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Verfahren zur Herstellung von Sprengstoffen, bestehend aus flüssigen
und kristallinen Komponenten, die sich durch erhöhte Leistung und erhöhte Schlagwettersicherheit
auszeichnen Die Wirkung kristalliner Komponenten im Sprengstoff ist nicht nur durch
den Reaktionsmechanismus, sondern auch allgemein durch die Größe der Oberfläche
der kristallinen Komponenten bedingt. Es werden deshalb vielfach die kristallinen
- Substanzen durch Hartzerkleinerung in eine bestimmte Korngröße gebracht. Es ist
bereits ein besonders feines Ammoniumniträt vorgeschlagen worden, das infolge seiner
großen Oberfläche Ammonnitratsprengstoffe mit guter Leistung ergibt. Auch im deutschen
Patent 938 596 wird die Abstimmung von reaktionsfähigen Salzpaaren, z. B. das Salzpaar
Natriumnitrat - Ammonchlorid, über die Größe der Oberfläche dieser beiden Komponenten
vorgenommen, indem die Salze in bestimmter Korngröße gewählt werden. In dem USA.-Patent
2 642 335 wird durch Anwendung eines speziellen Kristallisationsprozesses dendritisches
N atriumchlorid gewonnen. Dieser inerte Stoff, dessen große Oberfläche zwar reaktionskinetisch
nicht ausgenutzt wird, liefert beim Durchgang der Detonation infolge seiner labilen
Struktur eine äußerlich große inerte Oberfläche, die für die Schlagwettersicherheit
Vorteile besitzt.
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Bei jeder Anwendung von reaktionsfähigen kristallinen Komponenten
ist eine möglichst große Oberfläche und damit eine sehr feinkörnige kristalline
Substanz erwünscht, um die Leistungsfähigkeit dieser Sprengstoffe zu erhöhen. Dies
hat jedoch verarbeitungstechnisch in der Hygroskopizität und Sinterfähigkeit dieser
Sprengstoffe eine Grenze. Bei inerten kristallinen Substanzen ist dagegen im Rahmen
der Detonationsfähigkeit des Sprengstoffes eine große Oberfläche nicht erwünscht,
weil sie die Detonationsfähigkeit des Sprengstoffes und seine Sprengwirkung zu stark
heruntersetzt. Im Rahmen der Schlagwettersicherheit ist deswegen die Entstehung
einer möglichst großen Oberfläche erst nach der Detonation. der wünschenswerteste
Effekt. Diesen Erkenntnissen trägt zwar die Lösung mit dem dendritischen Steinsalz
Rechnung, es ist aber die Frage, ob seine labile Struktur bei der Verarbeitung zum
Sprengstoff nicht bereits primär zu einer größeren Oberfläche führt. Es erschien
deshalb wünschenswert, ein Verfahren zu finden, das weitgehend unabhängig vom Kristallisationsverhalten
der kristallinen Substanzen ist und mit dem es gelingt, auch bei groberem Korn größere
Oberflächen zu erhalten.
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Erfindungsgemäß wird dabei so verfahren, daß die kristallinen Substanzen,
nachdem sie mehr oder weniger feinkörnig vorliegen, durch Anwendung eines Druckes
zwischen 200 und 6000 Atm. ohne Beigabe eines Klebemittels in Tabletten oder Blöcken
bzw. Körper sonstiger Form gepreßt und anschließend zerkleinert werden. Hierdurch
ist es möglich, die endgültig vorhandene Oberfläche trotz Beibehaltung der Korngröße
stark zu vergrößern. Durch die vorgenommene Pressung sintern einzelne Körner zusammen,
so daß bei der nachträglichen Zerkleinerung Agglomerate entstehen, die aus einer
Anzahl verschieden zusammengesinterter Körner bestehen.
