上最長的。
石棉纖維的軸向拉伸強度較高,有時可達374公斤/厘米2,但不耐折皺,經數次折皺后拉伸強度顯著下降。石棉纖維的結構水含量為10~15%,以含14%的較多。加熱至600~700℃(溫升10℃/分)時,石棉纖維的結構水折出,纖維結構破壞、變脆,揉搓后易變為粉末,顏色改變。
石棉纖維的導熱系數為0.104~0.260千卡/米•度•時,導電性能也很低,是熱和電的良好絕緣材料。石棉纖維具有良好的耐熱性能,一般在300℃以下加熱2小時重量損失較少,若在 1700℃以上的溫度下加熱2小時,溫石棉纖維的重量損失較多,其他種類石棉纖維重量損失較少。
蛇紋石石棉是鎂的含水硅酸鹽類礦物,屬單斜晶系層狀構造。原始結構呈深綠、淺綠、淺黃、土黃、灰白、白等色,半透明狀,外觀呈纖維狀,具有蠶絲般光澤。蛇紋石石棉纖維的劈分性、柔韌性、強度、耐熱性和絕緣性都比較好,比重為2.49~2.53,比熱為0.266,表面比電阻為8.2×107~1.2×1010歐,體積比電阻為1.9×108~4.79×109歐•厘米。
蛇紋石石棉的耐堿性能較好,幾乎不受堿類的腐蝕,但耐酸性較差,很弱的有機酸就能將石棉中的氧化鎂折出,使石棉纖維的強度下降。
角閃石石棉屬于單斜晶系構造。顏色一般較深,比重較大,具有較高的耐酸性、耐堿性和化學穩定性,耐腐性也較好。尤其是藍石棉的過濾性能較好,具有防化學毒物和凈化被放射性物質污染的空氣等重要特性。
蛇紋石石棉和閃石石棉的區分是:把石棉放在研缽中研磨,蛇紋石石棉成混亂的氈團,纖維不易分開,閃石石棉研磨后易分成許多細小的纖維。不含鐵的石棉呈白色,含鐵的石棉呈不同色調的藍色。纖維狀集合體絲絹光澤,劈分后的纖維光澤暗淡。
石棉是彼此平行排列的微細管狀纖維集合體,可分裂成非常細的石棉纖維,直徑可小到0.1微米以下。完全分裂開松后,用肉眼很難觀察,因而是良好的細菌過濾材料。
纖維長度超過8毫米的石棉與20~25%的棉紗混合可制成防火紡織材料,較短的纖維可用于制作石棉膠合布、石棉板和絕緣材料等。藍石棉具有獨特的防化學毒物和凈化放射性微粒污染空氣的性能,被用于制作各種高效能過濾器,用它制造的石棉紙過濾效率達99.9%。
垂直裂隙的石棉纖維稱為橫纖維,一般長度在30厘米以下,蛇紋石石棉多以這種形式產出,平行裂隙方向延長的石棉纖維稱縱纖維,其長度可達1米以上,藍石棉多為縱纖維。其他石棉這兩種纖維均有。

檢驗標準
中國溫石棉標準體系是在參考采用世界先進國家的標準、結合自己的實際國情建立起來的。不但規定了詳細的檢驗方法和判定方法等內容,還確定了詳細的檢驗設備參數。
1961年,中國頒布了建工部非金屬礦研究所參照前蘇聯標準制訂的石棉行業標準——建標54-《溫石棉》標準。
1987年,中國制訂GB8071-1987《溫石棉》、GB6646-1986《溫石棉檢驗方法》等標準。
1998年,由咸陽非金屬礦研究設計院立項對GB8071-1987石棉國家標準進行修改。修訂中增加了術語定義,修改了產品代號,取消了產品分等分級,將反映纖維松解度的比表面積項目改為松解度測定項目,將檢驗分為型式檢驗和出廠檢驗,增加了標準的可操作性,節約檢驗時間和成本,規定了較為嚴密的檢驗規則,將檢驗風險進行合理分配,形成了較先進和完善的石棉標準體系。
目前,中國石棉標準體系包括九個石棉國家標準。
GB/T 8071-2001《溫石棉》
GB 8072-1987《溫石棉取樣制樣方法》
GB 8073-1987 《溫石棉松解度濕式測定方法》
GB 6646.1-1986《溫石棉干式分級方法》
GB 6646.2-1986《溫石棉纖維長度濕式分級方法》
GB 6646.3-1986《溫石棉纖維長度快速濕式分級方法》
GB 6646.4-1986《溫石棉比表面積測定方法》
GB 6646.5-1986《溫石棉砂粒與未解離石棉含量測定方法》
GB 6646.6-1986《溫石棉水分測定方法》
上述標準中包括一個產品標準,一個取樣制樣標準和九個試驗方法標準(其中GB 8071-2001中的附錄A和附錄B規定了兩個試驗方法)。
其它主要石棉制品標準有:寧波捷通SGS檢測公司
《石棉制品廠衛生防護距離標準》 標準號:GB18077-00 發布時間:2005-1-28
《車間空氣中石棉纖維衛生標準》 標準號:GB16241-96 發布時間:2005-1-28
《石棉水泥波瓦及其脊瓦》 標準號:GB/T9772-96 發布時間:2005-1-28
《石棉橡膠板》 標準號:GB/T3985-95 發布時間:2005-1-28
 

