В научной терминологии взвешенные в воздухе твердые или жидкие частицы называют аэрозолями или аэродисперсными системами. Осажденную твердую фазу аэрозоля принято называть аэрогелем. Для простоты изложения мы будем и аэрозоли, и аэрогели называть пылью, а в необходимых случаях уточнять применение терминов. Производственная пыль – это мельчайшие твердые частицы, выделяющиеся при дроблении, размоле и механической обработке различных материалов, погрузке и выгрузке сыпучих грузов и т.п., а также образующиеся при конденсации некоторых паров.

Пыль, образующаяся на предприятиях строительной индустрии, весьма разнообразна по свойствам, химическому и дисперсному составу. Частицы пыли различных веществ оказывают неодинаковое воздействие на организм человека и делятся на две группы. К первой группе относятся пыли ядовитых (токсичных) веществ, опасных для организма в целом, ко второй – пыли, вредно действующие на органы дыхания, т.е. преимущественно фиброгенного действия. По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности: 1) чрезвычайно опасные; 2) высокоопасные; 3) умеренно опасные и 4) малоопасные.

В связи с развитием химии и использованием химических веществ в производстве строительных материалов в последние годы возросло количество вредных веществ, содержащихся в пыли. Например, при обработке древесины выделяется не только древесная, но и токсичная пыль веществ, которыми древесина пропитывается. Пыль, выделяющаяся при шлифовании и полировании по лаку, может содержать частицы абразивного материала и токсичных веществ – отвердевших полиэфирных и нитроцеллюлозных лаков. Токсичные химические вещества, например формальдегид, содержат также пыль, образующуюся при обработке древесностружечных плит. Постоянное вдыхание формальдегида может привести к хроническому отравлению.

Загрязнение поверхности тела пылью приводит к гнойничковым заболеваниям и экземам. Попадание пыли в глаза вызывает воспалительный процесс слизистых оболочек – конъюнктивит.

Наибольшую опасность для человека представляют частицы пыли размером до 5 мкм. Они легко проникают в легкие и там оседают, вызывая разрастание соединительной ткани, которая не способна передавать кислород из вдыхаемого воздуха гемоглобину крови и выделять углекислый газ. Развивающиеся при этом профессиональные заболевания называют пневмо-кониозами. Форма пневмокониозов зависит от вида вдыхаемой пыли: силикоз – при вдыхании кварцсодержащей пыли, силикатоз – силикатной пыли, антракоз – угольной пыли и др.

Наибольшим фиброгенным действием обладают пылеватые частицы, содержащие свободную двуокись кремния (SiO₂).

Весьма опасна для здоровья работающих пыль кварца, кристобалита и тридимита, образующаяся при производстве стекла и динасовых изделий, содержащая свыше 90% свободной двуокиси кремния [2].

Промышленные пыли шамотного производства (при содержании свободной и общей двуокиси кремния соответственно 10-30 и 50-60%) отличаются повышенной способностью вызывать заболевание пневмокониозом. Пыль от шамота более опасна, чем пыль от глины. При превращении глины в шамот при обжиге несколько повышается содержание свободной двуокиси кремния в результате разложения каолинита на мулит и кристобалит.

Загрязненный воздух промышленных центров – одна из главных причин широкого распространения заболеваний дыхательных путей, особенно у детей. Установлено, что заболеваемость раком легких у людей, работающих и живущих в городах, значительно выше, чем у сельских жителей.

Пыль строительных материалов (см. схему) можно разделить на органическую и неорганическую (минеральную).

К органический ныли относится древесная пыль, выделяющаяся во всех отраслях деревообрабатывающей промышленности, пыль разнообразных пластмасс, отделочных тканей, ваты, полиэфирных смол. Неорганической является пыль сырьевых материалов горных пород и строительных материалов вторичной обработки. Все горные породы (и пыль горных пород) делятся по способу образования на три большие группы: изверженные, осадочные и метаморфические [2].

Изверженные породы (гранит, диорит и им подобные) широко используются в производстве щебня, необходимого для получения высокопрочных бетонов. Пыль изверженных пород в основном выделяется при их дроблении

и измельчении щековыми, конусными и другими дробилками и мельницами. Для пыли изверженных пород характерен средний диаметр частиц 20-30 мкм, площадь удельной поверхности 2500-4500 см²/см³. Пыль неслипающаяся. Среднее удельное электрическое сопротивление 10⁵-10⁸ Ом´м, т.е. они наиболее эффективно могут улавливаться электрофильтрами.