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Neben der normalen äußeren Kornoberfläche ergibt sich dadurch zusätzlich
eine neue innere Oberfläche, die durch die Poren und Spalten zwischen den zusammengesinterten
Einzelkörnern entsteht. Diese Poren und Spalten bedingen nun eine Kapillarak tivität,
wodurch eine bessere Aufsaugfähigkeit gegenüber Nitroglycerin - Nitroglykol und
anderen flüssigen Sprengstoffkomponenten entsteht, die sich reaktionskinetisch anders
auswirkt als der Belag auf der äußeren kristallinen Oberfläche.
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Es sind dabei prinzipiell zwei Fälle zu unterscheiden, und zwar entweder
hat die explosionsfähige Komponente eine hohe Viskosität, wie es bei gelatinösen
Sprengstoffen der Fall ist, oder es handelt sich um flüssige detonationsfähige Komponenten
mit geringer Viskosität. Der Unterschied in der Viskosität beträgt hierbei zwei
Zehnerpotenzen. Die hochviskose Komponente dringt verhältnismäßig wenig in die Poren
ein, bedingt dadurch einen hochlufthaltigen Sprengstoff, was mit einer hohen Sensibilität
gleichlaufend ist. Bei der niedrigviskosen hochexplosiven Komponente dringt diese
dagegen weitgehend in die Poren ein und bedingt dadurch infolge ihres sehr innigen
Kontaktes mit der reaktionsfähigen, festen Komponente eine Intensivierung des Reaktionsablaufs.
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Dies wirkt sich praktisch in der ``'eise aus, daß im allgemeinen bei
Sprengstoffen mit größerer Sprengleistung, bei denen meistens auch reaktionsfähige
kristalline Komponente verwendet werden, die Aufsaugung einer meist hochviskosen,
flüssigen Komponente gleichzeitig
eine durch die erhöhte Sensibilität
verbesserte Leistung zur Folge hat. Bei den leistungsschwächeren, meistenteils pulverförmigen
Wettersprengstoffen bewirkt dagegen dieses intensivere Ansaugen einer niedrigviskosen,
hochexplosiven Komponente zwar noch zum Teil erhebliche Leistungssteigerungen, jedoch
keine nennenswerte Verbesserung der Sensibilität. Dies ist so zu erklären, daß der
erwünschte Anstieg der Sensibilität, der durch den äußeren, an der kristallinen
Oberfläche vorhandenen Nitroglycerin-Nitroglykol-Film bewirkt wird, dadurch aufgefangen
wird, daß bei gleichem Gehalt an flüssiger, explosiver Komponente ein Teil von dieser
jetzt in Kapillaren eingebaut wird. Dieser Anteil kann keinen nennenswerten Einfluß
auf die Sensibilität ausüben. Es tritt deshalb, allgemein gesehen, trotz höherem
Gehalt an flüssiger, hochexplosiver Komponente, nur eine Leistungssteigerung und
keine wesentliche Erhöhung der Sensibilität ein, was von besonderer Wichtigkeit
für die Schlagwettersicherheit ist, insofern nämlich, als der intensivere Reaktionsablauf
auch eine bessere Verteilung der erst während der Reaktion gebildeten inerten Komponente
bedingt und damit eine eventuelle Zündung von schlagenden Wettern durch die Detonation
und Explosionsflamme besser abschirmt.
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Die kristallinen Komponenten können einzeln oder auch in Mischungen
gemeinsam gepreßt werden, z. B. bei reagierenden Salzpaaren (Natriumnitrat - AmmoncWorid).
AusgangskornverteilungsowiePreßstärkekönnen aufeinander abgestimmt werden. Ferner
können den kristallinen Substanzen vor der Pressung Sensibilisatoren in Mengen von
0,015 bis 0,2 0/0 zugesetzt werden, so daß diese durch den Preßvorgang und die nachträgliche
Zerkleinerung in die Kristallagglomerate eingebaut werden. Liegen Sprengstoffe mit
flüssigen oder gelatinösen Komponenten vor, so besteht die Möglichkeit, nur einen
Teil der kristallinen Substanzen der Pressung und nachträglichen Zerkleinerung zu
unterwerfen, die genügen würden, um die flüssigen bzw. gelatinösen Sprengstoffkomponenten
in genügender Weise aufzusaugen bzw. zu sensibilisieren.
