Бризантные взрывчатые вещества

 

Бризантные взрывчатые вещества свое название получили от французского слова «briser», что значит дробить, разламывать.
 
Бризантные взрывчатые вещества в отличие от инициирующих не детонируют от таких простых начальных импульсов, как искра и луч пламени. Для возбуждения в них детонации необходим начальный импульс в виде взрыва небольшого количества инициирующего взрывчатого вещества, а иногда при пониженной чувствительности и взрыва так называемого промежуточного детонатора из другого более чувствительного вещества, взрывающегося в свою очередь от инициирующего ВВ.
 
Бризантные взрывчатые вещества являются основными веществами, применяющимися в огромных количествах для снаряжения боеприпасов (артиллерийских снарядов, минометных мин, авиационных бомб, морских и инженерных мин) и для производства взрывных работ как для военных, так и для народнохозяйственных целей.
 

Бризантные вещества повышенной мощности

 
К этой группе относятся взрывчатые вещества, обладающие повышенной скоростью детонации (7500— 8500 м/сек) и выделяющие большое количество тепла при взрыве (более 1000 ккал/кг). Одновременно эти вещества имеют и несколько большую чувствительность к начальному импульсу, они взрываются от любого капсюля-детонатора, а также при ударе винтовочной пули. От действия открытого огня загораются и горят интенсивно светло-желтым пламенем, не выделяя дыма; при горении их в количествах более одного килограмма горение может перейти во взрыв.
 
Тэн [C(CH2ONO2)4], или тетранитропентаэритрит -белый кристаллический порошок, получаемый нитрованием пентаэтрита, который в свою очередь получается из формальдегида и ацетальдегида (продуктов, применяющихся также для изготовления пластмасс и медицинских препаратов).
 
Тэн негигроскопичен, нерастворим в воде и спирте, растворяется в ацетоне. С металлами не взаимодействует. Химически чистый тэн достаточно стоек и выдерживает длительное хранение. Плохо очищенный разлагается с самоускорением этого процесса и может самовоспламеняться. Кислоты и щелочи разлагают тэн. Температура плавления тэна +140° С, при этом происходит его частичное разложение.
 
Применяется тэн для снаряжения капсюлей-детонаторов, электродетонаторов и детонирующих шнуров и в промежуточных детонаторах.
 
За рубежом тэн называется пентритом и применяется также в смесях с тротилом (так называемые пентолиты) или в смесях с тротилом и нитроглицерином (пентриниты) в виде пластичных взрывчатых веществ, наличие нитроглицерина требует более осторожного с ним обращения и оберегания от воздействия низких температур.
 
Гексоген [C3H6(NО2)3N3], или триметилентринитроамин, приготовляется нитрованием уротропина (медицинский препарат), получаемого от взаимодействия аммиака с формальдегидом.
 
Гексоген — белый кристаллический порошок, негигроскопичный, нерастворимый в воде, плохо растворимый в спирте и хорошо в ацетоне. С металлом не взаимодействует. Щелочи и слабые кислоты на гексоген не действуют, крепкие или разлагают (серная), или растворяют (азотная). Плавится гексоген при температуре +230 и при этом начинает разлагаться. Гексоген более стоек, чем тэн, а по мощности равен ему.
 
Применяется гексоген для снаряжения капсюлей-детонаторов, электродетонаторов, в промежуточных детонаторах и в виде 250-граммовых подрывных шашек, для повышения безопасности прессования и для улучшения прессуемости гексогена к нему добавляются парафин или церезин и оранжевый краситель.
 
В смесях с тротилом гексоген применяется для снаряжения некоторых боеприпасов; такие смеси именуются ТГ с указанием процентного содержания в них тротила и гексогена (ТГ-70/30, ТГ-50/50 и т. п.)
 
