Своєю назвою шифер зобов'язаний німецькому слову schiefer, яким називалася плитка зі сланцю. Її отримували шляхом розколу сланцевої брили на шари і використовували в Німеччині з часів середньовіччя в якості матеріалу для покриття покрівлі. А асбестоцементную плиту винайшов підданий Австро-Угорської імперії, чех Людвіг Хатчек.
Батько Хатчека володів великою пивоварнею і готував сина в якості продовжувача сімейної справи - після закінчення ремісничого училища Людвіг навчався в школі пивоварів Вайенштефан. У 34-х річному віці майбутній розробник і перший виробник азбестоцементних плит вирішив вийти з сімейного бізнесу. Виручивши 100000 гульденів після продажу частки в пивоварному справі, Людвіг Хатчек вирішує відкрити власну справу - створити і налагодити випуск нового покрівельного матеріалу. Справа в тому, що в XIX столітті покрівля будинків в Австро-Угорщині обшивалась або досить крихким сланцевим шифером, або важкої і дорогий натуральною черепицею, або листовим свинцем, термін служби якого був недовгий.
Після декількох років пошуків, в 1893 році, Хатчек купує паперову фабрику в Феклабурге, виробничі процеси на якій вже кілька років як були зупинені - його увагу привернули фабричні верстати, призначені для виготовлення картону. Наступні сім років було витрачено на експерименти з новим на той час матеріалом - цементом - і різними поєднаннями природного мінеральної сировини, з додаванням води. Нарешті, в 1900 році, Людвіг Хатчек оголошує про створення новітнього покрівельного і оздоблювального матеріалу з гучною назвою «етерніт» (на латині aeternus - вічний).
Прокат плоских листів етерніта-шиферу Хатчек виробляв через картонні верстати паперової фабрики, суміш для прокату складалася на 90% з портландцементу і на 10% з азбесту з додаванням деякої кількості води. Волокна азбесту призначалися для армування листів шиферу, що володів низькою вагою, високою водонепроникність, вогнестійкість і низькою, на тлі інших покрівельних матеріалів, вартістю. Новий продукт був негайно оцінений європейськими виробниками і забудовниками. Випуск азбестоцементних плит за ліцензією Хатчека був налагоджений відразу декількома заводами Європи, а в 1908 році - вУкаіни, в місті Артемівську відкрито товариство «Терроферазіт», що випускає штучний шифер. ВУкаіни і, згодом, в Радянському Союзі азбестоцементні плити отримали німецька назва «шифер».
Характеристики шиферу хвильового
Типи сучасного шиферу відрізняються по ширині і кількості хвиль, наявності або відсутності кольору.
Стандартна довжина листів хвильового шиферу, незалежно від кількості хвиль і ширини, що складає 1750 см (ГОСТ 30340-95). Виробляється три типи шиферу за кількістю хвиль - восьми, семи і шести хвильової. Ширина 8-хвильового листа - 1130 см, 7-хвильового - 980 см, а 6-хвильового - 1125 см. Восьми і семи хвильові листи мають рівні крок і висоту хвилі - 150 мм і 40 мм, товщина в обох випадках дорівнює 5,8 мм. Крок і висота шести хвильового шиферу інші - 200 мм і 54 мм, при цьому товщина листа може бути 6 мм або 7,5 мм.
Маса листів асбоцементного шиферу за умовами державного стандарту: 7-хвильового шиферу - 23,2 кг; 8-хвильового - 26,1 кг; 6-хвильового товщиною 6 мм - 26 кг, товщиною 7,5 мм - 35 кг.
«Природний» сірий колір азбестоцементних аркушів не прикрашає покрівлю, тому деякі виробники наносять на свою продукцію водно-дисперсну акрилову фарбу з забарвленням по RAL. На Україні випускається шифер, пофарбований в масі - тобто до складу рідкої вихідної суміші вводиться колірний пігмент. Слід зауважити, що при допустимості українським ГОСТом забарвлення поверхонь шиферу ВДАК, ряд виробників вважає за краще випускати кольорові азбестоцементні плити за власними технічними умовами (ТУ), що може погіршити їх експлуатаційні характеристики. Шифер, пофарбований в масі, не відповідає вимогам ГОСТ 30340-95 і проводиться тільки по ТУ.
