پنبه کوهی یا آزبست، نام گروهی از کانیهای الیافی است که از زمانهای گذشته توسط انسان شناخته شده و به صورت محدود، در منسوجات و به عنوان مادهای نسوز از آن استفاده میشده، از این رو به نام پنبه نسوز نیز نامیده شده است.
پنبه کوهی به صورت 6 نوع کانی الیافی در طبیعت وجود دارد که عمدهترین از همه آنها کریزوتایل[1]، به رنگ سفید است و (93%) از محصول جهانی را شامل میشود. کریزوتایل از رده کانیهای سرپانتینی با ترکیب شیمیایی سیلیکات آبدار منیزیم است، طول الیاف آن عموماً از 5/1 تا 38 میلیمتر و ضخامت آنها از 018/0 تا 03/0 میکرون میباشد. از ویژگیهای آن تاب زیاد، خاصیت خمشوندگی مناسب، سطح ویژه زیاد (حدود 130 تا 220 هزار سانتیمتر مربع بر گرم)، پایداری در برابر گرما، جریان الکتریسته، اثر هوا، آب و قلیاییها بوده، ولی در برابر اسیدها پایداری کمی دارد. آموزایت[2] نوع دیگری از پنبه کوهی است که به رنگهای خاکستری، قهوهای روشن و بیشتر به رنگ زرد دیده میشود، طول الیاف آن به چندین سانتیمتر میرسد، از کریزوتایل شکنندهتر ولی در برابر اسیدها از آن پایدارتر است، پایداریش در برابر قلیاییها و گرما مناسب میباشد. کروسیدولایت[3] به رنگ آبی است، تاب آن از کریزوتایل بیشتر، ولی پایداریش در برابر آتش کمتر است، سطح ویژه آن زیاد و در برابر اسیدها و قلیاها پایداری مناسبی دارد. این سه نوع پنبه کوهی در صنایع پنبه کوهی ـ سیمان مصرف میشوند و سایر انواع در صنایع دیگر. بجز کریزوتایل سایر انواع پنبه کوهی از گروه کانیهای آمفیبول هستند. پنبه کوهی در تولید نخ و پارچه نسوز، پشم و نمد عایق حرارتی، کفپوشها، کاغذ، پلاستیک، عایقهای الکتریکی و کفشک ترمز اتومبیل نیز مصرف میشود.
گرچه سرطانزایی پنبه کوهی به اثبات رسیده و مؤسسات بهداشتی جهانی استفاده از ماسک برای کارگرانی که با آن سر و کار دارند را، توصیه و حتی اجباری نمودهاند و در برخی از کشورها کاربرد آن در بسیاری از موارد ممنوع شده است، ولی مصرف این ماده در فرآوردههای پنبه کوهی ـ سیمان هنوز در اغلب کشورها ادامه دارد، زیرا عقیده بر این است که مقدار آن در این فرآوردهها کم بوده و علاوه بر این ذرات پنبه کوهی با قشری از خمیر سیمان کاملاً پوشانده و احاطه میشوند.
پنبه کوهی در کشورهای صنعتی بر حسب طول الیاف و نیز درصد الیاف مختلف، گروهبندی و استاندارد شده است. الیاف پنبه کوهی، تاب زیاد و چسبندگی خوبی با سیمان دارند، از این رو سیمان را با تارهای پنبه کوهی مسلح میسازند و به صورت ورقهای نازک صاف و موجدار با موج کوتاه و بلند (سازهای)، آبرو، کناره، کلگی (تیزه)، لوله و اتصالات مربوطه، نیملوله، دودکش گرد و چهارگوش و سایر نیمرخها در میآورند. اختراع فرآوردههای پنبه کوهی ـ سیمان در آستانه ورود به قرن حاضر توسط هاتشک[4] اطریشی صورت گرفت و تولید آن رفته رفته توسعه یافت.
این محصول در فرانسه به نام اترنیت[5] یعنی همیشگی و جاودانی، نامگذاری شده است. در ایران در حال حاضر تعداد 7 کارخانه در 5 شرکت به نامهای آذریت، ایرانیت، پرلیت، پرمیت و فارسیت با ظرفیت تولید اسمی سالیانه حدود 500 هزار تن وجود دارد.
برای ساختن ورق از پنبه کوهی سفید یا کریزوتایل و در ساختن لوله از مخلوطی از انواع سفید و آبی (کروسیدولایت) استفاده میشود. نخست پنبه کوهی را آب زده و الیاف آن را در آسیاب باز میکنند، بعد با آب فراوان مخلوط کرده و سپس سیمان را به آن میافزایند، عمل اختلاط در ماشین مخلوطکن یا با پمپ انجام میشود. در هر 6 مترمکعب دوغاب یک تن مواد جامد، یعنی مخلوط سیمان و پنبه کوهی وجود دارد. نسبت وزنی پنبه کوهی در محصول ساخته شده معمولاً از (11%) تا (15%) در مورد ورق و از (13%) تا (17%) برای لوله تغییر میکند.