В смесях с пластифицирующими веществами гексоген идет на изготовление пластичных взрывчатых веществ (пластитов), позволяющих придавать им любую форму. Пластичность сохраняется при температурах от —30 до + 50С. При более низких температурах пластичные свойства теряются и нужно разминать пластит в руках или подогревать его в теплом помещении (но не над огнем). При длительном воздействии высоких температур флегматизирующне вещества начинают выделяться к поверхности и чувствительность пластита, внутренние слои которого — уже почти чистый гексоген, увеличивается.
 
Пластификаторы, не являясь взрывчатыми, снижают взрывчатые характеристики гексогена, а потому пластиты следует относить к взрывчатым веществам нормальной мощности с коэффициентом, примерно равным 1,3 по отношению к тротилу. Пластиты, как правило, не взрываются при простреле винтовочной пулей. В количестве до 50 кг могут сгорать без взрыва.
 
Гексоген в смесях с аммиачной селитрой применяется на взрывных работах в народном хозяйстве под названием скального аммонита для разработки наиболее крепких горных пород и изготовляется обычно в виде прессованных цилиндрических шашек.
 
Тетрил [C6H2(NО2)3N(NО2)CH3], или тринитрофенилметилнитроамин, получается нитрованием диметиланилина, который применяется при производстве красителей и медицинских препаратов.
 
Тетрил — светло-желтый кристаллический порошок, легко прессуемый, негигроскопичный, плохо растворимый в спирте и хорошо в бензине и ацетоне. С металлами не взаимодействует, кислоты и щелочи медленно его разлагают; плавится при +131,5°С с частичным разложением.
 
Тетрил нельзя смешивать с аммиачной селитрой, так как при их взаимодействии выделяется тепло, что может привести к воспламенению смеси.
 
Применяется тетрил для снаряжения капсюлей-детонаторов и промежуточных детонаторов в боеприпасах. В США применяется в смеси с тротилом (так называемый тетритол) в виде прессованных шашек по мощности, равной 1,2 мощности тротила.
 
 

Взрывчатые вещества нормальной мощности

 
Взрывчатые вещества этой группы, за исключением динамитов, обладают большой стойкостью, выдерживают длительное хранение и весьма мало чувствительны ко всякого рода внешним воздействиям, что делает обращение с ними практически безопасным. Однако существенным недостатком этих ВВ является большое количество вредных газов, выделяющихся при их взрывчатом превращении и ограничивающих применение их в подземных работах (туннели, шахты, рудники). Высокая стоимость этих ВВ не позволяет широко применять их на взрывных работах в народном хозяйстве, где экономика играет значительную роль.
 
Для взрывания взрывчатых веществ нормальной мощности необходим капсюль-детонатор № 8.
 
Тротил [С6Н2(NO2)3СН3], или тринитротолуол, иногда называемый толом, а за границей тритолом, и сокращенно обозначаемый ТНТ(TNT), приготовляется нитрованием толуола — бесцветной жидкости, получаемой при коксовании каменного угля и крекинге нефти, идущей также на производство красителей и медицинских препаратов.
 
Тротил представляет собой кристаллический порошок желтого цвета с сероватым оттенком; при прессовании или изготовлении его в виде линз (чешуйчатый) приобретает кремово-серый цвет, а, будучи расплавленным, после затвердевания становится коричневым с блестящим изломом.
 
Тротил негигроскопичен и при длительном пребывании в воде сохраняет способность взрываться от капсюля-детонатора №8, не снижая своих взрывчатых характеристик. Тротил растворяется в спирте, бензине, ацетоне и серной и азотной кислотах. Щелочи, а в присутствии влаги и аммиак реагируют с тротилом, образуя более чувствительные соединения. Под действием солнечных лучей поверхностный слой тротила буреет. С металлами тротил не взаимодействует, от винтовочной пули не взрывается, зажженный на открытом воздухе медленно горит желтым, сильно коптящим пламенем и без взрыва может сгорать в больших количествах. Горение в замкнутом объеме может закончиться детонацией.
 