Технологія виробництва шиферу
Азбестоцементна суміш, яка складається для формування листів шиферу, складається з води, портландцементу і азбесту, частка якого в складі суміші - 10-18%. У виробництві азбестоцементних листів використовується шихтованний хрізотіловий азбест, пресований в брикети. На території підприємства його зберігають в силосних баштах, куди азбест закачується після поділу (дезінтеграції) брикетів і очищення азбестових маси волокон від пилу.
Перед закладанням волокон азбесту в асбестоцементную суміш необхідно їх розпушити, скориставшись сухим або мокрим способом. У більшості випадків ця операція проводиться мокрим способом, що дозволяє найбільш високою распушки - в діапазоні від 85 до 90%.
Залежно від типу задіяного обладнання процедура мокрого складання асбестоцементной суміші може бути безперервною або циклової. Більш популярна друга методика (циклічна): сухі волокна азбесту обминаються і змочуються водою на бігуна; розпушена маса азбесту з'єднується в голлендоре з мірної порцією портландцементу; 'ятати підготовленої суміші азбестоцементу в ковшову мішалку, встановлену біля формувальної машини. Распушки азбесту в голлендоре і на бегунах займає близько 10-12 хвилин, на складання суміші асбоцемента йде близько 12-15 хвилин.
Суха распушки проводиться перед змішуванням концентрованого азбестоцементу та виконується в кілька етапів, зазвичай в два-три. Двоетапна распушки включає в себе застрягання волокон на бігуна і їх подальшу підготовку в дезинтеграторе. Минулий розпушений азбест закладається в мішалку, де з'єднується з портландцементом і водою. Распушки в три етапи необхідна для азбесту високих сортів (марок). Перший етап распушки - обробку на бігуна - можна замінити на перегонку волокон азбесту по трубопроводу, повітря в яких нагнітається пневмотранспортером.
Процес виробництва хвильового шиферу включає в себе дві основні стадії - формування виробів і їх затвердіння. Формування може виконуватися двома способами - прокладним, в ході якого пластичний лист на виході з формувальної машини поміщається на прокладку-форму для подальшого затвердіння, або безпрокладочних, з попередніми затвердінням вироби на конвеєрах спеціальної конструкції.
Як правило, хвильової шифер виготовляється по безпрокладочних технології, оскільки прокладкові методика занадто трудомістка і витратна. Складена в мішалці асбоцементная суміш поміщається в приймальний бункер лістоформовочних машини, проходить фільтрацію на сітчастих барабанах і перетворюється в суцільну смугу. Потім сплощений азбестоцемент вакуумируют і подається на барабан, що формує накат листа необхідної товщини - по його досягненні стрічка зрізається з барабана, поміщається на стрічку транспортера і слід до ротаційним ножиць. Там вона ріжеться на листи заданого розміру і направляється транспортером до волновщіку.
Листи ще гнучкого хвильового шиферу рухаються по стрічці транспортера і, одночасно, проходять першу стадію затвердіння. Попередньо затверділий листової шифер збирається в стопи за допомогою пневмоукладчіка і рухаються по конвеєру в басейн водонасищающей установки. Мостовим краном зволожені стопи витягуються з басейну і поміщаються на склад з постійно високою температурою, де набирають остаточну міцність.
