Sprengstoff

Demonstration der explosiven Eigenschaften von drei verschiedenen Sprengstoffen; es werden vier Explosionen vorgeführt. Drei davon werden auf einem massiven Marmorsockel und eine auf der Hand des Vorführers durchgeführt; jede wird durch einen glühenden Holzstab ausgelöst. ⓘ

Ein Sprengstoff (oder explosives Material) ist ein reaktiver Stoff, der eine große Menge potenzieller Energie enthält, die bei plötzlicher Freisetzung eine Explosion hervorrufen kann, die in der Regel mit der Erzeugung von Licht, Wärme, Schall und Druck einhergeht. Eine Sprengladung ist eine abgemessene Menge eines explosiven Stoffes, der entweder nur aus einem Bestandteil oder aus einem Gemisch mit mindestens zwei Stoffen bestehen kann. ⓘ

Die in einem Explosivstoff gespeicherte potenzielle Energie kann zum Beispiel sein

• chemische Energie, wie Nitroglyzerin oder Getreidestaub
• unter Druck stehendes Gas, z. B. in einer Gasflasche, einer Spraydose oder einem BLEVE
• Kernenergie, z. B. in Form der spaltbaren Isotope Uran-235 und Plutonium-239 ⓘ

Explosive Materialien können nach der Geschwindigkeit ihrer Ausdehnung unterschieden werden. Materialien, die detonieren (die Front der chemischen Reaktion bewegt sich schneller durch das Material als die Schallgeschwindigkeit), werden als "hochexplosiv" bezeichnet, während Materialien, die verpuffen, als "schwach explosiv" bezeichnet werden. Explosivstoffe können auch nach ihrer Empfindlichkeit eingeteilt werden. Empfindliche Stoffe, die durch eine relativ geringe Menge an Hitze oder Druck gezündet werden können, sind primäre Sprengstoffe, während Stoffe, die relativ unempfindlich sind, sekundäre oder tertiäre Sprengstoffe sind. ⓘ

Eine Vielzahl von Chemikalien kann explodieren; eine kleinere Anzahl wird speziell für die Verwendung als Sprengstoff hergestellt. Die übrigen sind zu gefährlich, empfindlich, giftig, teuer, instabil oder neigen dazu, sich innerhalb kurzer Zeit zu zersetzen oder abzubauen. ⓘ

Im Gegensatz dazu sind einige Stoffe lediglich brennbar oder entflammbar, wenn sie brennen, ohne zu explodieren. ⓘ

Die Unterscheidung ist jedoch nicht messerscharf. Bestimmte Stoffe - Stäube, Pulver, Gase oder flüchtige organische Flüssigkeiten - können unter normalen Bedingungen einfach brennbar oder entflammbar sein, aber in bestimmten Situationen oder Formen explosiv werden, z. B. bei verstreuten Wolken in der Luft, bei Einschluss oder plötzlicher Freisetzung. ⓘ

GHS-Piktogramm für instabile explosive Stoffe, Gemische und Erzeugnisse mit Explosiv­stoff(en) ⓘ

ADR Gefahrgutklasse 1 – Explosivstoffe und Gegenstände, die Explosivstoffe enthalten ⓘ

Ein Sprengstoff oder auch Explosivmittel ist eine chemische Verbindung oder eine Mischung chemischer Verbindungen, die unter bestimmten Bedingungen sehr schnell reagieren und dabei eine große Energiemenge in Form einer Druckwelle (oft mit Hitzeentwicklung) freisetzen kann (Detonation). Die Geschwindigkeit, mit der sich die Reaktion innerhalb des Sprengstoffes ausbreitet, liegt dabei über der innerstofflichen Schallgeschwindigkeit. Ein Stoff, der detonieren kann, wird sprengkräftig genannt, welches insbesondere Zündmittel einbezieht. ⓘ

Die Sprengstoffe gehören zusammen mit den Initialsprengstoffen, Treib- und Schießstoffen (Schwarzpulver und Schießpulver oder Treibladungspulver), Zündmitteln und pyrotechnischen Erzeugnissen zu den explosionsgefährlichen Stoffen (Explosivstoffen). ⓘ

Geschichte

Der erste Explosivstoff – Schwarzpulver – wurde schon sehr früh in der Menschheitsgeschichte hergestellt, da alle Komponenten (Kalisalpeter, Schwefel und Holzkohle) leicht verfügbar sind. Der „Liber Ignium“ (das Buch der Feuer) von Marcus Graecus aus dem 11. Jahrhundert, mit noch erhaltenen Abschriften vom Beginn des 13. Jahrhunderts, enthält noch mehrere Rezeptvarianten. Aber erst in der zweiten Hälfte des 14. Jahrhunderts wurde es vermehrt eingesetzt, hauptsächlich in Feuerwaffen und als Explosivstoff. ⓘ

Die ersten synthetischen Sprengstoffe waren 1847 Nitroglycerin, entdeckt von Ascanio Sobrero in Turin, sowie 1846 Zellulosenitrat (Nitrozellulose bzw. Schießbaumwolle). Da Glycerintrinitrat sehr erschütterungsempfindlich ist und ungenügend neutralisiertes Zellulosenitrat zur Selbstentzündung neigt, deren Ursache zunächst nicht erkannt wurde, war die Handhabung sehr gefährlich. 1862 erfand Alfred Nobel die Initialzündung und 1867 gelang es ihm in Krümmel bei Geesthacht, durch Aufsaugen von Glycerintrinitrat in Kieselgur Dynamit herzustellen. 1875 fand Nobel durch Gelatinieren des flüssigen Glycerintrinitrats mit 6 bis 8 % festem Zellulosenitrat die Sprenggelatine, den damals stärksten gewerblichen Sprengstoff. Da auch die Sprenggelatine noch ziemlich schlagempfindlich und teuer war, wurden durch Zumischen von Holzmehl und Nitraten die sogenannten gelatinösen Sprengstoffe entwickelt. Sie sind handhabungssicher und sprengkapselempfindlich. Mittlerweile werden sie, gerade im Bereich der Gewinnungssprengungen, von Ammoniumnitrat-Sprengstoffen verdrängt. ⓘ

Zu den ältesten militärischen Brisanzsprengstoffen zählen die Pikrinsäure und das m-Trinitrokresol, deren Ausgangsstoffe aus Steinkohleteer gewonnen wurden. Diese hatten jedoch den großen Nachteil, dass sie an der Innenwandung der Granaten stoßempfindliche Schwermetallpikrate bildeten, die zu Rohrkrepierern führten. Aus diesem Grund wurden die Granaten vor dem Befüllen innen lackiert. Als die Erdöldestillation genügend Toluol bereitstellen konnte, verdrängte TNT seine Vorgänger als häufig genutzter, sehr handhabungssicherer, brisanter Militärsprengstoff. ⓘ

Moderne Sprengstoffe mit höherer Brisanz basieren oft auf Hexogen, Nitropenta oder Ethylendinitramin. Octogen gilt als einer der brisantesten Sprengstoffe, ist aber in der Herstellung aufwendig und sehr teuer. Es wird fast ausschließlich für Spezialladungen verwendet, zum Beispiel Hohlladungen, wenn sehr hohe Brisanz gefragt ist. ⓘ

Die Great Western Powder Company in Toledo, Ohio, ein Hersteller von Sprengstoffen, im Jahr 1905 ⓘ