石棉的應用
世界上所用的石棉95%左右為溫石棉,其纖維可以分裂成極細的元纖維,具有優良的紡絲性能。青石棉和鐵石棉占石棉總消耗量的5%以下,主要用于造船。直閃石石棉是類似滑石的一種石棉,常用作“工業滑石”。
石棉纖維可以織成紗、線、繩、布、盤根等,作為傳動、保溫、隔熱、絕緣等部件的材料或襯料,在建筑上主要用來制成石棉板,石棉紙防火板,保溫管和窯墊以及保溫、防熱、絕緣、隔音等材料。石棉纖維可與水泥混合制成石棉水泥瓦、板、屋頂板、石棉管等石棉水泥制品。石棉和瀝青摻合可以制成石棉瀝青制品,如石棉瀝青板、布(油氈)、紙、磚以及液態的石棉漆、嵌填水泥路面及膨脹裂縫用的油灰等,作為高級建筑物的防水、保溫、絕緣、耐酸堿的材料和交通工程的材料。國防上石棉與酚醛、聚丙烯等塑料粘合,可以制成火箭抗燒蝕材料、飛機機翼、油箱、火箭尾部噴咀管以及魚雷高速發射器,船舶、汽車以及飛機、坦克、艦舶中的隔音、隔熱材料,石棉與各種橡膠混合壓模后,還可做成液體火箭發動機連接件的密封材料。石棉與酚醛樹脂層壓板,可做導彈頭部的防熱材料。蘭石棉還可作防化學、防原子輻射的襯板、隔板或者過濾器及耐酸盤根、橡膠板等。
1.紡織
纖維長度較長、含水量較多的石棉纖維經機械處理后,可直接在紡織機械上加工,制成純石棉制品。或在石棉纖維中混入一部分棉纖維或其他有機纖維,制成混紡石棉制品。由于大多石棉纖維的長度較短,比較脆硬,容易折斷,用機械加工容易污染空氣。為了改進紡紗工藝和防止污染,近年來采用濕法紡紗,首先制成石棉薄膜帶,經加拈制成紗線,然后再加工成為各種石棉制品。石棉紗線經制繩機械加工可制成各種繩索。也可織成石棉布縫制石棉服、石棉靴、石棉手套等勞動保護用品。
2.建筑
石棉水泥制品,常見的如石棉水泥管,石棉水泥瓦和石棉水泥板和各種石棉復合板等。這類制品的石棉用量占石棉總消耗量的75%以上,隨著涂料工業的發展,各種彩色石棉瓦、彩色石棉板等將為建筑行業提供更優質的材料。石棉板用于建筑物的隔熱、隔音墻板等。生產石棉水泥制品一般選用硬結構的針狀棉,級別要求不甚高,4~5級棉即可滿足使用要求。
石棉水泥制品所用石棉主要為溫石棉,有時也摻加適量青石棉和鐵石棉,所用水泥主要是硅酸鹽水泥,若用磨細石英砂代替40%左右的硅酸鹽水泥時,則制品需經蒸壓養護。石棉與水泥的重量比的范圍為10∶90~20∶80。
石棉水泥制品的生產方法有圓網抄取法、馬尼亞尼成型法、擠出法、注射法以及干法等。①圓網抄取法(Hatschek process)是較多采用的方法。其工藝是石棉水泥料漿加水稀釋成為一定濃度的懸浮液后,經圓網筒過濾脫水并轉移到一無端毛布上形成薄料層,然后通過真空脫水和加壓密實,使薄料層粘集成為具有一定厚度的料坯,以供加工成各種制品,如波形瓦、平板和管等。②馬尼亞尼成型法 (Magnani process)是將較濃的石棉水泥料漿或石棉水泥懸浮液直接流入成型機的毛布上,進行真空脫水和加壓密實,制成石棉水泥波形瓦或壓力管。馬尼亞尼成型法、擠出法、注射法或干法制造石棉水泥制品,其石棉利用率均不如圓網抄取法高。
石棉水泥制品具有較高的抗彎和抗拉強度,可制成薄壁制品;還具有耐蝕、不透水、抗凍性與耐熱性好以及易于機械加工等許多優點。其主要缺點是抗沖擊強度較低。
石棉纖維在瀝青中可以提高瀝青的軟化溫度及降低其在低溫下的脆性。石棉瀝青制品有薄型石棉瀝青板、石棉瀝青布(石棉油氈)、石棉瀝青紙、石棉瀝青磚、液態的石棉漆和軟性嵌填水泥路面及膨脹用的油灰等,作為建筑物的防水、保溫、防潮、嵌填、絕緣、耐堿等材料。
3.工業
(1)石棉保溫隔熱制品:鍋爐外壁和導管上常用石棉制作保溫層,能提高鍋爐的熱效率,降低熱能損耗。對蒸汽設備隔熱,可降低車間溫度,對于石油精煉等易燃、易爆部門亦可減少事故。冷藏設備采用石棉隔熱,可以提高冷藏效果。用于車、船等交通工具的鍋爐室隔熱,將不致提高車廂或船艙的溫度。為了充分利用短纖維石棉和低質量石棉以降低成本,把石棉和其它材料配合制成以下保溫材料用于有關設備中。如碳酸鎂石棉粉、硅藻土石棉泥、碳酸鈣石棉粉、陶土石棉粉等都是比較廉價的石棉保溫材料。近年來,國內又開發出了一種比較高級的石棉保溫材料-泡沫石棉,該產品導熱系數低、保溫性能好、節能效果顯著,而且裝卸方便。
