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Sprengstoffe mit erhöhter Wasserbeständigkeit Die Erfindung bezieht
sich auf Verbesserungen von Sprengstoffzusammensetzungen, welche wasserlösliche,
anorganische, Sauerstoff liefernde Salze enthalten.
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Sprengstoffzusammensetzungen, die wasserlösliche anorganische, Sauerstoff
liefernde Salze, wie Nitrate und Perchlorate von Calcium, Magnesium, Kalium, Natrium
und Ammonium, enthalten, wurden seit Jahren weitgehend angewandt. Diejenigen, welche
Ammoniumnitrat enthalten, sind die wichtigsten, da Ammoniumnitrat nicht nur ein
Sauerstoff lieferndes Salz ist. sondern auch ein Sprengstoffsalz. Das Ammoniumnitrat
stellt also den hauptsächlichsten Kraft erzeugenden Bestandteil einer großen Anzahl
von Sprengstoffzusammensetzungen dar, die heute hergestellt werden. Die Anwendung
solcher Stoffzusammensetzungen ist jedoch durch die Wasserlöslichkeit und in gewissen
Fällen, wie-beispielsweise bei Ammoniumnitrat, durch die Wasseraufnahmefähigkeit
dieser Salze beschränkt.
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Gelatinesprengstoffe besitzen wohl den notwendigen Grad der Wasserbeständigkeit
wegen ihres hohen Gehaltes an Nitroglycerin und Nitrocellulose, jedoch macht die
Tendenz der Kostensteigerung für Nitroglycerin es häufig wünschenswert, Gelatinesprengstoffe
soweit wie möglich durch Halbgelatine- und Pulversprengstoffe zu ersetzen, wobei
die Wasserbeständigkeitseigenschaften von Halbgelatine- und Pulversprengstoffen
ausreichend verbessert werden, um sie den Gelatinesprengstofferi anzugleichen, und
zu diesem Zweck wurde schon vorgeschlagen, solchen Stoffzusammensetzungen eine Anzahl
von wasserlöslichen Gel bildenden Stoffen zuzusetzen. In dieser Hinsicht wurden
Manno-Galactane, wie die Gummibestandteile von Samen von Ceratonea Siligua (Locustbohnengummi
)
und in Wasser -quellbare und lösliche Äther von großmolekularen Polysacchariden,
wie Natriümcelluloseglykollat oder Methylcellulose und ähnliche Stärkederivate,
als Zusatzstoffe vorgeschlagen. Es wurde auch schon vorgeschlagen, zum Schutz gegen
Wassereinwirkung die wasserlöslichen Salze mit einem wasserabweisenden Material,
wie Paraffin, Petroleum und Harz, zu bedecken.
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Wenn in der Beschreibung von Halbgelatinesprengstoffen die Rede ist,
so werden darunter solche Sprengstoffzusammensetzungen verstanden, welche aus Nitrocellulose
und einer gewissen Menge eines flüssigen Lösungsmittels für diesen Stoff bestehen,
die jedoch in genügender Menge vorliegt, daß die Stoffzusammensetzung nicht - in
Form eines ununterbrochenen Stranges aus einer Schraubenauspreßmaschine ausgepreßt
werden kann.
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Unter dem Ausdruck Pulversprengstoff wird hierbei eine Sprengstoffzusammensetzung
verstanden, die in Form von Pulver oder Granalien vorliegt und die frei von Nitrocellulose
ist.
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Gemäß der Erfindung enthalten Halbgelatine- und Pulversprengstoffzusammensetzungen
mindestens ein wasserlösliches anorganisches, Sauerstoff lieferndes Salz und ein
Xylo-Galactan.
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Gepulverte Xylo-Galactane haben dieEigenschaften, daß sie beim Mischen
mit Wasser schnell ein Gel bilden. Die Gegenwart von in Wasser gelösten Salzen scheint
diese Eigenschaft nicht wesentlich zu beeinflussen, und die Xylo-Galactangele werden
durch diese Salze nicht beeinflußt. Wenn eine Sprengstoffzusammensetzung, welche
ein wasserlösliches Salz und ein Xylo-Galactan enthält, mit Wasser in Berührung
kommt, absorbiert das Xylo-Galactan Wasser, und das sich bildende Gel schützt die
wasserlöslichen Salze und verhindert ein Auslaugen und ein Unempfindlichwerden derselben.