Frühe thermische Waffen, wie das griechische Feuer, gibt es bereits seit der Antike. Die Geschichte der chemischen Sprengstoffe hat ihre Wurzeln in der Geschichte des Schießpulvers. Während der Tang-Dynastie im 9. Jahrhundert suchten taoistische chinesische Alchemisten eifrig nach dem Elixier der Unsterblichkeit. Dabei stießen sie im Jahr 1044 auf die explosive Erfindung des Schwarzpulvers, das aus Kohle, Salpeter und Schwefel hergestellt wurde. Schießpulver war die erste Form von chemischem Sprengstoff, und 1161 setzten die Chinesen zum ersten Mal Sprengstoffe in der Kriegsführung ein. Die Chinesen verwendeten Sprengstoffe, die aus Bambus- oder Bronzerohren abgefeuert wurden, den so genannten Bambus-Feuerkrachern. Die Chinesen steckten auch lebende Ratten in die Bambus-Feuerknallkörper. Wurden sie in Richtung des Feindes abgefeuert, hatten die brennenden Ratten einen großen psychologischen Effekt: Sie schreckten die feindlichen Soldaten ab und brachten die Kavallerieeinheiten in Aufruhr. ⓘ

Der erste brauchbare Sprengstoff, der stärker war als Schwarzpulver, war das 1847 entwickelte Nitroglyzerin. Da Nitroglycerin flüssig und äußerst instabil ist, wurde es 1863 durch Nitrocellulose, Trinitrotoluol (TNT), rauchloses Pulver, 1867 durch Dynamit und Gelignit ersetzt (die beiden letztgenannten sind hochentwickelte stabilisierte Zubereitungen von Nitroglycerin und keine chemischen Alternativen, die beide von Alfred Nobel erfunden wurden). Im Ersten Weltkrieg wurde TNT in Artilleriegranaten eingesetzt. Im Zweiten Weltkrieg wurden in großem Umfang neue Sprengstoffe eingesetzt (siehe Liste der im Zweiten Weltkrieg verwendeten Sprengstoffe). ⓘ

Diese wiederum wurden weitgehend durch stärkere Sprengstoffe wie C-4 und PETN ersetzt. C-4 und PETN reagieren jedoch mit Metall und fangen leicht Feuer. Im Gegensatz zu TNT sind C-4 und PETN jedoch wasserfest und verformbar. ⓘ

Anwendungen

Kommerziell

Ein Video über Sicherheitsvorkehrungen an Sprengstoffstandorten ⓘ

Die größte kommerzielle Anwendung von Sprengstoffen ist der Bergbau. Unabhängig davon, ob sich die Mine an der Oberfläche oder unter der Erde befindet, kann die Detonation oder Deflagration eines hoch- oder niederexplosiven Sprengstoffs in einem begrenzten Raum dazu verwendet werden, ein bestimmtes Teilvolumen eines spröden Materials in einem viel größeren Volumen desselben oder eines ähnlichen Materials freizusetzen. In der Bergbauindustrie werden in der Regel Sprengstoffe auf Nitratbasis verwendet, z. B. Emulsionen aus Heizöl und Ammoniumnitratlösungen, Mischungen aus Ammoniumnitratprills (Düngemittelpellets) und Heizöl (ANFO) sowie gelatineartige Suspensionen oder Aufschlämmungen aus Ammoniumnitrat und brennbaren Brennstoffen. ⓘ

In der Materialwissenschaft und im Ingenieurwesen werden Sprengstoffe beim Plattieren (Explosionsschweißen) verwendet. Eine dünne Platte aus einem bestimmten Material wird auf eine dicke Schicht aus einem anderen Material gelegt, wobei beide Schichten in der Regel aus Metall bestehen. Auf die dünne Schicht wird ein Sprengstoff aufgebracht. An einem Ende der Sprengstoffschicht wird die Explosion ausgelöst. Die beiden Metallschichten werden mit hoher Geschwindigkeit und großer Kraft zusammengedrückt. Die Explosion breitet sich vom Ort der Zündung über den gesamten Sprengstoff aus. Im Idealfall entsteht so eine metallurgische Verbindung zwischen den beiden Schichten. ⓘ

Ein Video, das den sicheren Umgang mit Sprengstoffen in Bergwerken beschreibt. ⓘ

Da die Zeitspanne, die die Stoßwelle an einem beliebigen Punkt verbringt, gering ist, können wir eine Vermischung der beiden Metalle und ihrer Oberflächenchemie über einen gewissen Teil der Tiefe beobachten, und sie werden in der Regel auf irgendeine Weise vermischt. Es ist möglich, dass ein Teil des Oberflächenmaterials einer der beiden Schichten schließlich ausgestoßen wird, wenn das Ende des Materials erreicht ist. Daher kann die Masse der nun "verschweißten" Doppelschicht geringer sein als die Summe der Massen der beiden ursprünglichen Schichten. ⓘ

Es gibt Anwendungen, bei denen eine Stoßwelle und Elektrostatik zu Hochgeschwindigkeitsprojektilen führen können. ⓘ

Arten

Chemisch

Das internationale Piktogramm für explosive Stoffe ⓘ

Bei einer Explosion handelt es sich um eine spontane chemische Reaktion, die, wenn sie einmal in Gang gesetzt wurde, sowohl durch eine große exotherme Veränderung (große Wärmefreisetzung) als auch durch eine große positive Entropieveränderung (große Gasmengen werden freigesetzt) beim Übergang von den Reaktanten zu den Produkten angetrieben wird und somit einen thermodynamisch günstigen Prozess darstellt, der sich zudem sehr schnell ausbreitet. Sprengstoffe sind also Stoffe, die eine große Menge an in chemischen Bindungen gespeicherter Energie enthalten. Die energetische Stabilität der gasförmigen Produkte und damit ihre Erzeugung beruht auf der Bildung stark gebundener Spezies wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und (Di-)Stickstoff, die starke Doppel- und Dreifachbindungen mit Bindungsstärken von nahezu 1 MJ/Mol enthalten. Die meisten handelsüblichen Sprengstoffe sind daher organische Verbindungen mit -NO₂-, -ONO₂- und -NHNO₂-Gruppen, die bei ihrer Detonation Gase wie die oben genannten freisetzen (z. B. Nitroglyzerin, TNT, HMX, PETN, Nitrocellulose). ⓘ

Ein Sprengstoff wird je nach seiner Verbrennungsgeschwindigkeit als schwach oder stark explosiv eingestuft: schwach explosive Stoffe brennen schnell ab (oder verpuffen), während stark explosive Stoffe detonieren. Diese Definitionen sind zwar eindeutig, doch das Problem der genauen Messung der schnellen Zersetzung erschwert die praktische Klassifizierung von Sprengstoffen. ⓘ

Die traditionelle Sprengstoffmechanik basiert auf der stoßempfindlichen schnellen Oxidation von Kohlenstoff und Wasserstoff zu Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Wasser in Form von Dampf. Nitrate liefern in der Regel den erforderlichen Sauerstoff für die Verbrennung des Kohlenstoff- und Wasserstoffbrennstoffs. Hochexplosive Sprengstoffe enthalten in der Regel Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff in einem organischen Molekül, und weniger empfindliche Sprengstoffe wie ANFO sind Kombinationen aus Brennstoff (Heizöl mit Kohlenstoff und Wasserstoff) und Ammoniumnitrat. Ein Sensibilisator wie pulverisiertes Aluminium kann einem Sprengstoff zugesetzt werden, um die Energie der Detonation zu erhöhen. Nach der Detonation tritt der Stickstoffanteil der Sprengstoffformulierung als Stickstoffgas und giftige Stickoxide aus. ⓘ

