DE1242490B - Plastisches Sprengmittel mit erhoehter Detonationsgeschwindigkeit - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C06b

CO 6B 25-

Deutsche Kl.: 78c-\

Nummer: 1 242 490

Aktenzeichen: N 25874 VI b/78 c

Anmeldetag: 26. November 1964

Auslegetag: 15. Juni 1967

Es ist bekannt, daß plastische Sprengmittel auf Basis von Nitroglyzerinverbindungen zwei Detonationsgeschwindigkeiten haben: eine erhöhte und eine niedrige Geschwindigkeit; daß man aber die erhöhte Geschwindigkeit im allgemeinen nur dann erzielt, wenn man mit einer sehr starken Übertragungsladung arbeitet oder wenn man einen frisch zubereiteten Sprengstoff verwendet.

Man hat, um diesem Nachteil abzuhelfen, zahlreiche Mittel und Produkte untersucht und schützen lassen.

Man kann davon absehen, das Nitroglyzerin zu gelatinieren, aber die auf diese Weise erhaltenen Sprengmittel sind gefährlich empfindlich gegen Stoß und Schlag.

Zum Sensibilisieren der gelatinierten Dynamite hat man mit Erfolg bereits den Zusatz von in Wasser unlöslichen und von mehrbasischen Säuren abgeleiteten Bariumsalzen, wie Bariumsulfat oder Bariumchromat, mit spezifischem Gewicht von 4,5 vorgeschlagen.

Andererseits ist es auch bereits bekannt, inerte Substanzen, die ein spezifisches Gewicht von wenigstens 5 haben (z. B. Mangandioxyd, Zinkoxyd, Bleisulfat) oder auch solche inerten Substanzen, wie Bimssteinmehl, Quarzmehl, Korund, Glasmehl oder Feldspat, die zum Teil eine Mohssche Härte von 7 und mehr haben und die scharfkantig sein müssen, in Mengen von vorzugsweise 10% gelatinösen Sprengstoffen zuzusetzen, um deren Detonationsempfindlichkeit zu erhöhen. Mit diesen Zusätzen gelingt es jedoch nicht, die Detonationsgeschwindigkeit zu verbessern.

Gegenstand der Erfindung sind demgegenüber plastische Sprengmittel mit erhöhter Detonationsgeschwindigkeit auf Basis von Nitroglyzerinverbindungen und sonstigen üblichen Sprengstoffkomponenten mit einem Zusatz eines feinteiligen, wasserunlöslichen Inertstoffes mit einer Mohsschen Härte von 7 und mehr, die dadurch gekennzeichnet sind, daß als Inertstoff Zirkonsilikat (ZrSiO₄) mit einer Korngröße von unter 0,05 mm und in Mengen von 2 bis 10, insbesondere von 2 bis 5%> darin enthalten sind. Es ist keineswegs notwendig, daß das zugesetzte Pulver aus scharfkantigen Teilchen besteht; dagegen ist es wesentlich, daß das Pulver in Wasser unlöslich ist.

Die vorliegende Erfindung basiert ganz speziell auf der Feststellung, daß diese zuvor genannten Silikate in geeigneter Zerkleinerung eine sehr deutliche Verbesserung der Detonationsgeschwindigkeit ergeben, wenn sie in den angegebenen Mengen vorhanden sind.

Plastisches Sprengmittel mit erhöhter Detonationsgeschwindigkeit

Anmelder:
Fa. Nobel-Bozel, Paris

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Berkenfeld

und Dipl.-Ing. H. Berkenfeld, Patentanwälte, Köln-Lindenthal, Universitätsstr. 31

Als Erfinder benannt:

Paul Marie Marcel Antoine Perrot, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 30. November 1963 (955 661)

ao In den nachstehenden Beispielen bedeutet die Angabe »Teile« Gewichtsteile.

Beispiel 1

Es wurde ein Sprengstoff mit folgender Zusammensetzung bereitgestellt:

Nitroglyzerin 31,8 Teile

Nitrozellulose 1,2 Teile

Natriumchlorid 62 Teile

Kieselgur '. 5 Teile

Dieser Wettersprengstoff hatte eine schwache Detonationsgeschwindigkeit (2350 m/Sek.), gemessen an der freien Luft, nicht im Einschlußrohr.

Wenn man das Kieselgur durch die gleiche Menge Zirkoniumsilikat, das entsprechend einem Sieb Nr. 300 verkleinert ist, ersetzte, so blieben die Eigenschaften, die den Wettersprengstoff ausmachen, erhalten, auch alle anderen Eigenschaften blieben unverändert, bis auf die Detonationsgeschwindigkeit, die, unter den gleichen Bedingungen gemessen, an der freien Luft und ohne Einschluß im Rohr anstieg auf 5555 bis m/Sek.