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Ein geeignetes Xylo-Galactan'befindet sich in dem Pflanzenschleim
der üblichen Psylliumsamen. Die handelsüblichen Psylliumsamen .sind die Samen von
Plantago arenaria, Plantago lanceolata, Plantago ovata Forskall, Plantago Leoflingii
und Plantago psyllium. Der Pflanzenschleim aus den Samen von Plantago psyllium wird
bevorzugt, da dieser überlegene Ergebnisse zeigt. Der Pflanzenschleim wird vorzugsweise
durch Extraktion der Samen mit kaltem Wasser erhalten, da sich in gewissen Fällen
herausgestellt hat, daß bei der Herstellung des Pflanzenschleimes durch Heißwasserextraktion
diese nicht so gute Wasserschutzeigenschaften für Sprengstoffzusammensetzungen besitzen.
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Durch das Einverleiben von Xylo-Galactanen können Halbgelatine- und
Pulversprengstoffe, die ein wasserlösliches Salz enthalten, unter feuchten Bedingungen
verwendet werden, bei denen es bisher üblich gewesen ist, die kostspieligeren Gelatinesprengstoffe
zu verwenden.
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Die überlegenen Eigenschaften von Xylo-Galactanen ermöglichen es,
daß weniger von ihnen angewandt werden können als von anderen Stoffen, wie Manno-Galactanen
und Polysaccharidestern, um den gleichen Grad von Wasserwiderstandsfähigkeit zu
erreichen. Wenn andererseits eine große Wasserwiderstandsfähigkeit erwünscht ist,
sollte eine geeignete- Menge dieses Stoffes angewandt werden. Schon kleine Mengen
von o,ro Gewichtsprozent verbessern die Wasserwiderstandsfähigkeit von Sprengstoffzusammensetzungen,
die wasserlösliche Salze enthalten, jedoch können auch Mengen bis 5 °/o verwendet
werden.
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Sprengstoffzusammensetzungen enthalten gewöhnlich kohlenstoffhaltige
verbrennbare Stoffe. Xylo-Galactane stellen aber zusätzlich zu ihren guten Wasserwiderstandseigenschaften
auch eine ausgezeichnete Quelle für das kohlenstoffhaltige brennbare Material dar,
und infolgedessen können sie einen Teil oder die ganze Menge des kohlenstoffhaltigen
verbrennbaren Materials ersetzen, das in Brennstoffen angewandt wird.
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Die angewandten Xylo-Galactane sollten fein gemahlen sein, so daß
sie beispielsweise durch ein Sieb einer Maschenweite von o,25 mm und vorzugsweise
durch ein solches einer Maschenweite von o,z2 mm gesiebt werden können, bevor sie
der Sprengstoffzusammensetzung einverleibt werden. Wenn die Stoffzusammensetzung
auch noch irgendeinen flüssigen = Bestandteil, beispielsweise Nitroglycerin, enthalten
soll, sollte das Xylo-Galactan und die festen Bestandteile vorzugsweise sorgfältig
gemischt werden, bevor sie der Masse einverleibt werden.
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Xylo-Galactane können auch in weitgehendem Maße zur Herstellung von
Sprengstoffzusammensetzungen angewandt werden, die wasserlösliche Salze enthalten.
Diese Zusatzstoffe haben sich als besonders vorteilhaft bei Sprengstoffzusammensetzungen
herausgestellt, welche mit -Trinitrotoluol oder explosiven Salpetersäureestern,
wie Nitroglycerin, versetzt sind und bei den verschiedenen Nitroglycerinmischungen,
die gewöhnlich in der Sprengstofftechnik angewandt werden. Für gewöhnlich -wird
der Erfindungsgegenstand seine hauptsächliche Anwendung bei Sprengstoffzusammensetzungen
aufweisen, die höhere Anteile an wasserlöslichen Salzen besitzen, die sehr hoch
sein können und beispielsweise etwa 9o °/o betragen. Die Erfindung ist aber auch
zur Verbesserung von Sprengstoffen anwendbar, die nur verhältnismäßig geringe Mengen,
beispielsweise der Größenordnung von 15 °/o, an wasserlöslichen Salzen enthalten.