Zersetzung

Die chemische Zersetzung eines Sprengstoffs kann Jahre, Tage, Stunden oder den Bruchteil einer Sekunde dauern. Die langsameren Zersetzungsprozesse finden während der Lagerung statt und sind nur unter dem Gesichtspunkt der Stabilität von Interesse. Von größerem Interesse sind neben der Zersetzung die beiden anderen schnellen Formen: Deflagration und Detonation. ⓘ

Deflagration

Bei der Deflagration wird die Zersetzung des Explosivstoffs durch eine Flammenfront fortgesetzt, die sich langsam durch den Explosivstoff bewegt, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist als die Schallgeschwindigkeit innerhalb der Substanz (in der Regel unter 340 m/s oder 1240 km/h), im Gegensatz zur Detonation, die mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die größer ist als die Schallgeschwindigkeit. Die Deflagration ist ein Merkmal von schwach explosivem Material. ⓘ

Detonation

Mit diesem Begriff wird ein explosives Phänomen beschrieben, bei dem sich die Zersetzung durch eine explosive Schockwelle ausbreitet, die das explosive Material mit einer Geschwindigkeit durchquert, die größer ist als die Schallgeschwindigkeit innerhalb der Substanz. Die Schockfront kann das hochexplosive Material mit Überschallgeschwindigkeit durchqueren, typischerweise Tausende von Metern pro Sekunde. ⓘ

Exotisch

Neben chemischen Explosivstoffen gibt es eine Reihe exotischerer Explosivstoffe und exotischer Methoden, um Explosionen auszulösen. Beispiele hierfür sind Kernsprengstoffe und das plötzliche Erhitzen eines Stoffes in einen Plasmazustand mit einem hochintensiven Laser oder Lichtbogen. ⓘ

Laser- und Lichtbogenerhitzung werden in Laserzündern, Sprengdrahtzündern und Folienexplosionszündern verwendet, bei denen durch Laser- oder Lichtbogenerhitzung eine Schockwelle und anschließend eine Detonation in konventionellem chemischem Sprengstoff erzeugt wird. Laser und elektrische Energie werden derzeit in der Praxis nicht zur Erzeugung des größten Teils der benötigten Energie verwendet, sondern nur zur Auslösung von Reaktionen. ⓘ

Eigenschaften

Um die Eignung eines explosiven Stoffes für einen bestimmten Verwendungszweck zu bestimmen, müssen zunächst seine physikalischen Eigenschaften bekannt sein. Die Nützlichkeit eines Explosivstoffs kann erst dann beurteilt werden, wenn die Eigenschaften und die sie beeinflussenden Faktoren vollständig bekannt sind. Einige der wichtigsten Eigenschaften sind im Folgenden aufgeführt: ⓘ

Empfindlichkeit

Unter Empfindlichkeit versteht man die Leichtigkeit, mit der ein Sprengstoff gezündet oder zur Detonation gebracht werden kann, d. h. die Menge und Intensität des Schocks, der Reibung oder der Hitze, die dazu erforderlich ist. Wenn der Begriff Empfindlichkeit verwendet wird, muss geklärt werden, um welche Art von Empfindlichkeit es sich handelt. Die relative Empfindlichkeit eines bestimmten Sprengstoffs gegenüber Stößen kann sich stark von seiner Empfindlichkeit gegenüber Reibung oder Hitze unterscheiden. Einige der zur Bestimmung der Empfindlichkeit verwendeten Prüfverfahren beziehen sich auf:

• Schlag - Die Empfindlichkeit wird durch die Entfernung ausgedrückt, über die ein Standardgewicht auf das Material fallen muss, um es zur Explosion zu bringen.
• Reibung - Die Empfindlichkeit wird durch den Druck ausgedrückt, der auf das Material ausgeübt werden muss, um genügend Reibung zu erzeugen, um eine Reaktion auszulösen.
• Hitze - Die Empfindlichkeit wird durch die Temperatur ausgedrückt, bei der die Zersetzung des Materials stattfindet. ⓘ

Bestimmte Explosivstoffe (die in der Regel, aber nicht immer, auf einer oder mehreren der drei oben genannten Achsen hochempfindlich sind) können in besonderer Weise auf Faktoren wie Druckabfall, Beschleunigung, das Vorhandensein von scharfen Kanten oder rauen Oberflächen, unverträgliche Materialien oder sogar - in seltenen Fällen - auf nukleare oder elektromagnetische Strahlung reagieren. Diese Faktoren stellen besondere Gefahren dar, die jeden praktischen Nutzen ausschließen können. ⓘ

Die Empfindlichkeit ist ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl eines Sprengstoffs für einen bestimmten Zweck. Der Sprengstoff eines panzerbrechenden Geschosses muss relativ unempfindlich sein, da er sonst durch den Aufprall explodieren würde, bevor er die gewünschte Stelle erreicht hat. Die Sprengstofflinsen um die Kernladungen müssen ebenfalls sehr unempfindlich sein, um das Risiko einer unbeabsichtigten Detonation zu minimieren. ⓘ

Empfindlichkeit gegenüber Zündung

Kennzahl für die Fähigkeit eines Sprengstoffs, eine anhaltende Detonation auszulösen. Sie ist definiert durch die Leistung des Zünders, die den Sprengstoff zu einer anhaltenden und kontinuierlichen Detonation anregt. Es wird auf die Sellier-Bellot-Skala verwiesen, die aus einer Reihe von 10 Zündern von n. 1 bis n. 10 besteht, von denen jeder einem zunehmenden Ladungsgewicht entspricht. In der Praxis reagieren die meisten der heute auf dem Markt befindlichen Sprengstoffe auf einen Zünder mit der Nummer 8, wobei die Ladung 2 Gramm Quecksilberfulminat entspricht. ⓘ

Geschwindigkeit der Detonation

Die Geschwindigkeit, mit der sich der Reaktionsprozess in der Masse des Sprengstoffs ausbreitet. Die meisten handelsüblichen Bergbausprengstoffe haben Detonationsgeschwindigkeiten zwischen 1800 m/s und 8000 m/s. Die Detonationsgeschwindigkeit kann heute mit großer Genauigkeit gemessen werden. Zusammen mit der Dichte ist sie ein wichtiges Element, das die Ausbeute der übertragenen Energie sowohl bei atmosphärischem Überdruck als auch bei Bodenbeschleunigung beeinflusst. Definitionsgemäß hat ein "schwacher Sprengstoff", wie z. B. Schwarzpulver oder rauchloses Schießpulver, eine Abbrandgeschwindigkeit von 171-631 m/s. Im Gegensatz dazu hat ein "hochexplosiver" Sprengstoff, sei es ein Primärsprengstoff wie eine Sprengschnur oder ein Sekundärsprengstoff wie TNT oder C-4, eine wesentlich höhere Abbrandgeschwindigkeit von etwa 6900-8092 m/s. ⓘ

Stabilität

Unter Stabilität versteht man die Fähigkeit eines Sprengstoffs, ohne Beeinträchtigung gelagert zu werden. ⓘ

Die folgenden Faktoren beeinflussen die Stabilität eines Sprengstoffs:

• Chemische Beschaffenheit. Im engeren technischen Sinne ist das Wort "Stabilität" ein thermodynamischer Begriff, der sich auf die Energie eines Stoffes im Verhältnis zu einem Referenzzustand oder zu einem anderen Stoff bezieht. Im Zusammenhang mit Explosivstoffen bezieht sich die Stabilität jedoch in der Regel auf die Leichtigkeit der Detonation, die sich auf die Kinetik (d. h. die Zersetzungsgeschwindigkeit) bezieht. Es ist daher vielleicht am besten, zwischen den Begriffen thermodynamisch stabil und kinetisch stabil zu unterscheiden, indem man erstere als "inert" bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird ein kinetisch instabiler Stoff als "labil" bezeichnet. Es ist allgemein anerkannt, dass bestimmte Gruppen wie Nitro (-NO₂), Nitrat (-ONO₂) und Azid (-N₃) von Natur aus labil sind. Kinetisch gesehen gibt es eine niedrige Aktivierungsbarriere für die Zersetzungsreaktion. Daher reagieren diese Verbindungen sehr empfindlich auf Flammen oder mechanische Stöße. Die chemischen Bindungen in diesen Verbindungen sind überwiegend kovalent und werden daher thermodynamisch nicht durch eine hohe Ionengitterenergie stabilisiert. Darüber hinaus weisen sie im Allgemeinen positive Bildungsenthalpien auf, und es gibt kaum mechanische Hindernisse für die interne molekulare Umlagerung, um die thermodynamisch stabileren (stärker gebundenen) Zersetzungsprodukte zu erhalten. So sind beispielsweise bei Bleiazid, Pb(N₃)₂, die Stickstoffatome bereits aneinander gebunden, so dass die Zersetzung in Pb und N₂^[1] relativ einfach ist.
• Temperatur der Lagerung. Die Zersetzungsgeschwindigkeit von Sprengstoffen nimmt bei höheren Temperaturen zu. Alle militärischen Standardsprengstoffe können bei Temperaturen von -10 bis +35 °C als sehr stabil angesehen werden, aber jeder Sprengstoff hat eine hohe Temperatur, bei der sich die Zersetzungsgeschwindigkeit rapide beschleunigt und die Stabilität verringert wird. Als Faustregel gilt, dass die meisten Sprengstoffe bei Temperaturen über 70 °C gefährlich instabil werden.
• Exposition gegenüber Sonnenlicht. Wenn sie den ultravioletten Strahlen des Sonnenlichts ausgesetzt sind, zersetzen sich viele explosive Verbindungen, die Stickstoffgruppen enthalten, schnell, was ihre Stabilität beeinträchtigt.
• Elektrische Entladung. Eine Reihe von Explosivstoffen ist elektrostatisch oder durch Funken zündfähig. Statische oder andere elektrische Entladungen können ausreichen, um eine Reaktion, unter Umständen sogar eine Detonation, auszulösen. Daher erfordert die sichere Handhabung von Sprengstoffen und Pyrotechnik in der Regel eine ordnungsgemäße elektrische Erdung des Bedieners. ⓘ

Kraft, Leistung und Festigkeit

Der Begriff Kraft oder Leistung eines Explosivstoffs bezieht sich auf seine Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. In der Praxis wird er definiert als die Fähigkeit des Sprengstoffs, die beabsichtigte Energieabgabe zu erreichen (d. h. Splitterwurf, Luftexplosion, Hochgeschwindigkeitsstrahl, Unterwasserschock und Blasenenergie usw.). Die Sprengkraft oder Leistung wird durch eine Reihe maßgeschneiderter Tests bewertet, um das Material für den vorgesehenen Einsatz zu beurteilen. Von den nachstehend aufgeführten Tests sind der Zylinderexpansionstest und der Luftstoßtest in den meisten Prüfprogrammen enthalten, während die anderen Tests spezifische Anwendungen unterstützen.

• Zylinderexpansionstest. Eine Standardmenge an Sprengstoff wird in einen langen Hohlzylinder, in der Regel aus Kupfer, gefüllt und an einem Ende zur Detonation gebracht. Es werden Daten über die radiale Ausdehnungsrate des Zylinders und die maximale Geschwindigkeit der Zylinderwand gesammelt. Dabei wird auch die Gurney-Energie oder 2E ermittelt.
• Fragmentierung des Zylinders. Ein Standard-Stahlzylinder wird mit Sprengstoff geladen und in einer Sägemehlgrube zur Detonation gebracht. Die Bruchstücke werden aufgefangen und die Größenverteilung analysiert.
• Detonationsdruck (Chapman-Jouguet-Bedingung). Detonationsdruckdaten, die aus Messungen von Stoßwellen abgeleitet werden, die bei der Detonation von zylindrischen Sprengladungen einer Standardgröße in Wasser übertragen werden.
• Bestimmung des kritischen Durchmessers. Mit diesem Test wird die Mindestgröße bestimmt, die eine Ladung eines bestimmten Sprengstoffs haben muss, um ihre eigene Detonationswelle aufrechtzuerhalten. Das Verfahren umfasst die Detonation einer Reihe von Ladungen mit unterschiedlichen Durchmessern, bis Schwierigkeiten bei der Ausbreitung der Detonationswelle festgestellt werden.
• Detonationsgeschwindigkeit bei massiven Durchmessern. Die Detonationsgeschwindigkeit ist abhängig von der Ladungsdichte (c), dem Ladungsdurchmesser und der Korngröße. Die hydrodynamische Detonationstheorie, die bei der Vorhersage von Sprengstoffphänomenen verwendet wird, berücksichtigt nicht den Ladungsdurchmesser und somit auch nicht die Detonationsgeschwindigkeit für einen massiven Durchmesser. Dieses Verfahren erfordert die Zündung einer Reihe von Ladungen mit gleicher Dichte und physikalischer Struktur, aber unterschiedlichen Durchmessern, und die Extrapolation der sich daraus ergebenden Detonationsgeschwindigkeiten, um die Detonationsgeschwindigkeit einer Ladung mit einem massiven Durchmesser vorherzusagen.
• Druck im Verhältnis zum skalierten Abstand. Eine Ladung einer bestimmten Größe wird zur Detonation gebracht und ihre Druckwirkung in einer Standardentfernung gemessen. Die erhaltenen Werte werden mit denen von TNT verglichen.
• Impuls in Abhängigkeit von der skalierten Entfernung. Eine Ladung einer bestimmten Größe wird gezündet und ihr Impuls (die Fläche unter der Druck-Zeit-Kurve) als Funktion der Entfernung gemessen. Die Ergebnisse werden tabellarisch dargestellt und in TNT-Äquivalenten ausgedrückt.
• Relative Blasenenergie (RBE). Eine 5 bis 50 kg schwere Ladung wird in Wasser gezündet, und piezoelektrische Messgeräte messen Spitzendruck, Zeitkonstante, Impuls und Energie.