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Beispiel 1 Bei einem aus Nitroglycerin-Nitroglykol 60:40 und Natriumbicarbonat
bestehenden Sprengstoff wurde
| Sprengstoffe mit normalem Natriumbicarbonat, Sprengstoffe mit
gepreßtem und nachträglich |
| 80 °/o < 0,1 mm zerkleinertem Natriumbicarbonat, 20 °/o
< 0,1 mm |
| lei- Blei- |
| block- Stau- Detonations- Schlagwetter- bock- Stau- Detonations-
I Schlagwetter- |
| Zusammensetzung chung, übertragung I Sicherheit im Dichte aus-
i chungi, übertragung Sicherheit im |
| Dichte aus- |
| bau- nach j Kantenmörser bau- ', nach Kantenmörser |
| chungl Hess Sand j Pappohr mit (KPassle 3)nd chungii kess Sand
ohP (Klasse 3)nd |
| g/ccm ccm mm cm cm g/ccm ccm mm 1 cm cm |
| i |
| 100/, Nitroglycerin - j I |
| Nitroglykol 60:40 1,45 ''i, 22 3,6 15 - keine Zündung - - -
- - - |
| 900/0 NaHC03 |
| 150jo Nitroglycerin - |
| Nitroglykol 60:40 1,50I 35 4,5 . 30 40 keine Zündung 1,47 29
2,1 - - keine Zündung |
| 850;0 NaHC03 |
| 200/0 Nitroglycerin- |
| Nitroglykol 60:40 1,53 50 6,8 30 . 40 Zündung 1,67 38 6,0 .
10 20 keine Zündung |
| 800I0 NaHC03 |
| 25 0/0 Nitroglycerin - |
| Nitroglykol 60:40 - -- - - - - 1,86 55 10,3 15 20 keine Zündung |
| 750j0 NaHC03 |
| 30 0j'0 Nitroglycerin - i |
| Nitroglykol 60:40 - - - - - - 1,95 70 15,0 40 25 I Zündung |
| 700/0 NaHC03 , |
ersteres von 5 zu 50,!o auf Kosten des Natriumbicarbonats erhöht. Dabei war Natriumbicarbonat
in der ersten Versuchsreihe verhältnismäßig feinkörnig (80 0/ o < 0,1 mm).
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In der zweiten Versuchsreihe wurde das Natriumbicarbonat von obiger
Feinheit bei einem Druck von 1400 atü zu Tabletten gepreßt und dann so zerkleinert,
daß 20 00 < 0,1 mm sind und der Hauptteil der Kornfraktion zwischen 0,1 und 0,3
mm liegt. Obwohl letzteres Natriumbicarbonat wesentlich gröber ist und deshalb eine
geringere äußere Oberfläche aufweist, zeigt der bekannte Blaine-Test, bei dem durch
den Strömungswiderstand des Salzes auf die Gesamtoberfläche geschlossen wird, daß
diese größer ist. Dies kommt dadurch zustande, daß die bei der Pressung gebildeten
Konglomerate von Rissen und Spalten durchzogen sind, die sozusagen eine zusätzliche
neue Oberfläche aufweisen, die im Gegensatz zu der normalen als innere Oberfläche
bezeichnet wird.
| Gesamtober- Aufsaugfähig- |
| Geprüftes fläche nach dem keit auf 100 g |
| Substanz |
| Natriumbicarbonat Blaine-Test |
| bezogen |
| cm$/g g |
| Normal zerkleinert |
| 800/0 < 0,1 mm .... 1700 31 |
| Gepreßt und anschlie- |
| ßend zerkleinert |
| 940/0 < 0,1 mm .... 4400 / |
| Gepreßt und anschlie- |
| ßend zerkleinert |
| 200/0 < 0,1 mm .... 2000 . 39 |
Die Gegenüberstellung der sprengtechnischen Daten zweier Versuchsreihen mit obigem
ungepreßtem und gepreßtem Natriumbicarbonat zeigt nun, daß beim Schießen in einer
Versuchsstrecke in einem 91/2%igem Schlagwettergemisch und einem speziellen Mörser
(Kantenmörser) mit einer Lademenge von 2 kg, bei der zweiten Versuchsreihe eine
starke Verschiebung der Zündgrenze aufgetreten ist.