Весьма ценным свойством тротила является низкая температура его плавления (80,5°С) без разложения. Это позволяет вводить его в корпуса боеприпасов в жидком виде, что делает снаряжение простым и дешевым. Однако литой тротил не взрывается от капсюля-детонатора №8 и требует промежуточного детонатора из более чувствительного ВВ (например, из прессованного тротила).
 
Тротил применяется также в смесях с гексогеном, тетрилом и тэном и в смесях с аммиачной селитрой, называемых аммонитами.
 
Пикриновая кислота [C6H2(NO2)3OH], или тринитрофенол, называемая иногда мелинитом, а в Японии— шимозе, представляет собой ярко-желтый порошок, получаемый нитрованием фенола — продукта коксования каменного угля или крекинга нефти, применяющегося для изготовления многих пластмасс и карболовой кислоты.
 
Пикриновая кислота мало гигроскопична, растворяется в воде, кислотах, спирте и бензоле, окрашивая их, а также ткани и кожу в желтый цвет. Хорошо взаимодействует с металлами, кроме олова, образуя чувствительные соединения — пикраты; особо высокой чувствительностью обладают пикраты железа и свинца.
 
Пикриновую кислоту нельзя смешивать с аммиачной селитрой, так как при этом происходит выделение азотной кислоты с разогревом и даже воспламенением смеси.
 
Температура плавления пикриновой кислоты + 122,5°С. По сравнению c тротилом она обладает несколько большей мощностью и чувствительностью к начальному импульсу, взрывается от прострела винтовочной пулей. Подожженная на открытом воздухе спокойно горит сильно коптящим пламенем без взрыва в количествах до 200 кг.
 
Пикриновая кислота может встретиться в военное время как трофейное взрывчатое вещество в чистом виде или в смеси с динитронафталином (80% пикриновой кислоты и 20% динитронафталииа) в порошкообразном, прессованном и литом состоянии. При обращении с этими ВВ необходимо учитывать изложенные выше свойства пикриновой кислоты, а при хранении хорошо проветривать помещения, в которых они находятся.
 
К взрывчатым веществам нормальной мощности относятся также 62% динамит, аммониты, содержащие 50% и более тротила, скальные аммониты и пластиты. Свойства этих ВВ (кроме пластитов) идентичны свойствам нитроглицериновых и аммиачно-селитренных взрывчатых веществ, так как они являются лишь частичными рецептурами последних.
 

Взрывчатые вещества пониженной мощности

 
Взрывчатые вещества этой группы обладают пониженной бризантностью вследствие существенно меньших, присущих им тепловыделения и скоростей детонации (не более 5000 м/сек) поэтому они уступают бризантным ВВ нормальной мощности по бризантному действию и равноценны им по работоспособности. Действительно, при взрывании аммиачно-селнтренных взрывчатых веществ в грунтах и скальных породах объем выбрасываемой или разрыхляемой среды не меньше, чем при взрывчатых веществах нормальной мощности. Пониженная бризантность сказывается при использовании этих взрывчатых веществ для перебивания таких прочных материалов, как металл, камень, бетон и т. п.
 
Основными видами взрывчатых веществ пониженной мощности являются аммиачно-селитренные ВВ. Нитроглицериновые взрывчатые вещества применяются в значительно меньших количествах и только на взрывных работах в народном хозяйстве. В военное время в качестве трофейного имущества они могут встретиться и в армии.
 
Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества представляют собой механические смеси аммиачной селитры с взрывчатыми или горючими веществами. Эти смеси применяются в порошкообразном, гранулированном и прессованном виде. Однако прочность прессованных изделий меньше прочности других прессованных ВВ, так как плотность прессования аммиачно-селитренных взрывчатых веществ не превышает 1,30— 1,35 г/см3 тогда как у веществ, не содержащих аммиачную селитру, она достигает 1,55—1,7 г/см3.
 
