Николай Аблесимов Грандмастер

Можно ли из камня сделать шубу?

Можно — для дома. Во что одеваемся мы? Ткань, мех, шерсть, в общем, волокна. В них нам тепло и легко. Во что мы одеваем дома? В кирпич, бетон, металл и стекло?! Холодно и тяжеловесно. Нервы и мышцы тоже состоят из волокон. И их нам хватает на век. А удочка ломается каждый сезон. Что это за уникальный материал — волокна?

mashe, Shutterstock.com

Это материалы, длина частицы которых во много раз больше диаметра. Преимущество заключается в сочетании свойств твердого тела и среды с развитой поверхностью. Они могут быть как органического, так и неорганического происхождения. Всем известны материалы из хлопка, льна, пеньки, джута.

Уникальным примером использования свойств волокна природой является шуба белого медведя. По законам охоты шуба медведя должна быть белой для маскировки. По законам физики — черной, для максимального обогрева своего тела. Как совместить несовместимое? Секрет шубы белого медведя заключается в том, что она состоит из пустотелых волокон. Их внутренняя поверхность шероховатая. Видимый свет хорошо рассеивается неровностями внутри волосков. Именно поэтому шуба медведя кажется глазу наблюдателя белой. Под белым мехом кожа имеет черный цвет и воспринимает энергию солнечных лучей, подведенных к ней пустотелыми волосками.

Волокна неорганического происхождения получают из асбеста и базальта. В этой сфере идет соревнование между искусственными волокнами, преимущественно веществами органической химии, и волокнами минеральными, т. е. природного происхождения. На стороне химических материалов — широкий ассортимент продукции и крупнотоннажный характер производства. Их враги — химические опасности и риски по всей производственной цепочке и для среды, и для человека. Кроме того, при пожарах часть потерпевших получают травмы не столько ожогового характера, сколько от отравления продуктами разложения полимерных отделочных материалов. Преимущества каменной (базальтовой) ваты в том, что она выдерживает температуры нагревания до 700 градусов, при этом не выделяя опасных для человека продуктов разложения.

Разнообразно и широко применение асбестов в промышленности и в быту, в качестве изоляционного термостойкого материала. Но недавно было установлено, что асбесотсодержащие материалы относятся к канцерогенам фиброгенного действия, которые запускают механизм образования раковых опухолей. Поэтому встал вопрос о замене хрупких асбестосодержащих материалов на эластичные и безопасные материалы на основе базальтового волокна.

Базальты — разновидность вулканических пород. Несмотря на то, что большая часть массы вещества земной коры находится в кристаллическом состоянии, в недрах планеты и на поверхности Земли в ходе вулканических извержений реализуются высокотемпературные процессы с участием аморфной выплавки природных алюмосиликатов. При остывании массивная часть лавового потока относительно быстро кристаллизуется, а малые частицы затвердевают в стеклообразном состоянии. В процессе вулканических извержений образуются, в том числе, и аморфные волокна.

Известны так называемые «волосы Пеле», которые находят на берегах лавовых озер на Гавайских островах. Пеле — имя гавайской богини огня. «Волосы Пеле» — это стеклянные нити, длиной до двух метров. Они образуются при прохождении вулканических газов сквозь лавовый расплав. Этот процесс подобен технологическим схемам получения каменной (базальтовой) ваты. Считается, что именно находки базальтовой ваты на Гавайях навели на мысль о промышленном получении волокон из горных пород. Запасы базальтового сырья практически неограниченны и составляют порядка 30% площади занятой магматическими породами на Земле.

Какое же место занимает каменное (базальтовое) волокно среди материалов? По плотности материалов можно судить об их массе и о затратах, которые возникают при строительстве зданий. Плотность каменной ваты в 200 раз меньше плотности стали, в 60 раз — железобетона, и в 45 раз — кирпича. Таким образом, базальтоволоконный дом можно построить вручную, без применения подъемных механизмов. Из вагона базальтовой породы получают 20 вагонов волокна.

Коэффициент теплопроводности ваты из него на два порядка меньше, чем у железобетона, и на порядок, чем у кирпича. Применение 1 м3 базальтовой ваты дает экономию 1 т условного топлива в год. Развитие базальтоволоконных технологий актуально для России с ее неожиданно наступающими зимами.