Trotz einer
wesentlichen Erhöhung der Leistung bei einer größeren Zugabe von Nitroglycerin-Nitroglykol-Gemisch
ist der Sprengstoff mit dem v orgepreßten groberen Natriumbicarbonat und der größeren
Gesamtoberfläche sicherer als die entsprechenden Vergleichssprengstoffe mit dem
nicht vorgepreßten. Dies ist lediglich auf das Vorhandensein der zusätzlichen inneren
Oberfläche zurückzuführen.
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Ein gleichzeitiger Beweis hierfür ist auch, daß bei niedrigem Nitroglycerin-Nitroglykol-Gehalt
(100/0) die Sprengstoffe beider Versuchsreihen sich dadurch unterscheiden, daß beim
ungepreßten Natriumbicarbonat noch eine gute Sensibilität und Übertragung vorhanden
ist, während beim gepreßten Natriumbicarbonat, wo das Nitroglycerin - Nitroglykol
zum größten Teil kapillar in den Spalten und Rissen vorhanden ist, eine starke Reduzierung
der Detonationsfähigkeit aufgetreten ist.
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Analog zu beiden angeführten Versuchsreihen verhalten sich auch Sprengstoffe,
bei denen das Nitroglycerin -
| Bleiblock- Stauchung Detonationsübertragung Detonations- |
| Aufbereitung des NH4N03 geschwindigkeit |
| ausbauchung nach Hess |
| Kornfeinheit Sand ! Papprohr (lGpolamrohr) |
| ccm mm cm cm m/sec |
| Ungepreßt und zerkleinert, |
| 710/0 > 0,1 mm . . . . . . . . . . . . . . . 372 11,5 0 0 1971 |
| Gepreßt und zerkleinert, |
| 88°/0 > 0,1 mm ... . . . . .. .. . . .. 385 20 5 12 3468 |
| Ungepreßt zwischen |
| 0,06 -I- 0,3 mm . . . . . . . . . . . . . . . . 363 17,9 5
5 2670 |
| Gepreßt zwischen |
| 0,06 -[- 0,3 mm . . . . . . . . . . . . . . . . 366 19,3 10
j 15 3355 |
Trotzdem beide Komponenten (Ammoniumnitrat und Binitrotoluol) detonativen Charakter
haben, wirkt sich das Vorhandensein einer inneren Oberfläche so aus, daß die zweitgenannte
Sprengstoffmischung brisanter und mit einer wesentlich besseren Übertragung und
Detonationsgeschwindigkeit ausgestattet ist. Selbst wenn die äußere Oberfläche durch
Verwendung gleicher Fraktionen konstant gehalten wird, zeigt sich auch dort ein
wenn auch etwas geringerer Effekt der inneren Oberfläche. Schließlich ist hervorzuheben,
daß der Sprengstoff mit gepreßtem Ammoniumnitrat infolge der starken Bindung des
hydrophoben Binitrotoluols eine bessere Lagerfähigkeit als bei ungepreßtem Ammoniumnitrat
besitzt.
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Bei Vorhandensein mehrer kristalliner Komponenten kann dieses Verfahren
so variiert werden, daß entweder die Komponenten einzeln gepreßt oder mehrere kristalline
Komponenten zusammen gepreßt werden. Dies geht aus dem folgenden Beispiel hervor:
| Detonations- |
| Bearbeitung Bleiblock- Stauchung Detonationsübertragung geschwindigkeit |
| der kristallinen Dichte ausbauchung nach Hess im |
| Komponenten Sand Papprohr Kunststoffrohr |
| g/ccm ccm mm cm cm m/sec |
| NaN 03 und N H,N 03 |
| normal ............ 1,53 385 20 10 35 2100 |
| NaN03 und NH,N03 |
| einzeln gepreßt und |
| zerkleinert ......... 1,60 414 19,3 5 15 2149 |
| i |
| NaN03 und NH4N03 |
| gemeinsam gepreßt |
| und zerkleinert ..... 1,60 448 22,3 10 |
| 25 2863 |
Nitroglykol durch Beigabe von Collodiumwolle gelatiniert ist. Teilweis° sind hier
die Unterschiede noch stärker ins Au=e fallend.