Кроме того, при прессовании аммиачно-селитренные взрывчатые вещества становятся менее чувствительными к начальному импульсу, поэтому для возбуждения детонации в прессованных брикетах, изготовляемых для армии, кроме капсюля-детонатора № 8 необходим еще и промежуточный детонатор.
 
Цилиндрические шашки скального аммонита прессуются с разной плотностью по высоте цилиндра; плотность прессования наименьшая там, где в шашке сделано углубление (гнездо) для капсюля-детонатора, чтобы сохранить чувствительность взрывчатого вещества к инициированию его капсюлем-детонатором.
 
Основным компонентом аммиачно-селитренных взрывчатых веществ является аммиачная селитра (NH4NO3)—вещество, богатое кислородом. Свойства, присущие аммиачной селитре, по сути дела, определяют и свойства изготовленных на ее основе взрывчатых веществ; другие компоненты смеси влияют только на степень мощности взрывчатого вещества.
 
Аммиачная селитра получается взаимодействием аммиака на азотную кислоту и широко применяется в сельском хозяйстве как минеральное удобрение. Она является весьма слабым (около 350 ккал/кг при скорости детонации порядка 2000 м/сек, брнзантности всего, в 1.5-2 мм и работоспособности порядка 200 см3 ) и мало чувствительным к начальному импульсу взрывчатым веществом,  для ее взрывания необходим мощный промежуточный детонатор. Поэтому в качестве самостоятельного взрывчатого вещества, аммиачная селитра не применяется.
 
Аммиачная селитра очень гигроскопична, она увлажняется даже на открытом воздухе, впитывая содержащуюся в нем влагу. При содержании более 3% влаги аммиачно-селитренные взрывчатые вещества не взрываются от капсюля-детонатора №8 , а при 5% влаги вообще теряют способность к детонации.
 
В настоящее время в расплав селитры, идущей на производство взрывчатых веществ, часто добавляют сернистое железо и жирные кислоты, которые придают ей желто-коричневый (вместо белого) цвет, а взрывчатые вещества изготовленные на ее основе, имеют в своем названии буквы ЖВ и выдерживают более длительное пребывание в воде, не теряя своих взрывчатых свойств.
 
Кроме того, для увеличения водоустойчивости и уменьшения другого свойства аммиачной селитры— слеживаемости —аммиачно-селитренные ВВ изготовляют не в виде аморфного порошка, а в форме гранул.
 
С л е ж и в а е м о ст ь — явление, заключающееся том, что селитра теряет сыпучесть и превращается в прочную сплошную массу, которую зачастую трудно размять даже деревянными колотушками. В слежавшемся состоянии аммиачно-селитренные взрывчатые вещества снижают чувствительность к начальному импульсу. Сущность слеживания состоит в том, что влага, частично растворяя поверхностный слон зерен селитры, при вторичной кристаллизации связывает частицы селитры между собой. При содержании влаги до 0,2% аммиачно-селитренные ВВ не слеживаются.
 
Для уменьшения слеживаемости в селитру иногда вводят красители (фуксии, амарант и др.), которые, обволакивая зерна селитры, препятствуют растворению поверхностного слоя. Однако ожелезнение селитры, введение красителей и гранулирование лишь частично уменьшают увлажнение и слеживаемость взрывчатого вещества; эти процессы идут медленнее.
 
Аммиачная селитра обладает также свойством полиморфичности: при нагревании или охлаждении селитры с переходом через такие температурные точки, как -16 или +32° С, происходит перекристаллизация влажной селитры, связанная с увеличением объема кристаллов. Это приводит или к разрыву недостаточно прочных оболочек, или к переуплотнению взрывчатого вещества при прочных оболочках. Чтобы устранить это явление, в расплав селитры вводят 8% хлористого калия.
 