Базальтовые волокна имеют самый высокий показатель прочности на растяжение (2000 — 3000 МПа) и предел упругости, превышающий значения пределов упругости стали и титановых сплавов, что дает возможность использовать его взамен специальных сталей в агрессивных и абразивных средах. В контакте с агрессивными средами базальтоволоконные материалы используются без ремонта в течение 50 лет. А удочка из непрерывного базальтового волокна будет служить вечно. Теплоизоляция космических челноков делается тоже из материала на основе силикатного волокна. Базальтоволоконный штапель можно использовать для изготовления несгораемой одежды и в качестве основы композитов для корпусов автомобилей и малотоннажных судов.

Знакомство с материалами по базальтоволоконной тематике привело меня к мысли, что в древности производство материалов в земной кислородной атмосфере пошло по ошибочному — металлическому пути. В земной коре металлы находятся в основном в оксидной форме. Путем восстановления, затрачивая море энергии, человек производит чистые металлы и из них предметы потребления. Хотя в начале своей истории человек пользовался каменными (оксидными) материалами. Скребок и топор из кремня, пролежав в земле тысячи лет, годен к использованию. Металлические предметы на треть уничтожаются коррозией в процессе эксплуатации.

Не пора ли вернуться в каменный век? Одеть дома в каменную шерсть и ловить рыбку каменными удочками.

Обновлено 25.03.2012
Статья размещена на сайте 20.03.2012

Комментарии (30):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Почему гидрофобия - минус?
    Под нагрузкой используйте полужесткие плиты - не усаживаются. На наклонных и вертикальных поверхностях тоже плиты или тонкие прошивные ковры. Все свойства на множестве сайтов производителей.
    Отечественные ничем не отличаются от зарубежных, но дешевле.

  • Подводим итоги:
    плюсы:
    - не гниет, не боится УФ и время жизни бесконечность
    - не горит
    - не грызется мышами/крысами (в отличие от пенопласта)
    - лучше чем у пенопласта звукоизоляция (для плотного мата)
    минусы:
    - на наклонной поверхности может собраться гармошкой
    - гиброфобик
    - со временем под нагрузкой может "усаживаться"

    Что еще можете добавить?

    Еще, чем отличаются импортные от отечественных (кроме цены)?

    Оценка статьи: 5

  • Интересно. Почему стекловолокно более неприятное, чем минеральное - из-за того, что более ломкое и, по-этому, более травматичное для кожи?

    Оценка статьи: 5

  • Да, я в курсе истории асбестовых войн, Ганна. Российские, особенно читинские, хризотил-асбесты считаются как бы безопасными. Но на разработке месторождений в Забайкалье раньше все время производились замеры радиационного фона.

    • Mаша Романофф, если рассматривать с медицинской точки зрения, то в малых концентрациях и хризотил-асбест и амфибол-асбест, попадая в легкие выводятся из организма (обычный кашель), а вот в больших концентрациях они внедряются в легочную ткань и фагоциты "нападающие" на них создают кислую среду.
      Хризотил-асбест растворяется в кислой среде и продукты растворения безопасны для организма, а амфибол-асбест не растворяется и может провоцировать развитие онкологических заболеваний и кроме того он содержит примеси тяжелых металлов.
      В СССР и РФ используется и использовался только хризотил-асбест. Его запасы разведанные только у нас, в Казахстане и еще где-то.
      О радиоактивности не слышала.

      Амфибол-асбест запрещен к использованию международными организациями, а хризотил- асбест нет.

      • Ганна Римская, на месторождении Молодежное замеряли фон раз в несколько дней. Такой длины и чистоты нитей хризотил-асбеста я больше нигде не видела - действительно, как лен. Но в начале двухтысячных разработку сильно сократили, ГОК так и не создали, хотя это была очень доходная статья российского экспорта - и эксклюзивная.

        • Mаша Романофф, так что, в асботканях и асбокартоне используют только хризотил-асбест? В былые времена в горы брали кусок асбестового полотна, чтоб при готовке на примусе заворачивать в него этот примус и кастрюлю. И вот сомнения- так что же это был за асбест.

          Оценка статьи: 5

          • Mаша Романофф Mаша Романофф Мастер 26 марта 2012 в 17:54 отредактирован 26 марта 2012 в 18:07

            Юрий Лях, в тех асботканях, что произведены были в СССР - скорее всего, это был хризотил-асбест.
            Европа по соглашению от 2005 года отказалась от использования любого асбеста и асбестосодержащих материалов в строительстве и в быту. Европейские месторождения дальнейшей разработке не подлежат уже давно.
            США пока еще используют хризотиловый асбест, хотя и сокращают каждый год его потребление больше чем на 10 процентов. А Китай использует вовсю. Да и в России пока нет возможности менять теплоизоляцию ТЭЦ на что-то иное.
            И как раз базальтовое волокно Николая Аблесимова весьма перспективно - но, как я понимаю, дорого.