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Beispiel 2 Bei einem Sprengstoff, bestehd aus 900i, Ammoniumnitrat
und 100/0 Binitrotoluol (flüssig), war in der ersten Versuchsreihe eine Kornverteilung
des nicht weiter aufbereiteten Ammoniumnitrats von 71°/o > 0,1 mm vorhanden.
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Bei der zweiten Versuchsreihe wurde das Ammoniumnitrat bei 3000 atü
gepreßt und so zerkleinert, daß seine Kornverteilung zu 88 0/0 > 0,1 mm, d. h. also
gröber als das Ammoniumnitrat in dem normalen Vergleichssprengstoff war. Schließlich
wurde eine dritte Versuchsreihe mit einer Fraktion (0,06 bis 0,3 mm) von Ammoniumnitrat
sowohl im ungepreßten als auch im gepreßten Zustand durchgeführt. Beispiel 3 Verwendet
wurde ein in der Praxis weit verbreiteter Gesteinssprengstoff von folgender Zusammensetzung:
22,00/, Nitroglycerin-Nitroglykol-Gemisch 0,90/, Collodiumwolle 11,00/, Tri-
und Dinitrotoluol 1,00/, Holzmehl 10,00/, Natriumnitrat 55,10/0 Ammoniumnitrat
Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben, und zwar wurde
einmal dieser Sprengstoff mit gewöhnlichem ungepreßtem Ammoniumnitrat und Natriumnitrat
hergestellt, ferner mit Ammoniumnitrat und Natriumnitrat, die beide einzeln gepreßt
und zerkleinert wurden, und schließlich mit Ammoniumnitrat und Natriumnitrat, die
zusammen gepreßt und zerkleinert wurden, hergestellt. Es zeigte sich insbesondere
bei der
Bleiblockausbauchung und der Detonationsgeschwindigkeit,
daß gegenüber dem Sprengstoff in gewöhnlicher Herstellung eine Verbesserung erzielt
worden war, die besonders im Fall der gemeinsamen Pressung zweier kristalliner Komponenten
hervortritt. Was die Kornverteilung in den einzelnen Fällen anbelangt, so ist auch
hier bei den gepreßten kristallinen Komponenten ein groberes Korn angewendet worden,
was sich in der ansteigenden Dichte zeigt. Auch hier sind Anzeichen dafür vorhanden,
daß letztere Kornverteilung einen Vorteil bezüglich Lagerfähigkeit ausmacht.
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Beispiel 4 Ein Wettersprengstoff hoher Schlagwettersicherheit, dessen
Zusammensetzung auf dem Prinzip eines miteinander reagierenden Salzpaares beruht,
wobei der Nitroglycerin-Nitroglykol-Gehalt so hoch ist, daß die Reaktion gut eingeleitet
wird, hat folgende Zusammensetzung: 10,0°:o Nitroglycerin-Nitroglykol-Mischung 60:
40 0,5 °° Tonerde
55,00/, Natriumnitrat 600j, < 0,1 mm 34,5 °/° Ammonchlorid
55 °,/° < 0,1 mm Um den Einfluß der Höhe des Preßdruckes darzulegen, wurden beide
kristallinen Komponenten mit verschiedenem Preßdruck gepreßt und nachträglich auf
eine Kornfeinheit von 60 °/° < 0,1 mm beim Natriumnitrat und 55 °/° < 0,1
mm beim Ammonchlorid zerkleinert. Zum Vergleich sind die Daten dieses Sprengstoffes
im ungepreßten Zustand, also direkt auf gleiche Korngröße zerkleinert, angegeben
| Detonations- |
| Angewandter, maximaler Stauchung übertragung |
| Druck beim Preßvorgang nach H ess im |
| Papprohr |
| mm cm |
| Na N 03 ungepreßt 4,7 3 |
| N H,Cl ungepreßt |
| N a N 03 800 4,6 3 |
| N H, C1 700 |
| N a N 03 2100 5,0 5 |
| N H, Cl 900 |
| NaN 03 2800 5,4 5 |
| N H,CI 1100 |
Es zeigt sich, daß sowohl die Stauchung als auch die Detonationsübertragung durch
das Pressen der kristallinen, reaktionsfähigen Komponenten verbessert worden sind.