Аммиачная селитра, будучи влажной, выделяет свободный аммиак и вызывает коррозию металлов. Кроме того, свободный аммиак вступает в реакцию с некоторыми взрывчатыми веществами, образуя более чувствительные соединения.
 
Низкая стоимость аммиачной селитры и возможность простого смешивания ее с взрывчатыми или горючими добавками позволяют получать дешевые разнообразные взрывчатые вещества, удовлетворяющие различным условиям их применения. При этом компоненты, добавляемые к селитре, иногда частично локализует то или иное отрицательное свойство селитры. Так, введение до 6% мазута повышает влагоустойчивость, а при дальнейшем увеличении добавки, наоборот, оказывает флегматизи-рующее действие. Древесные опилки уменьшают, а древесный уголь, наоборот, увеличивает слеживаемость аммиачно-селитренного взрывчатого вещества.
 
К аммиачно-селитреиным взрывчатым веществам относятся:
 
аммониты, в которых селитра смешивается с взрывчатыми веществами (чаще с тротилом и динитронафталином) с добавлением иногда и других невзрывчатых примесей;
динамоны — смеси аммиачной селитры с горючими невзрывчатыми веществами; в качестве горючих веществ используются торф, древесные опилки, жмых, мука сосновой коры, пек, гудрон, уголь и т. п., т. е. вещества, богатые углеродом;
аммоналы — взрывчатые смеси, в которых кроме взрывчатых и горючих добавок применяется еще и алюминиевая пудра; она значительно повышает теплоту взрыва и температуру продуктов взрыва; так, например, теплота взрыва скального аммонала 1270—1290 ккал/кг вместо 800—900 ккал/кг для аммонитов.
 
Все аммиачно-селитренные взрывчатые вещества достаточно безопасны в обращении; они не взрываются от удара, трения, тряски и прострела винтовочной пулей, зажженные на открытом воздухе горят спокойно без взрыва желтым коптящим пламенем. Хранить их надо в сухих, хорошо проветриваемых помещениях. Перед применением слежавшиеся вещества следует разминать до порошкообразного состояния, влажные просушивать в тени на открытом воздухе, а затем помещать в герметические оболочки. Гильзы капсюлей-детонаторов и внутренние стенки металлических оболочек необходимо изолировать от непосредственного соприкосновения с взрывчатым веществом, покрывая их плотным (без трещин) слоем вара или лака (лучше асфальтового).
 
Для армии аммониты изготовляются в виде прессованных брикетов, завернутых в бумагу и залитых битумом для защиты от увлажнения. Плотность аммонита в брикете 1,3—1,35. Для взрывания их нужен промежуточный детонатор из тротиловой шашки.
 
Для народного хозяйства аммиачно-селитренные взрывчатые вещества изготовляют преимущественно в гранулированном виде и выпускают или в виде цилиндрических патронов в бумажной, покрытой парафином оболочке, или в пятислойных крафтбумажных мешках. Диаметр патронов около 30 мм, а длина зависит от веса взрывчатого вещества в них (от 100 до 300 г). Вес взрывчатого вещества в мешке 25 или 50 кг. За границей аммиачно-селитренные взрывчатые вещества выпускаются также и в цилиндрических металлических банках с гнездами для капсюля-детонатора.
 
В настоящее время на взрывных работах находят применение особые виды аммиачно-селитренных взрывчатых веществ:
 
игданиты — смесь селитры с 4—6% солярового масла, которая изготовляется на месте работ непосредственно при заряжании скважин; в скважину одновременно засыпают селитру и заливают масло из двух бункеров, смонтированных на автомашине с дозатором компонентов;
 
акваниты (и акватолы) — смеси аммонита с водой (4—10%) и загустителем (3—4%), представляющие собой или пластичное вещество, или льющуюся вязкую массу, полностью заполняющую объем шпуров и скважин.
 