  • Во всяком деле есть свои неприятные стороны. При производстве минеральной ваты используется фенол, который все равно остается в ней в небольшом количестве и „фенолит“ потом долгое время. Упаковка матов в полимерную пленку отодвигает неприятности до ее целостности, пленка ведь тоже не вечна. Кроме прочего материал уж очень склонен к впитыванию воды. Чем теплее воздух, тем больше в нем влаги, при похолодании влага выделяетя из воздуха и поглощается ватой, которая намокает и ползет себе вниз.
    Наверное были причины по которым человечество не кинулось по пути волокон.

    • Балтас Балтас, смолы используются при производстве плит. Прошивные маты - без связующей органики. Для плит также используются неорганическое связующее, например, бентонитовая глина. Пожалуйста пользуйтесь.

      • Николай Аблесимов, Чуть подробнее и ближе к практике. В рулонах, как понял, фенол не используют, а в матах - используют для придания жесткости, чтоб не собирались в волну на наклонных поверхностях? Еще, что такое разная жесткость:
        - более толстые волокна?
        - больше этого фенола?
        - как-то его прессуют?

        Оценка статьи: 5

        • Юрий Лях, в рулонах не должны, но это есть на упаковках - какое связующее. Разная жесткость это от разной плотности за счет подпрессовки. Прессуют на специальных машинах - подробные консультации за плату.

  • Асбестовые ткани и кружева канцерогенны. Читаем об этом у Страбона и Плиния.

    • Mаша Романофф, что во времена оные знали о раке?

      • Николай Аблесимов, во времена оные рак по-другому назывался. Язвами кожными называет его Плиний.

        • Николай Аблесимов Николай Аблесимов Грандмастер 26 марта 2012 в 17:56 отредактирован 26 марта 2012 в 17:56

          Mаша Романофф, ну, язвы это язвы, а рак кожи - это рак. Для язв существовали десятки других причин, например, трофические.

          • Mаша Романофф Mаша Романофф Мастер 26 марта 2012 в 18:18 отредактирован 26 марта 2012 в 18:24

            Николай Аблесимов, так ведь отмечен был у матрон, носивших асбестовое кружево - и как раз на месте ношения. Так что есть некоторые основания верить. Неопровержимых доказательств нет, конечно - да и потом, в Римской империи разрабатывались амфиболовые асбесты. А они канцерогенны априори.

    • Mаша Романофф, да, вредны. Но...
      Различают два минеральных типа асбеста: хризотиловый и амфиболовый. И вот вреден для организма человека амфиболовый асбест и антиасбестовая кампания началась из-за неконтролируемого использования амфиболового асбеста.

  • Mаша Романофф Mаша Романофф Мастер 26 марта 2012 в 09:38 отредактирован 26 марта 2012 в 09:38

    П.А.Бажов "Шелковая горка"

    http://www.hobbitaniya.ru/bajov/bajov38.php

  • Я всегда считала, что минеральная вата - это утеплитель.

    Оценка статьи: 5

  • Познавательно, увлекательно (более, или менее), правдиво.
    Соблюдены основные требования к научно-познавательным статьям и особенно к познавательным статьям.
    Это не химия-алхимия-медицина и информационная достоверность где основные положения были "притянуты за уши".

    Чувствуется, что автор владеет материалом и нет предложений, смыл которых можно понять только проведя разбор этого предложения.

    Вот только фраза, что мы одеваемся в меха, ткани и шерсть.
    Мех(если он не искусственный) и есть шерсть, натуральная шерсть.
    И ткани бывают шерстяные, шелковые, льняные и т.д.

    Так что наверное более правильнее будет, что мы одеваемся в различные виды меховой одежды и одежды из тканей разных видов.

  • А вот здесь, слава Богу, бюджет уже не нужен. Я не могу называть торговые марки каменного (базальтового) волокна, минеральной ваты, непрерывного базальтового волокна - бо реклама. Но наберите в поиске и увидите массу нужного и полезного продукта современного российского производителя. Стройте на здоровье!

  • " Это волшебно!" - сказал бы З.Герд, прочитав Вашу статью.
    Так в чём же дело? Когда ГД РФ выделит средства бюджета на массовое производство этого волокна?
    Оценка 5.

  • с одной стороны конешно надо было сразу начинать с идеальных технологий но кто ж о них знал тогда.. начинали с того что позволяли ресурсы и знания. но вы правы что забывать технологии прошлого нельзя и надо их пересматривать.

    Оценка статьи: 5

  • очень интересно и познавательно про каменное волокно