Diese Verbesserung beruht auf einem schnelleren und vollständigeren Ablauf der Reaktion
der beiden kristallinen Komponenten.
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Um festzustellen, ob die Pressung beider Komponenten zu den günstigsten
Ergebnissen führt, wurde in der folgenden Versuchsreihe unter Anwendung der aus
der vorigen Versuchsreihe sich ergebenden günstigsten Drücke, nämlich 2800 atü für
das Natriumnitrat, 1100 atü für das Ammonchlorid, Sprengstoffe der gleichen Zusammensetzung
untersucht. Einmal war lediglich das Natriumnitrat, das andere Mal nur das Ammonchlorid
gepreßt. Zu Vergleichszwecken wurde ein Sprengstoff mit ungepreßten und einer, bei
dem beide Komponenten gepreßt wurden, gegenübergestellt
| Detonations- |
| Kristalline Komponenten Stauchung übertragung |
| nach H ess im |
| Papprohr |
| ungepreßte gepreßte mm cm |
| Na N03 4,7 3 |
| N H4 Cl |
| N H,CI NaN 03 5,7 8 |
| NaN 03 N H,C1 4,1 2 |
| NaN 03 5,4 5 |
| N H, Cl |
Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind insofern besonders belangreich, weil es
sich zeigt, daß der günstigste Effekt nicht durch Pressung beider Komponenten und
auch nicht durch Pressung des Ammonchlorids, sondern durch die des Natriumnitrats
erreicht wird. Bei Beachtung der Tatsache, daß bei den angewandten Preßdrücken der
Fließpunkt des Ammonchlorids zumindestens in kleinen Bereichen bereits erreicht
ist, der beim Natriumnitrat aber sicher noch wesentlich höher liegt, wird dies°s
Versuchsergebnis verständlich, Da außerdem das Natriumnitrat der reaktionsträgere
Partner der beiden Komponenten ist, bringt gerade eine Erhöhung der inneren Oberfläche
dieser Komponente den großen Effekt, der durch eine gesonderte zusätzliche Bearbeitung
des Ammonchlorids sogar wieder verschlechtert wird. Diese daraus resultierende wesentliche
Vereinfachung des Preßvorgangs, insofern als nur einer der beiden Reaktionspartner
gepreßt zu werden braucht, rückt dieses Verfahren in den Bereich der unmittelbaren
Anwendung.
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Schließlich sei in diesem Beispiel noch der Einfluß des Preßvorgangs
auf einen eventuell vorhandenen oberflächenaktiven Stoff durch eine Versuchsreihe
dargelegt. Dabei wurde dem Natriumnitrat gleichzeitig immer der gleiche oberflächenaktive
Stoff, und zwar Tetranitromethylanilin, in verschiedenen Mengen vorher beigegeben,
dann mit 2800 atü gepreßt und danach auf eine Kornfeinheit von 60 °!° < 0,1 mm
zerkleinert. Das Ammonchlorid dagegen wurde nach den aus der vorhergehenden Versuchsreihe
gewonnenen Erkenntnissen nur zerkleinert.
| Dem Natriumnitrat Detonations- |
| beigegebene Menge Bleiblock- Stauchung übertragung |
| Tetranitromethyl- ausbauchung nach Hess im |
| anilin Papprohr |
| °;`a ccm mm cm |
| 0 80 517 3 |
| 0,04 87 5,9 15 |
| 0,08 92 6,6 8 |
Es ist äußerst bemerkenswert, daß der teilweise Einbau eines oberflächenaktiven
Stoffes in Kapillaren des trägen Reaktionspartners keine Verschlechterung der Wirkung
hervorruft, denn es zeigt sich, daß durch Beigabe von oberflächenaktivem Stoff eine
sichtliche Verbesserung der sprengtechnischen Werte erhalten wird.