Die RBW kann definiert werden als K_x 3

RBE = K_s

wobei K = die Blasenausdehnungszeit für eine Versuchsladung (x) oder eine Standardladung (s) ist. ⓘ

Brisanz

Neben der Festigkeit weisen Explosivstoffe eine zweite Eigenschaft auf, nämlich ihre Zertrümmerungswirkung oder Brisanz (aus dem Französischen: "brechen"), die sich von ihrem Gesamtarbeitsvermögen unterscheidet und getrennt ist. Diese Eigenschaft ist von praktischer Bedeutung, wenn es darum geht, die Wirksamkeit einer Explosion bei der Zertrümmerung von Geschossen, Bombenhülsen, Granaten und dergleichen zu bestimmen. Die Schnelligkeit, mit der ein Sprengstoff seinen Spitzendruck (Leistung) erreicht, ist ein Maß für seine Brisanz. Brisanzwerte werden vor allem in Frankreich und Russland verwendet. ⓘ

Zur Bestimmung der relativen Brisanz im Vergleich zu TNT wird üblicherweise der Sandcrushtest verwendet. Kein Test ist in der Lage, die explosiven Eigenschaften von zwei oder mehr Verbindungen direkt zu vergleichen; es ist wichtig, die Daten mehrerer solcher Tests (Sandcrush, Trauzl usw.) zu untersuchen, um die relative Brisanz zu ermitteln. Für echte Vergleichswerte sind Feldversuche erforderlich. ⓘ

Dichte

Die Dichte der Ladung bezieht sich auf die Masse eines Sprengstoffs pro Volumeneinheit. Es gibt verschiedene Ladungsmethoden, darunter die Pelletladung, die Gussladung und die Pressladung, wobei die Wahl von den Eigenschaften des Sprengstoffs abhängt. Je nach der verwendeten Methode kann eine durchschnittliche Dichte der geladenen Ladung erzielt werden, die zwischen 80 und 99 % der theoretischen Maximaldichte des Sprengstoffs liegt. Eine hohe Ladungsdichte kann die Empfindlichkeit verringern, da die Masse widerstandsfähiger gegen innere Reibung wird. Wird die Dichte jedoch so weit erhöht, dass einzelne Kristalle zerdrückt werden, kann der Sprengstoff empfindlicher werden. Eine höhere Ladungsdichte ermöglicht auch die Verwendung von mehr Sprengstoff, wodurch sich die Leistung des Gefechtskopfes erhöht. Es ist möglich, einen Sprengstoff über einen Punkt der Empfindlichkeit hinaus zu komprimieren, der auch als Dead-Pressing bezeichnet wird und bei dem das Material nicht mehr zuverlässig gezündet werden kann, wenn überhaupt. ⓘ

Volatilität

Die Flüchtigkeit ist die Bereitschaft, mit der ein Stoff verdampft. Eine übermäßige Flüchtigkeit führt häufig zur Druckentwicklung innerhalb von Munitionspatronen und zur Aufspaltung von Gemischen in ihre Bestandteile. Die Flüchtigkeit wirkt sich auf die chemische Zusammensetzung des Explosivstoffs aus, so dass es zu einer deutlichen Verringerung der Stabilität kommen kann, was zu einer Erhöhung der Gefahr bei der Handhabung führt. ⓘ

Hygroskopizität und Wasserbeständigkeit

Das Eindringen von Wasser in einen Sprengstoff ist höchst unerwünscht, da es die Empfindlichkeit, Stärke und Detonationsgeschwindigkeit des Sprengstoffs verringert. Die Hygroskopizität ist ein Maß für die Tendenz eines Materials, Feuchtigkeit zu absorbieren. Feuchtigkeit wirkt sich nachteilig auf Sprengstoffe aus, da sie als inertes Material fungiert, das beim Verdampfen Wärme absorbiert, und als Lösungsmittel wirkt, das unerwünschte chemische Reaktionen hervorrufen kann. Empfindlichkeit, Stärke und Geschwindigkeit der Detonation werden durch inerte Materialien verringert, die die Kontinuität der explosiven Masse reduzieren. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt während der Detonation verdampft, kommt es zur Abkühlung, wodurch die Reaktionstemperatur sinkt. Auch die Stabilität wird durch das Vorhandensein von Feuchtigkeit beeinträchtigt, da diese die Zersetzung des Explosivstoffs fördert und darüber hinaus die Korrosion des Metallbehälters des Explosivstoffs verursacht. ⓘ

Die Sprengstoffe unterscheiden sich erheblich in ihrem Verhalten in Gegenwart von Wasser. Gelatine-Dynamite, die Nitroglyzerin enthalten, weisen eine gewisse Wasserbeständigkeit auf. Sprengstoffe auf der Basis von Ammoniumnitrat sind wenig oder gar nicht wasserbeständig, da Ammoniumnitrat in Wasser gut löslich und hygroskopisch ist. ⓘ

Toxizität

Viele Sprengstoffe sind in gewissem Maße giftig. Bei den Ausgangsstoffen für die Herstellung kann es sich auch um organische Verbindungen oder Gefahrstoffe handeln, die aufgrund von Risiken (z. B. Karzinogenen) eine besondere Handhabung erfordern. Die Zersetzungsprodukte, Restfeststoffe oder Gase einiger Sprengstoffe können giftig sein, während andere harmlos sind, wie Kohlendioxid und Wasser. ⓘ

Beispiele für schädliche Nebenprodukte sind:

• Schwermetalle wie Blei, Quecksilber und Barium aus Zündhütchen (zu beobachten in Schießständen mit hohem Volumen)
• Stickstoffoxide aus TNT
• Perchlorate, wenn sie in großen Mengen verwendet werden ⓘ

"Grüne Sprengstoffe" versuchen, die Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit zu verringern. Ein Beispiel hierfür ist der bleifreie Primärsprengstoff Kupfer(I)-5-Nitrotetrazolat, eine Alternative zu Bleiazid. Eine Variante eines grünen Sprengstoffs sind CDP-Sprengstoffe, bei deren Synthese keine giftigen Bestandteile verwendet werden, die bei der Detonation Kohlendioxid verbrauchen und bei ihrer Verwendung keine Stickoxide in die Atmosphäre abgeben. ⓘ

Explosivstoff-Zug

Sprengstoff kann in den Sprengstoffstrang eines Geräts oder Systems integriert werden. Ein Beispiel ist eine pyrotechnische Mine, die einen Booster zündet, der die Hauptladung zur Detonation bringt. ⓘ

Volumen der Explosionsprodukte

Die am häufigsten verwendeten Explosivstoffe sind kondensierte Flüssigkeiten oder Feststoffe, die durch explosive chemische Reaktionen und die dabei freigesetzte Energie in gasförmige Produkte umgewandelt werden. Die gasförmigen Produkte der vollständigen Reaktion sind in der Regel Kohlendioxid, Dampf und Stickstoff. Das nach dem idealen Gasgesetz berechnete Gasvolumen ist bei den für Explosionen charakteristischen hohen Drücken tendenziell zu groß. Die endgültige Volumenausdehnung kann auf drei Größenordnungen oder einen Liter pro Gramm Sprengstoff geschätzt werden. Bei Explosivstoffen mit einem Sauerstoffdefizit entstehen Ruß oder Gase wie Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die mit den umgebenden Materialien wie Luftsauerstoff reagieren können. Bei Versuchen, genauere Volumenschätzungen zu erhalten, müssen die Möglichkeit solcher Nebenreaktionen, die Kondensation von Dampf und die Wasserlöslichkeit von Gasen wie Kohlendioxid berücksichtigt werden. ⓘ

Im Vergleich dazu basiert die CDP-Detonation auf der schnellen Reduktion von Kohlendioxid zu Kohlenstoff unter Freisetzung von viel Energie. Bei der CDP entstehen keine typischen Abgase wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoff und Stickstoffoxide. Stattdessen wird bei der hochenergetischen Reduktion von Kohlendioxid zu Kohlenstoff überschüssiges Trockeneis an der Wellenfront verdampft und unter Druck gesetzt, was das einzige bei der Detonation freigesetzte Gas ist. Die Detonationsgeschwindigkeit für CDP-Formulierungen kann daher durch Anpassung des Gewichtsprozentsatzes von Reduktionsmittel und Trockeneis individuell angepasst werden. Bei der CDP-Detonation entsteht eine große Menge an festen Stoffen, die als Schleifmittel von großem kommerziellen Wert sein können: Beispiel - CDP-Detonationsreaktion mit Magnesium: XCO₂ + 2Mg → 2MgO + C + (X-1)CO_{2 ⓘ}