دوغاب داخل مخزن را به وسیله توری چشمهریز استوانهایشکلی آبکش میکنند تا به صورت لایههایی از خمیر به ضخامت از 1/0 تا 4/0 میلیمتر درآید، در این حالت میزان آب آن حدود (35%) است. لایههای خمیر در تماس مستقیم با غلتکی نمدپوش بر روی آن انتقال داده شده و آب زیادی آن به کمک مکش گرفته میشود. در این حالت میزان آب خمیر حدود (20%) تا (25%) است. لایههای خمیر از روی نمد بر روی استوانه دیگری که حول محور خود میچرخد، انتقال داده شده، پرس میشود و ضخامت آن کمکم زیاد میشود تا به حد مطلوب برسد. در این هنگام ورق با ماشین خودکار بریده شده و بر روی تسمه نقالهای قرار میگیرد. ورق جدیدی از نو بر روی استوانه شکل میگیرد و به این ترتیب کار دستگاه به طور پیوسته ادامه مییابد.
ورق تولید شده از روی تسمه نقاله بر روی ماشین برش میرود و لبههای آن بریده شده، به اندازه دلخواه درمیآید. برای ساختن ورقهای موجدار، ورق صاف به کمک مکش، موج داده شده و پس از آن بر روی قالبهای فولادی مخصوص انتقال داده میشود.
ورقها را در هوای پر از بخار 45 تا 50 درجه، عملآوری و سپس به مدت 15 روز در محلی انبار میکنند. در این مرحله با آبافشانی مداوم و هوای حاوی بخار آب، عمل آمدن ورقها کامل میشود. ورقهای موجدار و صاف در پوشش شیروانی و دیوار سالن[6] کارخانهها و انبارها مصرف میشود. علاوه بر این از ورقهای صاف برای ساختن دیوارهای جدا کننده، پنلهای ساندویچی، سقف کاذب، نمای ساختمان و مانند اینها نیز استفاده میشود.
برای ساختن لوله، مانند آنچه در مورد تولید ورق نوشته شد، لایههای خمیر از روی غلتک نمدپوش بر روی قالبی استوانهای شکل، پیچیده و پرس میشود تا به ضخامت دلخواه برسد. به کمک الکتریسته ساکن یا با دمیدن هوای فشرده بین لوله و قالب، لوله را از قالب آن جدا میکنند و پس از چند دور چرخیدن، قالب را از لوله بیرون میکشند. لولهها را در بخارخانهای به گرمای 60 درجه به مدت 5 تا 6 ساعت عمل آورده و پس از سرد شدن به مدت 15 روز در استخر آب قرار میدهند تا عمل آمدن آنها کامل شود. لولهها را در گروههای (اصطلاحاً کلاسهای) مختلف میسازند که برای ساختن دودکش، هواکش و ناودان، لولهکشی فاضلاب (با فشار کم) و لولهکشی آب تحت فشارهای متفاوت به مصرف میرسد.
در ساختن فرآوردههایی که در مجاورت آب و یا خاک حاوی سولفاتها قرار میگیرند، به جای سیمان پرتلند نوع 1 از سیمانهای نوع 2 یا 5 استفاده میشود.
اتصالات لولهکشی، منبع آب، گلدان، کلاهک دودکش و مانند اینها را به روش ریختگی یا شکل دادن ورق با دست میسازند.
در نقاطی که گرد سیلیس فراوان و ارزان در دسترس باشد، میتوان به جای قسمتی از سیمان پرتلند، گرد سیلیس مصرف کرد. در این صورت چنین فرآوردههایی را باید، در اتوکلاو، در بخار 180 درجه سانتیگراد، به عمل آورد. فرآوردههای پنبه کوهی ـ سیمان را به رنگهای خاکستری روشن و به رنگهای دیگر میسازند. برای رنگین کردن، آنها را پس از ساختن در محلولهای ویژه رنگی فرو میبرند یا مواد رنگی معدنی (بیاثر شیمیایی) به مواد اولیه افزوده میشود یا با رنگ مخصوص ضد قلیا آنها را رنگآمیزی میکنند. وزن ویژه ورق پنبه کوهی ـ سیمان از 6/1 تا 8/1 و وزن ویژه لوله از 9/1 تا 1/2 گرم بر سانتیمتر مکعب است. پنبه کوهی ـ سیمان محصولی است فنری، نشت آب در آن جزئی است و نم پس نمیدهد و پایداری آن در برابر گرما خوب است، هدایت حرارتی آن کم و هدایت الکتریکی آن ناچیز است.
[1]. Chrysotile
[2]. Amosite
[3]. Crocidolite= Cape Blue
[4]. Ludwig Hatschek
[5]. Eternite
[6]. Cladding