 
Нитроглицериновые взрывчатые вещества применяются на взрывных работах в народном хозяйстве, а в некоторых странах и в армии. Они представляют собой смеси нитроглицерина (или нитроглицерина и нитрогликоля) с калиевой, натриевой и реже аммиачной селитрой с добавками древесной муки, соды, мела и других компонентов. Эти ВВ в зависимости от процентного содержания нитроглицерина и нитрогликоля (жидких, весьма чувствительных взрывчатых веществ) получаются или в виде пластичного резинообразного студня, или в виде маслянистого порошка. Пластичные составы содержат 50% и более нитроглицерина и называются студенистыми или желатин-динамитами. Порошкообразные составы содержат не более 30% нитроглицерина и называются победитами или детонитами, в Германии донаритами и т. п. Все нитроглицериновые взрывчатые вещества выпускаются в патронах, обернутых в пергаментную бумагу.
 
Составы на одном нитроглицерине замерзают (отвердевают) при температуре 8—12° С, а на смеси нитроглицерина и нитрогликоля — при 18—20° С. В замерзшем состоянии они весьма чувствительны к ударам, трению и легко взрываются при разламывании патрона, снятии бумаги и т. п.
 
Нитроглицерин и интрогликоль постепенно эксудируют из внутренних слоев патрона к периферийним и, скапливаясь на поверхности в виде капелек, делают взрывчатое вещество очень опасным в обращении.
 
Студенистые динамиты при хранении постепенно уплотняются за счет вытеснения пузырьков воздуха, находящихся внутри их массы. Это явление, называемое старением, снижает чувствительность динамита к начальному импульсу и ведет к отказам во взрыве.
 
Эксудация жидких компонентов и старение ограничивают срок годности нитроглицериновых веществ для безопасного их применения (обычно шестью месяцами), по истечении которого они должны уничтожаться.
 

Некоторые другие бризантные взрывчатые вещества

 
В некоторых особых условиях применяются и другие бризантные взрывчатые вещества: оксиликвиты, хлоратиты и перхлоратиты.
 
Оксиликвиты —взрывчатые вещества, в которых жидким кислородом пропитаны какие-либо пористые горючие вещества —поглотители (торф, сажа, солома, опилки и т. п.). Жидкий кислород, температура кипения которого —182°С, постоянно даже зимой испаряется. Оксиликвит сразу после пропитки является взрывчатым веществом повышенной мощности, но по мере испарения кислорода снижает свои взрывчатые свойства, и в конце концов остается один невзрывчатый, совершенно безопасный поглотитель. Это свойство кислорода заставляет приготовлять взрывчатое вещество (пропитывать поглотитель жидким кислородом) на месте работы непосредственно перед взрыванием, а взрывание производить без замедления, в кратчайший срок. Время, в течение которого оксиликвит сохраняет взрывчатые свойства, называется его жизнеспособностью; последняя зависит от диаметра патронов поглотителя в среднем от 5 до 50 минут( при диаметре патрона от 30 до 200 мм) .
 
Оксиликвиты не требуют перевозки взрывоопасных веществ и постройки складов для их хранения, а в случае отказов необходимости изъятия взрывчатого вещества из скважин и камер.
 
Хлоратнты и перхлоратиты изготовляются на основе или хлората калия (КСlO3) и натрия (NaClO3), или перхлората калия (КСlO4) путем смешивания их с воском, парафином, углем, нитроглицерином, минеральными маслами, металлическим порошком и небольшим количеством каких-либо нитросоединений (динитронафталина, динитробензола и т. п.).
 
Хлоратиты и перхлоратиты значительно чувствительнее аммиачно-селитренных взрывчатых веществ к удару и трению, что делает их более опасными в обращении. Они мало гигроскопичны. Применяются только в порошкообразном виде. По мощности их следует приравнивать к взрывчатым веществам пониженной мощности.
 
Применяются во Франции под наименованием шеддитов.
 
Хлораты калия находят применение в различных терочных, воспламенительных и пиротехнических составах.