Die Detonationsprodukte in diesem Beispiel sind Magnesiumoxid, Kohlenstoff in verschiedenen Phasen, einschließlich Diamant, und verdampftes überschüssiges Kohlendioxid, das nicht durch die Magnesiummenge in der Sprengstoffformulierung verbraucht wurde. ⓘ

Sauerstoffbilanz (OB% oder Ω)

Die Sauerstoffbilanz ist ein Ausdruck, der verwendet wird, um den Grad der Oxidierbarkeit eines Explosivstoffs anzugeben. Wenn ein Sprengstoffmolekül gerade genug Sauerstoff enthält, um seinen gesamten Kohlenstoff in Kohlendioxid, seinen gesamten Wasserstoff in Wasser und sein gesamtes Metall in Metalloxid ohne Überschuss umzuwandeln, spricht man von einer Sauerstoffbilanz von Null. Von einer positiven Sauerstoffbilanz spricht man, wenn das Molekül mehr Sauerstoff enthält als benötigt wird, und von einer negativen Sauerstoffbilanz, wenn es weniger Sauerstoff enthält als benötigt wird. Die Empfindlichkeit, die Stärke und die Brisanz eines Sprengstoffs hängen alle in gewissem Maße von der Sauerstoffbilanz ab und nähern sich ihren Maximalwerten, wenn die Sauerstoffbilanz gegen Null geht. ⓘ

Die Sauerstoffbilanz gilt für die traditionelle Sprengstoffmechanik unter der Annahme, dass Kohlenstoff bei der Detonation zu Kohlenmonoxid und Kohlendioxid oxidiert wird. Für einen Sprengstoffexperten erscheint es paradox, dass die Physik der kalten Detonation Kohlenstoff in seinem höchst oxidierten Zustand als Quelle für Sauerstoff in Form von Kohlendioxid verwendet. Die Sauerstoffbilanz gilt daher entweder nicht für eine CDP-Formulierung oder muss ohne Berücksichtigung des Kohlenstoffs im Kohlendioxid berechnet werden. ⓘ

Chemische Zusammensetzung

Ein chemischer Sprengstoff kann entweder aus einer chemisch reinen Verbindung wie Nitroglycerin oder aus einem Gemisch aus einem Brennstoff und einem Oxidationsmittel wie Schwarzpulver oder Getreidestaub und Luft bestehen. ⓘ

Reine Verbindungen

Einige chemische Verbindungen sind insofern instabil, als sie bei Erschütterung reagieren, möglicherweise bis zur Detonation. Jedes Molekül der Verbindung dissoziiert unter Freisetzung von Energie in zwei oder mehr neue Moleküle (im Allgemeinen Gase).

• Nitroglycerin: Eine sehr instabile und empfindliche Flüssigkeit
• Acetonperoxid: Ein sehr instabiles weißes organisches Peroxid
• TNT: Gelbe, unempfindliche Kristalle, die ohne Detonation geschmolzen und gegossen werden können
• Zellulosenitrat: Ein nitriertes Polymer, das je nach Nitrierungsgrad und Bedingungen hoch- oder niedrigexplosiv sein kann
• RDX, PETN, HMX: Sehr starke Sprengstoffe, die pur oder in Plastiksprengstoffen verwendet werden können
  • C-4 (oder C-4-Zusammensetzung): Ein RDX-Plastiksprengstoff, der so plastifiziert wird, dass er klebrig und verformbar ist ⓘ

Die oben genannten Zusammensetzungen können den größten Teil des Sprengstoffs beschreiben, aber ein praktischer Sprengstoff enthält oft kleine Anteile anderer Stoffe. Dynamit beispielsweise ist ein Gemisch aus hochempfindlichem Nitroglycerin mit Sägespänen, pulverisiertem Siliziumdioxid oder - am häufigsten - Kieselgur, die als Stabilisatoren wirken. Kunststoffe und Polymere können zugesetzt werden, um Pulver aus explosiven Verbindungen zu binden; Wachse können eingearbeitet werden, um die Handhabung sicherer zu machen; Aluminiumpulver kann hinzugefügt werden, um die Gesamtenergie und die Sprengwirkung zu erhöhen. Explosive Verbindungen werden häufig auch "legiert": HMX- oder RDX-Pulver können (in der Regel durch Schmelzgießen) mit TNT gemischt werden, um Octol oder Cyclotol zu bilden. ⓘ

Oxidierter Brennstoff

Ein Oxidationsmittel ist ein reiner Stoff (Molekül), der in einer chemischen Reaktion einige Atome eines oder mehrerer oxidierender Elemente beisteuern kann, in denen die Brennstoffkomponente des Sprengstoffs verbrennt. Auf der einfachsten Ebene kann das Oxidationsmittel selbst ein oxidierendes Element sein, wie z. B. gasförmiger oder flüssiger Sauerstoff.

• Schwarzpulver: Kaliumnitrat, Holzkohle und Schwefel
• Blitzpulver: Feines Metallpulver (meist Aluminium oder Magnesium) und ein starkes Oxidationsmittel (z. B. Kaliumchlorat oder Perchlorat)
• Ammonal: Ammoniumnitrat und Aluminiumpulver
• Armstrongs Mischung: Kaliumchlorat und roter Phosphor. Dies ist eine sehr empfindliche Mischung. Es handelt sich um einen primären Sprengstoff, bei dem der Phosphor ganz oder teilweise durch Schwefel ersetzt wird, um die Empfindlichkeit etwas zu verringern.
• Physikalische Kalte Detonation: Kombinationen aus Kohlendioxid in Form von Trockeneis (eine unübliche Sauerstoffquelle) und pulverförmigen Reduktionsmitteln (Brennstoff) wie Magnesium und Aluminium.
• Sprengel-Sprengstoffe: Eine sehr allgemeine Klasse, die alle starken Oxidationsmittel und hochreaktiven Brennstoffe umfasst, obwohl der Name in der Praxis am häufigsten für Mischungen von Chloraten und Nitroaromaten verwendet wurde.
  • ANFO: Ammoniumnitrat und Heizöl
  • Cheddite: Chlorate oder Perchlorate und Öl
  • Oxyliquits: Gemische aus organischen Stoffen und flüssigem Sauerstoff
  • Panclastiten: Mischungen aus organischen Stoffen und Distickstofftetroxid ⓘ

• Ammoniumdinitramid (ADN)
• Ammoniumnitrat (Ammonsalpeter)
• Kaliumnitrat (Kalisalpeter)
• Natriumnitrat (Natronsalpeter)
• Bariumnitrat (Barytsalpeter)
• Calciumnitrat (Kalksalpeter)
• Kalkammonsalpeter (Mischung aus Kalk- und Ammonsalpeter)
• Kaliumchlorat
• Natriumchlorat
• Kaliumperchlorat
• Ammoniumperchlorat
• Distickstofftetroxid (in Panclastit)
• flüssige Luft oder Sauerstoff (in Oxyliquit)
• Wasserstoffperoxid ⓘ