Beispiel 2

Es wurde ein Sprengmittel folgender Zusammensetzung hergestellt:

Nitroglyzerin 25 Teile

Nitrozellulose 1 Teil

Ammoniumnitrat 62 Teile

Dinitrotoluol 6 Teile

Zellulose 1 Teil

Kieselgur 5 Teile

709 590/201

3 4

Dieses Sprengmittel detonierte an der freien Luft, Wenn man nun erfindungsgemäß eine geringe Menge

nicht eingeschlossen, mit einer Geschwindigkeit von an Zirkoniumsilikat hinzugibt, so erzielt man voll-

2360 m/Sek. ständige Detonation über die gesamte Reihe der

Wenn man die 5 % Kieselgur durch 5 % zerkleinertes Patronen, auch unter hohem Wasserdruck, und man Zirkoniumsilikat ersetzte, so blieben die Kennzahlen 5 erhält auch dann eine Detonationsübertragung zwidieses Sprengmittels unverändert, ausgenommen die sehen den Patronen, wenn diese nicht in Kontakt Detonationsgeschwindigkeit, die 5580 m/Sek. erreichte, miteinander angeordnet sind. Dadurch wird es möggemessen unter den gleichen Bedingungen wie zuvor lieh, eine verlängerte Ladung mit Standardpatronen angegeben. auszuführen, ohne daß es erforderlich wäre, eine ein-B e i s ο i e 1 3 ^{10 z}'*=^e ^^an8^e Patrone, die sich nur schwierig transportieren und in das Rohrloch einführen läßt, einzu-

Aus folgenden Bestandteilen wurde ein Spreng- setzen. Die nachfolgenden Prüfungen veranschau-

mittel zusammengesetzt: liehen diese Eigenschaften.

Nitroglyzerin 25 Teile

Nitrozellulose 1 Teil ^1S Prüfungl

Dinitrotoluol 6 Teile _{Eine Serfe yon 15 Patronen mit einem} Durchmesser

Ammoniumnitrat 64 Tei e _{yon 25} ^ _{die je 98 g dnes plastischen Dynamit}.

£?^lul,^ose χ L^ei. ^e Sprengmittels folgender Zusammensetzung enthielten:

Kieselgur 2 Teile

Dieses Sprengmittel detonierte an der freien Luft, Nitroglyzeringlykol 60 g

nicht eingeschlossen, mit einer Geschwindigkeit von Nitrozellulose 3 g

2350 m/Sek Ammoniumnitrat 31 g

Wenn man die 2 % Kieselgur durch 2 % zerkleinertes Zellulose 6 g

Zirkoniumsilikat ersetzte, dann blieben die Kenn- 25

zahlen des Sprengmittels unverändert, ausgenommen wozu 2 g feinzerkleinertes Zirkoniumsilikat zugegeben die Detonationsgeschwindigkeit, die trotz der geringen worden waren, wurden in ein Stahlrohr eingebracht, Zusatzmenge an Zirkoniumsilikat, 4280 m/Sek. er- in dem ein Wasserdruck von 15 kg/cm² aufrechterreichte, gemessen unter den gleichen Bedingungen wie halten wurde. Die Patronen wurden so aneinanderzuvor beschrieben. 30 gereiht, daß sie miteinander Kontakt hatten; die Gesamtlänge betrug 2,10 m. Eine der äußeren Patronen Beispiel 4 _{diente als} Schlagpatrone.

Aus folgenden Bestandteilen wurde ein Spreng- ^{Nach 10} Minuten zündete man. Die gesamte Serie

mittel zusammengestellt: "^er Patronen detonierte. Die Detonationsgeschwindig-

. .35 keit, gemessen an der freien Luft, betrug 6490 m/Sek.

Nitroglyzerin 22 Teile Diese Geschwindigkeit lag, gemessen nach 3mona-

Nitrozellulose 1 Teil _tiger Alterung, noch bei 6340 m/Sek.

* °'^u°l ° Teile j?_{s wurc}j_e <j_er gleiche Versuch mit entsprechenden

Dinitrotoluol 2 Teile Patronen durchgeführt, jedoch ohne Zugabe von

Ammoniumnitrat 61 Teile ₄₀ Zirkoniumsilikat. Dabei detonierte nur die Schlag-Zellulose 1 Teil patrone. Die Detonationsgeschwindigkeit, gemessen

^Gur · ^{5 Teile} an der freien Luft, betrug 4350 m/Sek. Diese Ge-

100 Teile schwindigkeit fiel, gemessen nach 3monatiger Al-

. terung, auf 2500 m/Sek. ab.