Beispiel
5 Bekanntlich ist bei den im vorigen Beispiel gebrachten Sprengstoffen die Schlagwettersicherheit
in der Kantenschußanordnung (Schlagwettersicherheitsklasse 3) nur dann gewährleistet,
wenn der Gehalt an Nitroglycerin-Nitroglykol-Gemisch 10 °/o nicht übersteigt. Dabei
ist der Schwankungsbereich verhältnismäßig eng umgrenzt. Durch das neue Verfahren
läßt sich dieser Bereich wesentlich erweitern, was dazu führt, daß eine Leistungssteigerung
bei Beibehaltung der hohen Schlagwettersicherheit (Klasse 3) erreicht worden ist.
Um diesen Fall zu demonstrieren, wird ein Sprengstoff von folgender Zusammensetzung
gewählt
| NaN03 normal zerkleinert NaN03 gepreBt mit 300 atü |
| und dann zerkleinert |
| Stau- Detonations- Stau- Detonations- |
| Bleiblock-I Bleiblock- |
| aus- chung übertragung Kanten- aus- chung I übertragung nach
1 Kanten- |
| bauchung nach kess Sand I Papprohr mörser bauchung He 5 Sand
I Papprohr) mörser |
| ccm mm cm cm ccm I mm cm cm |
| a) Sprengstoff nur mit 88 i 6,0 I 10 3 Zündung 87 5,4 30 8
keine |
| Nitroglycerin-Nitro- i Zündung |
| glykol |
| b) Sprengstoff mit gela- 94 6,0 3 2 Zündung 114 4,8 2 2 keine |
| tiniertem cerin-Nitroglykol-Ge- Nitrogly- Zündung |
| misch |
Bekannterweise ist schon bei einem Stauchwert von etwa 5 mm eine Schlagwetterzündung
bei der Prüfung in der Kante unvermeidlich. Es zeigt sich nun, daß durch die Hereinnahme
von gepreßtem und nachträglich zerkleinertem Natriumnitrat beim ersten Sprengstoff
(Versuch a) diese Stauchwerte reduziert werden, aber trotzdem er noch über 5 mm
liegt, keine Zündung in der Kante auftritt. Dieser Effekt läßt sich mit der spezifischen
Eigenart des neuen Verfahrens, das eingangs erklärt wurde, zwanglos erklären, insofern,
als ein kritisches Anwachsen des Nitroglycerin-Nitroglykol-Films an der äußeren
Oberfläche durch die Hereinnahme eines Teils desselben in die Kapillaren und Poren
des durch Pressen vorbehandelten Natriumnitrats behindert worden ist.
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Bei dem halbgelatinösen Sprengstoff (Versuch b) ist diese Erklärung
wegen der wesentlich höheren Viskosität des gelatinierten Nitroglycerin-Nitroglykols
nicht gegeben. Es kann angenommen werden, daß die teilweise noch Luft enthaltenden
Poren und Kapillaren einerseits die Reaktionsfähigkeit begünstigen, so daß die durch
den Gelatinierungsvorgang bedingte Phlegmatisierung aufgehoben worden ist, andererseits
ein Anwachsen der Sensibilität, wie aus den niedrigen Daten der Detonationsübertragung
und Stanchung ersichtlich, ausgeblieben ist. Beispiel 6 Bei einem Sprengstoff, der
als reaktionsfähiges Salzpaar Kaliumnitrat-Ammonchlorid hat, ist nicht das gesamte
Kaliumnitrat durch vorheriges Pressen und nachfolgendes Hartzerkleinern bearbeitet,
sondern nur ein kleiner Anteil davon, nämlich 50/,.