Verfügbarkeit und Kosten

Die Verfügbarkeit und die Kosten von Explosivstoffen hängen von der Verfügbarkeit der Rohstoffe sowie von den Kosten, der Komplexität und der Sicherheit der Herstellungsverfahren ab. ⓘ

Klassifizierung

Nach Empfindlichkeit

Primärer

Ein primärer Sprengstoff ist ein Sprengstoff, der extrem empfindlich auf Reize wie Schlag, Reibung, Hitze, statische Elektrizität oder elektromagnetische Strahlung reagiert. Einige Primärsprengstoffe werden auch als Kontaktsprengstoffe bezeichnet. Zur Auslösung ist eine relativ geringe Energiemenge erforderlich. Ganz allgemein gelten als primäre Sprengstoffe diejenigen Verbindungen, die empfindlicher sind als PETN. In der Praxis sind primäre Sprengstoffe so empfindlich, dass sie mit einem Hammerschlag zuverlässig gezündet werden können; allerdings kann auch PETN in der Regel auf diese Weise gezündet werden, so dass dies nur eine sehr allgemeine Richtlinie ist. Darüber hinaus sind einige Verbindungen wie Stickstofftrijodid so empfindlich, dass sie nicht einmal gehandhabt werden können, ohne zu explodieren. Stickstofftrijodid ist so empfindlich, dass es durch Einwirkung von Alphastrahlung zuverlässig zur Detonation gebracht werden kann; es ist der einzige Sprengstoff, auf den dies zutrifft. ⓘ

Primärsprengstoffe werden häufig in Sprengkapseln verwendet oder um größere Ladungen weniger empfindlicher Sekundärsprengstoffe auszulösen. Primärsprengstoffe werden üblicherweise in Sprengkapseln und Zündhütchen verwendet, um ein physikalisches Schocksignal zu übertragen. In anderen Situationen werden andere Signale wie elektrische oder physikalische Schocks oder, im Falle von Laserzündsystemen, Licht verwendet, um eine Aktion, d. h. eine Explosion, auszulösen. Eine kleine Menge, in der Regel Milligramm, reicht aus, um eine größere Sprengladung auszulösen, die in der Regel sicherer zu handhaben ist. ⓘ

Beispiele für primäre Sprengstoffe sind:

• Acetonperoxyd
• Alkalimetall-Ozonide
• Ammoniumpermanganat
• Ammoniumchlorat
• Azidotetrazolate
• Azoclathrate
• Benzoylperoxid
• Benzvalen
• 3,5-Bis(trinitromethyl)tetrazol
• Chloroxide
• Kupfer(I)-acetylid
• Kupfer(II)-Azid
• Cumolhydroperoxid
• CXP CycloProp(-2-)enylnitrat (oder CPN)
• Cyanogen-Azid
• Cyanursäuretriazid
• Diacetylperoxid
• 1-Diazidocarbamoyl-5-azidotetrazol
• Diazodinitrophenol
• Diazomethan
• Diethyletherperoxid
• 4-Dimethylaminophenylpentazol
• Disulfurdinitrid
• Ethylazid
• Explosives Antimon
• Fluorperchlorat
• Fulmininsäure
• Halogen-Azide:
  • Fluorazid
  • Chlorazid
  • Bromazid
  • Jod-Azid
• Hexamethylentriperoxid-Diamin
• Hydrozoesäure
• Hypofluorige Säure
• Bleiazid
• Bleistyphnat
• Bleipikrat
• Manganheptoxid
• Quecksilber(II)-fulminat
• Quecksilbernitrid
• Methylethylketonperoxid
• Nickelhydrazinnitrat
• Nickelhydrazinperchlorat
• Stickstofftrihalogenide:
  • Stickstofftrichlorid
  • Stickstofftribromid
  • Stickstofftriiodid
• Nitroglycerin
• Nitroniumperchlorat
• Nitrosylperchlorat
• Nitrotetrazolat-N-oxide
• Pentazeniumhexafluoroarsenat
• Peroxysäuren
• Peroxymonoschwefelsäure
• Selen-Tetraazid
• Siliciumtetraazid
• Silber-Azid
• Silberacetylid
• Silberfulminat
• Silbernitrid
• Tellur-Tetraazid
• tert.-Butylhydroperoxid
• Tetraamin-Kupfer-Komplexe
• Tetraazidomethan
• Tetrazen-Sprengstoff
• Tetrazole
• Titantetraazid
• Triazidomethan
• Oxide von Xenon:
  • Xenon-Dioxid
  • Xenon-Oxytetrafluorid
  • Xenon-Tetroxid
  • Xenon-Trioxid ⓘ

Sekundärer

Ein Sekundärsprengstoff ist weniger empfindlich als ein Primärsprengstoff und benötigt wesentlich mehr Energie, um gezündet zu werden. Da sie weniger empfindlich sind, können sie in einer größeren Bandbreite von Anwendungen eingesetzt werden und sind sicherer in der Handhabung und Lagerung. Sekundäre Sprengstoffe werden in größeren Mengen in einem Sprengstoffzug verwendet und werden in der Regel durch eine kleinere Menge eines primären Sprengstoffs ausgelöst. ⓘ

Beispiele für sekundäre Sprengstoffe sind TNT und RDX. ⓘ

Tertiärsprengstoffe

Tertiärsprengstoffe, auch Sprengstoffe genannt, sind so unempfindlich gegenüber Erschütterungen, dass sie nicht zuverlässig durch praktische Mengen von Primärsprengstoff zur Detonation gebracht werden können und stattdessen einen dazwischenliegenden Sprengstoffverstärker aus Sekundärsprengstoff benötigen. Diese werden häufig aus Sicherheitsgründen und wegen der in der Regel niedrigeren Material- und Handhabungskosten verwendet. Die größten Verbraucher sind große Bergbau- und Bauunternehmen. ⓘ

Die meisten Tertiärsprengstoffe bestehen aus einem Brennstoff und einem Oxidationsmittel. ANFO kann ein tertiärer Sprengstoff sein, wenn seine Reaktionsgeschwindigkeit langsam ist. ⓘ

Nach Geschwindigkeit

Niedrig

Niedrige Explosivstoffe sind Verbindungen, bei denen die Zersetzungsgeschwindigkeit durch das Material geringer ist als die Schallgeschwindigkeit. Die Zersetzung wird durch eine Flammenfront (Deflagration) fortgesetzt, die sich viel langsamer durch das explosive Material ausbreitet als die Stoßwelle eines hochexplosiven Stoffes. Unter normalen Bedingungen erfolgt die Deflagration bei Sprengstoffen mit einer Geschwindigkeit von einigen Zentimetern pro Sekunde bis zu etwa 0,4 km pro Sekunde. Es ist möglich, dass sie sehr schnell deflagrieren und einen Effekt erzeugen, der einer Detonation ähnelt. Dies kann unter höherem Druck (z. B. wenn Schießpulver im engen Raum einer Geschosshülle verpufft und das Geschoss auf weit über die Schallgeschwindigkeit beschleunigt wird) oder bei höherer Temperatur geschehen. ⓘ

Ein schwacher Sprengstoff ist in der Regel ein Gemisch aus einem brennbaren Stoff und einem Oxidationsmittel, das sich schnell zersetzt (Deflagration); er brennt jedoch langsamer als ein starker Sprengstoff, der extrem schnell brennt. ⓘ