Dieses gerade eben noch plastische Sprengmittel 45 _p .. ,

detonierte an der freien Luft, nicht eingeschlossen, Fruiung2

mit einer Geschwindigkeit von 3000 m/Sek. Eine Serie von sechs Papphülsenpatronen mit

Wenn man die 5 % Gur durch 5 % zerkleinertes einem Durchmesser von 25 mm, die mit dem auch in

Zirkoniumsilikat ersetzte, dann erhielt man eine der Prüfung 1 verwendeten Sprengmittel gefüllt waren, Detonationsgeschwindigkeit von 5900 m/Sek., ge- 50 wurden in ein Stahlrohr eingebracht, in dem ein

messen unter den gleichen Bedingungen wie zuvor Wasserdruck von 15 kg/cm² aufrechterhalten wurde,

beschrieben. Die sechs Hülsen wurden so übereinander angeordnet,

Die Vorzüge und Vorteile der vorliegenden Er- daß ein Zwischenraum von etwa 10 bis 15 mm Länge

findung machen sich in gleicher Weise und ebenso zwischen den Sprengmittelsubstanzen von zwei aufdeutlich bemerkbar bei solchen plastischen Dynamit- 55 einanderfolgenden Patronen verblieb.

Sprengstoffen, die man auf dem Gebiet der Unter- Die Reihe der sechs Patronen wurde über eine der

wassersprengung, beim Arbeiten unter hohem Wasser- äußeren Patronen gezündet.

druck verwendet. Nachdem man das ganze 10 Minuten unter Druck

Tatsächlich konnte es bisher geschehen, daß, wenn gehalten hatte, wurde die Zündung ausgelöst. Die man eine Reihe von mit plastischem Dynamit der 60 Kolonne der sechs Patronen explodierte vollständig,

üblichen Zusammensetzung gefüllter Patronen unter Der gleiche Versuch wurde mit entsprechenden

hohem Wasserdruck zünden wollte, die Detonation Patronen durchgeführt, die jedoch das Sprengmittel

der Schlagpatrone mit einer so geringen Geschwindig- ohne Zusatz von Zirkoniumsilikat enthielten. Es

keit verlief, daß die Detonation nicht auf die folgende detonierte nur die Schlagpatrone.

Patrone übertragen wurde, selbst dann nicht, wenn 65 . ■ ..

diese in direktem Kontakt mit der vorangehenden Prüfung

Patrone stand. Es konnte sogar vorkommen, daß die In ein Stahlrohr wurden zwei Patronen mit dem in

Schlagpatrone nicht vollständig detonierte. den beiden vorhergehenden Prüfungen verwendeten

5 6

Sprengmittel eingebracht. Diese beiden Patronen, die Folgende Sprengstoffe wurden verwendet:

in einfachem paraffiniertem Papier eingehüllt waren, Sprengstoff A, bestehend aus:

wurden mit einem Zwischenraum von 15 mm zwischen Nitroelvzerin 27 Teile

den beiden Patronen in Reihe angeordnet. Nitrozellulose'V^V//.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 1,5 Teile

Eine der beiden Patronen war mit einer Zundladung 5 n;^;tr^t^i„^i q\ -tv;i<»

versehen. Unter einem Druck von 45 kg/cm» gehal- Ammoniumnitrat 62 Teile

tenes Wasser wurde in das Rohr eingefüllt, und dieser

Druck wurde aufrechterhalten. Nach 10 Minuten Sprengstoff B, bestehend aus:

wurde gezündet: Die beiden Patronen explodierten Nitroglyzerin 25 Teile

vollständig. Die Detonationsgeschwindigkeit, gemessen io Nitrozellulose 1 Teil

unter Wasserdruck, betrug 7000 m/Sek. Dinitrotoluol 6 Teile

Wurde der gleiche Versuch unter den gleichen Be- Ammoniumnitrat 62 Teile

dingungen durchgeführt, ohne daß Zirkoniumsilikat Zellulose 1 Teil

zu dem Sprengmittel zugegeben worden war, so fand Als inerte Zusätze wurden folgende Substanzen

keine Detonationsübertragung von der Schlagpatrone 15 verwendet:

auf die folgende Patrone statt, und es wurde sogar Quarzmehl

festgestellt, daß bei zwei von drei Versuchen die (vermählen auf eine Feinheit entsprechend einer

Schlagpatrone nicht vollständig detonierte. . spezifischen Oberfläche von 10400 cm²/g)