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Der Sprengstoff weist folgende Zusammensetzung auf: 10,0°/a Nitroglycerin-Nitroglyl:ol
0,5 01/o Tonerde 12 % Nitroglycerin-Nitroglykol 54,5 °/o Natriumnitrat 90 °/o <
0,1 mm 33,5 °/o Ammonchlorid 80 °,1a < 0,1 mm Der gleiche Sprengstoff wurde auch
als gelatinöser Sprengstoff hergestellt, indem dieser Zusammensetzung
0,50 `o Collodiumwolle beigefügt wurde, was auf Kosten des Natriumnitrats
ging, d. h. diese Variante enthält statt 54,5 °/o nur 54,0 °/o Natriumnitrat. Die
Kornverteilung ist im letzteren Fall 68°/0 < 0,1 mm beim Natriumnitrat und 560/0
< 0,1 mm beim Ammonchlorid.
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Die sprengtechnischen Daten beider Sprengstoffe sind in der folgenden
Tabelle wiedergegeben 1,00/, Holzmehl 58,00/, Kaliumnitrat 30,50/,
Ammoniumchlorid 10,5010 Nitroglycerin-Nitroglykol 0,501,
Tonerde 1,00j, Holzmehl 57,20 ,/o Kaliumnitrat 30,80/0 Ammoniumchlorid
Dabei betrug bei allen Mischungen die Feinheit des Kaliumnitrats 70 °/o < 0,1
mm, des Ammoniumchlorids 60 °/o < 0,1 mm. In den Sprengstoffmischungen, von denen
5 % des Kaliumnitrats zuerst gepreßt und dann zerkleinert wurden, betrug die Kornfeinheit
des gepreßten Kaliumnitratanteils 90 °/o < 0,1 mm.
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Bereits bei den beiden Sprengstoffen mit 10 0,i. Nitroglycerin-Nitroglykol-Gemisch
ist trotz der Beigabe von nur 5 °; ö gepreßtem und nachträglich zerkleinertem Kaliummtrat
eine wesentliche Verbesserung der Sensibilität zu ersehen, die vor allem in der
wesentlich erhöhten Übertragung im Papprohr zum Ausdruck kommt. Die Schlagwettersicherheit
bei der bereits im Beispiel 1 beschriebenen Schlagwettersicherheitsprüfung im Kantenmörser
(Klasse 3) ist bei beiden Mischungen noch gegeben. Bei der Erhöhung der explosiven
Komponenten um 1/s °/o erhöht sich, wie zu erwarten, die die Leistung anzeigende
Bleiblockausbauchung. Der Sprengstoff ohne gepreßtes Kaliumnitrat zündet bei der
Schlagwettersicherheitsprüfung, während der mit dem gepreßten Kaliumnitrat keine
Zündung aufweist. Die Verbesserung der Übertragungsfähigkeit im Papprohr bleibt
erhalten.
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Hieraus ist allgemein zu ersehen, daß in vielen Fällen durch geeignetes
Einbringen von einzelnen Anteilen einer Komponente bereits die erwünschten Effekte
in zufriedenstellender `Veise erzielt werden können.
| KN08, normal 5010 KN08, gepreßt und nachträglich
zerkleinert |
| Nitro- Deto Deto- |
| glycerin- Bleiblock- nations- ( Bleiblock- nations- |
| Nitro- aus- Stau- über- Schlagwetter- aus- Stau- über- Schlagwetter- |
| g1ykol- Dichte chung tragung sicherheit im Dichte B chung tragung
Sicherheit im |
| Gehalt bauchung Kantenmörser auchung Tapp- # (Papp- Kantenmörser |
| rohr) rohr) |
| j ccm mm cm ccm mm cm |
| 10°/0 1,12 88 4,7 8 keine Zündung 1,10 88 4,4 40 keine Zündung |
| 10,5ojo 1,12 93 I 4,5 10 Zündung 1,16 93 I 4,3 35 keine Zündung |
Dies ist wirtschaftlich von Bedeutung, da der gesonderte Arbeitsgang des Pressens
natürlich eine Verteuerung der Sprengstoffherstellung darstellt.