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Sprengstoffzusammensetzungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt worden sind, können beliebige Zusatzstoffe aufweisen, wie sie gewöhnlich
angewandt werden, um Spezialwirkungen zu erreichen, beispielsweise empfindlich machende
Stoffe und Kühlsalze. Zusätzlich können wasserabstoßende Belagstoffe, wie Calciumstearat,
angewandt werden, obwohl bei Sprengstoffen gemäß der Erfindung derartige Beläge
nicht erforderlich sind.
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In den folgenden Tabellen r und 2 ist die Wasserbeständigkeit einer
Anzahl von Sprengstoffzusammensetzungen aufgezeigt, von denen einige Pflanzenschleim
aus Psylliumsamen enthalten und einige andere Bestandteile, um die Wasserbeständigkeit
der Sprengstoffe zu verbessern. Die Wasserbeständigkeit wird als die maximale Zeitdauer
bestimmt, nach der eine Ladung von ro cm Länge und einem Durchmesser von 32 mm noch
befriedigend unter Anwendung eines üblichen Quecksilberfulminätzünders Nr. 6 gezüqdet
werden kann, nachdem sie
:[ 5 cm unter Wasser
| Tabelle 2 |
| Nitrierte Mischung von |
| Glycerin und Äthylen- |
| glykol im Gewichts- |
| verhältnis 4: i ..... I7,0. 17,0 122,0 . 12,0
10,5 10,5 |
| Mononitrotoluol....... 1,5 1,5 |
| Nitrocellulose......... 0,25 0,25 |
| Nitrocellulose (wasser- |
| feucht) ............ o,7 o,7 |
| Holzgries ............ 6,25 6,25 5,0 5,0 ' |
| Holzmehl............ 2,62 2,62 |
| Gewachster Holzgries . o,5 o,5 |
| Stärke .............. 6,5 6,5 |
| Ammoniumnitrat ..... 50,5 50,5 61,63 61,63 83,o 82,o 80,5 8o,5
80,5 80,5 80,5 |
| Natriumnitrat ... . .. . . 5,0 5,0 51,5 51,5 |
| Natriumchlorid ....... 15,3 15,3 18,25 I8,25 |
| Ammoniumchlorid .... 28,o 28,o |
| Kaolin .............. 2,5 2,5 |
| Trinitrotoluol . . . . . . . . 12,0 12,0 12,0 I2,0 12,0 12,0
12,0 |
| Aluminium (körnig) .. 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 |
| Aluminium (Pulver) . . I,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 |
| Psylliumsamenpflanzen- |
| schleim . . . . . . . . . . . . 1,0 2,0 1,0 0,5
2,0 |
| Natriumcarboxymethyl- |
| cellulose ........... 1,0 2,0 1,0 2,0 |
| Guargummi .. . .. ... . . 2,0 |
| Indischer Gummi .... 2,0 |
| Kirschgummi . . . . . . . . . 2,0 |
| Calciumstearat........ o,5 o,5 0,5 o,5 0,5 o,5 |
| Wasserbeständigkeits- |
| versuch (Stunden) .. >408 48 168 8 >24o 8 <I/2 48 >24o 24
64 <24 < 5 |
gelagert worden ist. Die Ladung wurde dabei nach dem Einwickeln in Wachs eingetaucht,
und es wurden 3 Löcher mit einem Durchmesser von 6 mm 12 mm tief eingebohrt. Darüber
hinaus wurde, während sich die Ladung unter Wasser befand, eine Attrappenladung
an einem Ende 25 mm tief eingeführt. Die Sprengstoffzusammensetzungen, welche Nitrocellulose
enthalten, sind Halbgelatinesprengstoffe; und diejenigen, die keine Nitrocellulose
enthalten, sind Pulversprengstoffe.
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Die die Wasserbeständigkeit verbessernden Stoffe bei den in den vorstehenden
Tabellen enthaltenden Stoffzusammensetzungen besitzen sämtlich eine Teilchengröße
von unter o,i2 mm. -