Пыль осадочных пород – это пыль песка, каолина, глины, доломита, известняка. Осадочные породы наиболее широко применяются в производстве строительных материалов. Песок является сырьевым материалом силикатного и глиняного кирпича, стеклянного и минерального волокна, а также входит в состав керамических изделий, бетон.

Пыль осадочных пород характеризуется широким диапазоном площади удельной поверхности – от 3000 до 5000 см²/см³, средним диаметром частиц 14-40 мкм. Наиболее мелкодисперсной является пыль каолина и глины, выделяющаяся при их помоле и сушке. Частицы до 10 мкм составляют по массе 32-53%. Вся пыль осадочных пород хорошо смачивается (смачиваемость 55-91%) , но вяжущие свойства отсутствуют. Слипаемость сильно зависит от влажности пыли и колеблется в пределах (0,39-3,9) 10² Па за исключением песчаной пыли, которая имеет низкую слипаемость (015-0,17) 10² Па.

Удельное электрическое сопротивление пыли осадочных пород составляет 4,7´10⁵–1,3´10⁸ Ом´м в зависимости от ее влажности.

Электрические заряды пылевых частиц осадочных пород в основном имеют следующее распределение по знакам зарядов; положительные заряды 62-69% частиц, отрицательные 22-33%, нейтральные 3-9% (за исключением пылевых частиц известняка, из которых 58% заряжаются отрицательно, 40% положительно и 2% остаются нейтральными.

Метаморфические породы – гнейс, кварцит, талькомагнезит – используются в производстве огнеупорных материалов. Пыль, выделяющаяся в процессе производства, имеет физико-механические свойства, зависящие от стадии обработки, степени дробления. Для пыли метаморфических пород характерны средний размер частиц 20-30 мкм и площадь удельной поверхности – от 2500 до 4000 см²/см³. По слипаемости метаморфические породы разделяются на слабослипающиеся и неслипающиеся. Среднее удельное электрическое сопротивление (за исключением графитовой пыли) 10⁵ – 10⁸ Ом´м.

Следует отметить силикозоопасность пыли метаморфических пород, так как наличие свободной двуокиси кремния в кварцевой пыли достигает 70-85%.

Пыль строительных материалов вторичной обработки можно разделить на несколько групп со свойственными каждой из них специфическими физико-химическими и механическими свойствами. Пыль неорганических вяжущих веществ включает пыль основных вяжущих материалов – цемента, извести и гипса. Производство цемента занимает значительную долю в промышленности строительных материалов. Цементная пыль отличается высокой дисперсностью. Пылинки диаметром менее 5 мкм составляют по массе до 39%, а менее 20 мкм – до 79% выбросов цементных мельниц. Для цементной пыли характерны высокое удельное электрическое сопротивление – 1,5´10⁷-1,9´10¹⁰ Ом´м, высокая гигроскопичность, резко выраженная щелочная реакция.

Для изготовления других неорганических вяжущих материалов – извести, гипса – используют оборудование и аппараты, аналогичные применяемым при производстве цемента, поэтому физико-химические и механические свойства и характеристики пыли, образующейся в процессе получения этих материалов, весьма близки к свойствам цементной пыли [3].

Пыль керамических изделий включает пыль кирпича, керамзита и облицовочных изделий. Она содержит значительное количество свободной двуокиси кремния: при обжиге глиняного кирпича более 7%, при обжиге керамзита – до 32%.

Пыль искусственных каменных необожженных материалов, например пыль бетона, выделяется при изготовлении, погрузке, выгрузке и транспортировке железобетонных изделий.

Добыча и обработка асбеста являются крупной отраслью промышленности. Асбестовая пыль выделяется на разных этапах производства асбеста и асбестоцементных изделий. Основная масса пылевых частиц, выделяющихся в производстве асбестового картона, имеет размер 1-4 мкм, волокнистые частицы составляют 8,5-17 %.

Таким образом, пыль строительных материалов и конструкций по своим физико-химическим и механическим свойствам очень разнообразна, поэтому при определении концентрации пыли и принятии мер по снижению запыленности требуется тщательное ее исследование.