(2)石棉橡膠制品:主要用于各種設備的密封、襯墊。主要品種包括:油浸石棉盤根、油浸石棉石墨盤根、其它石棉盤根、石棉橡膠板,耐油板等。生產量最大的是普通石棉橡膠板(高、中、低壓)及耐油板,一般用溫石棉制造,根據牌號不同選擇不同級別。
(3)石棉制動(傳動)制品:是任何傳動機械和交通工具所不可缺少的,因為石棉有較高的機械強度和耐熱性,有良好的摩擦性能。
a.制動產品:有制動帶、制動片或叫剎車帶、剎車片。國產剎車帶現有三種類型:一是石棉編制剎車帶,分樹脂和油浸兩種,多用于礦山機械和拖拉機;二是橡膠石棉布剎車帶;三是石棉纖維橡膠剎車帶,多用于輕型機械的制動。國產剎車片主要用石棉為增強材料,以酚醛樹脂為粘合劑,以填料為摩擦性能調節劑,經膜塑而制成的三元復合材料,主要用于載重汽車的制動剎車。另外,還有人工合成的火車閘瓦,鉆機閘瓦等。
b.傳動制品:主要用于各種機動車輛和工程機械的動力傳動。主要品種為各種規格的離合器片、阻尼片等。石棉離合器的主要成分與剎車片相近。石棉制動材料對石棉的要求不很高,只要石棉纖維充分松解,5、6級石棉已能滿足制品性能要求。
(4)石棉電工材料:利用石棉纖維與酚醛樹脂塑合而制成各種電工絕緣材料。在電工上做高壓器材的底板,高壓開關把手,電話耳機柄及其軍用器材以及配電盤、配電板、儀表板等。在造紙機上,用精選的石棉制成厚度為0.2mm以下的絕緣石棉紙,是用在電機線圈的一種絕緣材料。溫石棉用于制造電工絕緣材料時,必須充分注意纖維中所含鐵的存在形式。這種鐵若是以磁鐵礦細粒分散在纖維中,則其制品的絕緣性顯著降低,甚至不能做電工制品。因此,必須經過特殊處理除去此類雜質,方可用于制造電絕緣制品。淶源石棉礦屬碳酸鹽巖型石棉礦床,含鐵量少,絕緣性能極佳,最適宜制造石棉電工材料。
石棉的危害
世界上所用的石棉95%左右為溫石棉,其纖維可以分裂成極細的元纖維,工業上每消耗1噸石棉約有10克石棉纖維釋放到環境中。1纖克石棉約含100萬根元纖維。元纖維的直徑一般為0.5微米,長度在5微米以下,在大氣和水中能懸浮數周、數月之久,持續地造成污染。長期吸入一定量的石棉纖維或元纖維能引起石棉肺、肺癌、胸膜間皮瘤、腹膜間皮瘤和胃腸癌等。
研究表明,與石棉相關的疾病在多種工業職業中是普遍存在的。如石棉開采、加工和使用石棉或含石棉材料的各行各業中(建筑、船只和汽車修理、冶金、紡織、機械和電力工程、化學、農業等)。
德國1980-2003年期間,石棉相關職業病造成了1.2萬人死亡。法國每年因石棉致死達2000人。美國在1990-1999年期間報告了近20000個石棉沉著病例。
1998年,世界衛生組織重申纖蛇紋石石棉的致癌效應,特別是導致間皮瘤的風險,繼續呼吁使用替代品。世界衛生組織還聲明,沒有認定任何門檻,在此水平之下石棉粉塵不致產生癌癥風險。
許多國家選擇了全面禁止使用這種危險性物質,包括大多數歐盟成員國(所有成員國到2005年必須禁止一切石棉的使用)和越來越多的其他國家(冰島、挪威、瑞士、新西蘭、捷克共和國、智利、秘魯)。其他一些國家正在審視石棉的危險,如澳大利亞和巴西。

石棉檢測
我們可以根據各國標準提供石棉檢測服務-寧波捷通檢測公司(SGS)

防治措施
①城市中禁止興建石棉及石棉加工廠,已建工廠則增設高效除塵裝置,加強個人防護和定期體檢。
②制訂石棉的排放標準和最高容許標準。
③禁止噴涂含有石棉纖維的耐火材料。
④嚴禁將石棉垃圾傾入江河湖海等水域。

 
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