Als Vergleich mit bekannten Sprengmitteln wurden Pulverisierter, ausgehärteter Beton

weitere Prüfungen durchgeführt bei denen handeis- 20 _(vermahlen bis auf eine Feinheit entsprechend

übliche Sprengstoffe der nachstehend naher bezeich- _{einer ifischen} oberfläche von 13900 cm²/g) neten Art mit den in den nachstehenden Tabellen

jeweils angegebenen Mengen an inerten Zusatzstoffen Korund

der angegebenen Art und der angegebenen Feinheit (vermählen bis auf eine Feinheit entsprechend

vermischt und auf ihre Detonationsgeschwindigkeit 25 ^einer spezifischen Oberfläche von 2540 cm²/g)

geprüft wurden. Dabei wurde die Detonationsge- Bimsmehl

schwindigkeit nach den angegebenen unterschied- (vermählen auf Feinheiten entsprechend spezilichen Lagerungszeiten ermittelt. Die in den nach- fischen Oberflächen von 12300 cm²/g bzw. stehenden Tabellen I bis III angegebenen Versuchs- 2800 cm²/g) ergebnisse sind an der freien Luft gemessene Deto- 30 Zirkoniumsilikat

nationsgeschwindigkeiten; die in der nachstehenden (vermählen auf Feinheiten entsprechend spezi-

Tabelle III angegebenen Versuchsergebnisse wurden fischen Oberflächen von 12600 cm²/g, 10 592cm²/g

unter dem dort angegebenen Wasserdruck ermittelt. sowie 2473 cm²/g)

Tabelle I

	Zirkoniumsilikat 10592 cm Vg	Quarz 10400 cm 2/g	Pulverisierter Beton 13900 cm Vg
Sprengstoff A (2% inerter Zusatz) nach 48 Stunden	6,332 m/Sek. 6,516 m/Sek. 6,485 m/Sek.	2,195 m/Sek. 2,030 m/Sek. 5,709 m/Sek. 5,919 m/Sek.	2,271 m/Sek. 2,796 m/Sek.
nach 1 Monat	2,927 m/Sek. 2,959 m/Sek.
nach 6 Monaten
Sprengstoff B (5% inerter Zusatz) nach 48 Stunden
nach 1 Monat

	Tabelle II	Zirkoniumsilikat 2473 cmVg	Korund 2540 cm Vg
		5,819 m/Sek. 5,822 m/Sek. 5,877 m/Sek.	5,881 m/Sek. 5,822 m/Sek.
Sprengstoff B (5 % inerter Zusatz) nach 48 Stunden
nach 15 Tagen ■
nach 1 Monat
nach 6 Monaten

Tabelle III
(gemessen unter Wasserdruck von 45 kg, der während 15 Minuten gehalten wurde)

Zirkoniumsilikat 2473 cm'/g

Korund 2540 cm'/g

Quarz 10400 cm*/g

Sprengstoff B (5 % inerter Zusatz)

nach 15 Tagen

nach 1 Monat

detonierte nicht

5,668 m/Sek.

detonierte nicht

Aus Tabelle I ergibt sich, daß Zirkoniumsilikat unter vergleichbaren Bedingungen wesentlich bessere Ergebnisse bringt als Quarz und pulverisierter Beton.

Aus Tabelle II ersieht man, daß bei Zusatz von Korund die Vergleichs-Sprengstofife in frischem Zustand zwar etwa vergleichbare Ergebnisse zeigen, der erfindungsgemäße Sprengstoff jedoch nach 6 Monaten praktisch unveränderte Detonationsgeschwindigkeit aufweist, während die bekannten Sprengstoffe nach 6monatiger Alterung wesentlich verringerte Detonationsgeschwindigkeiten besitzen.

Tabelle III macht deutlich, daß die Vorteile der erfindungsgemäßen Sprengstoffe auch bei Detonation unter Wasserdruck vorhanden sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Plastisches Sprengmittel mit erhöhter Detonationsgeschwindigkeit auf Basis von Nitroglyzerinverbindungen und sonstigen üblichen Dynamit-Sprengstoffkomponenten mit einem Zusatz eines feinteiligen, wasserunlöslichen Inertstoffes mit einer Mohsschen Härte von 7 und mehr, dadurch gekennzeichnet, daß es als Inertstoff Zirkoniumsilikat (ZrSiO₄) mit einer Korngröße von unter 0,05 mm und in Mengen von 2 bis 10, insbesondere von 2 bis 5 °/₀, enthält.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 957 195;
   deutsche Auslegeschrift Nr. 1117 014.