Експлуатаційні характеристики хвильового шиферу
Плюси даного покрівельного матеріалу:
- висока твердість. Будучи закріпленим на рамної обрешітки покрівлі шиферне покриття дозволяє пересуватися по ньому, тобто здатне витримати вагу людини;
- низька теплопередача. У сонячний день покрівля з азбестоцементних шиферу нагріється значно нижче, ніж обшита металевими матеріалами, як-то профнастил або листовий метал;
- негорючість;
- тривалий термін служби. Висока опірність втрати міцності властивостей в результаті щорічних циклів промерзання і відтавання забезпечує цього покрівельного матеріалу не менше 30 років служби;
- стійкість до впливу вологи. Атмосферні опади не надають на шифер корродирующего впливу, як металеву покрівлю;
- забезпечує непогану шумоізоляцію. Шум від зливового дощу і граду, падаючих на шиферну покрівлю, буде значно нижче, ніж в разі металевого покрівельного покриття;
- відносно низька вартість. Лист восьми або семіволнового шиферу коштує близько 200-250 рублів;
- не вимагає періодичного обслуговування. При необхідності пошкоджені листи досить просто замінити новими;
- можлива обробка акриловими лакофарбовими матеріалами;
- має непогані електроізоляційними характеристиками.
- значної ваги. Виконаний по ГОСТ лист восьмихвилевий асбестоцементного шиферу важить 26,1 кг, тому монтажні роботи по шиферної покрівлі зажадають чималих фізичних зусиль;
- досить крихкий на злам. Монтажні роботи та транспортування слід проводити з обережністю;
- його поверхню обживаю мохи. У міру збільшення терміну експлуатації менш сонячна сторона покрівлі заростає мохом. Щоб запобігти дану ситуацію, необхідна обробка листів шиферу грунтом-просоченням;
- розколюється при тривалому впливі відкритого полум'я. Контактний нагрівання поверхні шиферу вогнем призводить до його розлому на дрібні елементи з множинним викидом іскор, здатних викликати нові вогнища загоряння.
А зараз детально розберемо питання шкідливості азбесту для людського здоров'я.
Причини заборони азбестоцементних плит в Європі
Якогось одного мінералу, що носить назву «азбест», що в перекладі з грецького означає «непорушний» і «невгасимий», в дійсності не існує. Азбестом називається група мінералів-силікатів природного походження, що мають волокнисту структуру. У свою чергу азбестові мінерали поділяються на амфіболового групу і хризотил (білий азбест).
Амфібол-азбест. У цій групі сім гідросілікатних мінералів, які використовуються в світовій промисловості - актіноліт, амозит, режікіт, антофиллит, родусит, тремоліт і крокидолит. Амфібол-азбести характеризуються стійкістю до кислот, звичайна довжина волокон 7-30 мм, їх середній діапазон міцності на розрив становить 300 МПа. При нагріванні від 200 до 500 ° С волокна азбесту амфіболовий групи різко втрачають міцність і обламуються з утворенням множинних дрібних часток ( «голок») з гострими кінцями.
Хризотил-азбест. Білий азбест, він же парахрізотіл, являє собою волокнистий підвид шаруватого силікату серпентину. Хризотил стійкий до лугів, середня довжина волокон в діапазоні 50-60 мм, їх міцність на розрив знаходиться в діапазоні 600-800 МПа. При нагріванні до 500-700 о С міцність волокон хризотилу знижується на 10% від початкової, плавлення відбувається при 1521 про С. Відмінною здатністю білого азбесту є його волокна - завдяки високій міцності їх можна м'яти і розпушує в масу, що нагадує бавовна.
Найбільші запаси хризотил-азбесту вУкаіни, Білорусії, Україні та Казахстані, а також в Канаді і в країнах Південної Африки. У Європі більш поширені азбести амфіболовий групи і в XX столітті вироби з асбестобетонний на європейських підприємствах виготовлялися саме з амфиболов. На початку 90-х експерти ВООЗ (Всесвітньої організації охорони здоров'я) вивчили вплив амфіболових азбестом на організм людини - було встановлено, що короткі волокна (голки) амфиболов накопичуються в легенях і є небезпечним канцерогеном, що сприяють розвитку хронічних захворювань дихальних шляхів. Особливо небезпечними були визнані крокидолит і амозит, частки яких через голчастих країв мікроволокон важко вивести з легких.
Тому вУкаіни асбестоцементний хвильовий і плаский шифер дозволені до виробництва та використання в ході будівельних робіт, оскільки в складі будівельних матеріалів хризотил-азбест не становить шкоди для людини.