Schwach explosive Stoffe werden normalerweise als Treibmittel verwendet. Zu dieser Gruppe gehören Erdölprodukte wie Propan und Benzin, Schießpulver (einschließlich rauchlosem Pulver) und leichte pyrotechnische Erzeugnisse wie Fackeln und Feuerwerkskörper, die jedoch bei bestimmten Anwendungen, z. B. bei Gasdrucksprengungen, an die Stelle von Sprengstoffen treten können. ⓘ

Hochexplosiv

Hochexplosive Sprengstoffe (HE) sind explosive Materialien, die detonieren, d. h., dass die Stoßfront des Sprengstoffs das Material mit Überschallgeschwindigkeit durchquert. Hochexplosive Sprengstoffe detonieren mit einer Explosionsgeschwindigkeit von etwa 3-9 Kilometern pro Sekunde (9.800-29.500 ft/s). TNT hat zum Beispiel eine Detonationsgeschwindigkeit von etwa 6,9 km/s (22.600 Fuß pro Sekunde), Detonationsschnur von 6,7 km/s (22.000 Fuß pro Sekunde) und C-4 von etwa 8,0 km/s (26.000 Fuß pro Sekunde). Sie werden normalerweise im Bergbau, bei Abbrucharbeiten und für militärische Zwecke eingesetzt. Der Begriff Hochexplosivstoff steht im Gegensatz zum Begriff Schwachexplosivstoff, der mit einer geringeren Geschwindigkeit explodiert (deflagriert). ⓘ

Hochexplosive Sprengstoffe lassen sich in zwei nach ihrer Empfindlichkeit unterschiedene Sprengstoffklassen einteilen: Primärsprengstoff und Sekundärsprengstoff. Obwohl tertiäre Sprengstoffe (wie z. B. ANFO mit 3.200 m/s) technisch gesehen die Definition der Explosionsgeschwindigkeit erfüllen können, gelten sie im rechtlichen Kontext nicht als hochexplosive Stoffe. ⓘ

Zahllose hochexplosive Verbindungen sind chemisch möglich, aber zu den kommerziell und militärisch wichtigen gehören NG, TNT, TNP, TNX, RDX, HMX, PETN, TATP, TATB und HNS. ⓘ

Nach physikalischer Form

Sprengstoffe werden häufig nach der physikalischen Form charakterisiert, in der sie hergestellt oder verwendet werden. Diese Verwendungsformen werden üblicherweise in folgende Kategorien eingeteilt:

• Pressen
• Gussstücke
• Kunststoff- oder polymergebundene Sprengstoffe
• Plastiksprengstoffe, auch bekannt als Spachtelmasse
• Gummiert
• Extrudierbar
• Binär
• Sprengstoffe
• Schlämme und Gele
• Dynamite ⓘ

Klassifizierung der Versandetiketten

Versandetiketten und Anhänger können sowohl Kennzeichnungen der Vereinten Nationen als auch nationale Kennzeichnungen enthalten. ⓘ

Zu den Kennzeichnungen der Vereinten Nationen gehören nummerierte Codes für Gefahrenklassen und -abteilungen (Hazard Class and Division, HC/D) sowie alphabetische Codes für Verträglichkeitsgruppen. Obwohl beide miteinander verbunden sind, sind sie getrennt und unterschiedlich. Jeder Kompatibilitätsgruppen-Kennzeichnung kann eine beliebige Gefahrenklasse und -klasse zugeordnet werden. Ein Beispiel für diese hybride Kennzeichnung wäre ein Feuerwerkskörper für Verbraucher, der mit 1.4G oder 1.4S gekennzeichnet ist. ⓘ

Beispiele für nationale Kennzeichnungen sind die Codes des Verkehrsministeriums der Vereinigten Staaten (U.S. DOT). ⓘ

GHS-Gefahrenklasse und -abteilung der Vereinten Nationen (UN)

GHS-Piktogramm für den Transport von Explosivstoffen ⓘ

Die UN-GHS-Gefahrenklasse und -abteilung (HC/D) ist ein numerischer Bezeichner innerhalb einer Gefahrenklasse, der den Charakter, die Vorherrschaft der damit verbundenen Gefahren und das Potenzial zur Verursachung von Personen- und Sachschäden angibt. Es handelt sich um ein international anerkanntes System, das mit einem Minimum an Kennzeichnungen die mit einem Stoff verbundene Hauptgefahr angibt. ⓘ

Im Folgenden sind die Unterteilungen für Klasse 1 (Explosivstoffe) aufgeführt:

• 1.1 Gefahr der Massendetonation. Bei HC/D 1.1 wird davon ausgegangen, dass, wenn ein Gegenstand in einem Behälter oder einer Palette versehentlich detoniert, die Explosion die umliegenden Gegenstände in Mitleidenschaft zieht. Die Explosion könnte sich auf alle oder einen Großteil der zusammen gelagerten Gegenstände ausbreiten und eine Massendetonation verursachen. Im Explosionsbereich werden auch Fragmente des Gehäuses und/oder der Strukturen des Artikels zu finden sein.
• 1.2 Nicht-Massenexplosion, bei der Bruchstücke entstehen. HC/D 1.2 ist weiter unterteilt in drei Unterabschnitte, HC/D 1.2.1, 1.2.2 und 1.2.3, um dem Ausmaß der Auswirkungen einer Explosion Rechnung zu tragen.
• 1.3 Massenfeuer, geringe Explosions- oder Splittergefahr. Treibladungspulver und viele pyrotechnische Gegenstände fallen in diese Kategorie. Wenn ein Gegenstand in einer Verpackung oder einem Stapel in Brand gerät, breitet er sich normalerweise auf die anderen Gegenstände aus und verursacht einen Massenbrand.
• 1.4 Mäßiges Feuer, keine Explosion oder Splitter. HC/D 1.4-Stoffe sind in der Tabelle als Sprengstoffe ohne nennenswerte Gefahr aufgeführt. Die meisten Kleinwaffenmunition (einschließlich geladener Waffen) und einige pyrotechnische Gegenstände fallen in diese Kategorie. Wenn das energetische Material in diesen Gegenständen versehentlich gezündet wird, wird der größte Teil der Energie und der Fragmente in der Lagerstruktur oder in den Gegenstandsbehältern selbst enthalten sein.
• 1.5 Massendetonationsgefahr, sehr unempfindlich.
• 1.6 Detonationsgefahr ohne Massendetonationsgefahr, extrem unempfindlich. ⓘ

Eine vollständige UNO-Tabelle finden Sie in den Absätzen 3-8 und 3-9 von NAVSEA OP 5, Band 1, Kapitel 3. ⓘ

Klasse 1 Verträglichkeitsgruppe

Kompatibilitätsgruppencodes werden verwendet, um die Lagerkompatibilität für HC/D-Materialien der Klasse 1 (explosiv) anzugeben. Die 13 Kompatibilitätsgruppen werden wie folgt mit Buchstaben bezeichnet.

• A: Primärer explosiver Stoff (1.1A).
• B: Ein Gegenstand, der einen primären Explosivstoff enthält und nicht zwei oder mehr wirksame Sicherungsvorrichtungen aufweist. Einige Gegenstände, wie z. B. Sprengkapseln und Zündhütchen, sind eingeschlossen. (1.1B, 1.2B, 1.4B).
• C: Treibladungsexplosivstoff oder sonstiger deflagrierender explosiver Stoff oder Gegenstand mit solchem explosiven Stoff (1.1C, 1.2C, 1.3C, 1.4C). Dies sind Treibladungen, Treibladungen in loser Schüttung und Vorrichtungen, die Treibladungen mit oder ohne Anzündmittel enthalten. Beispiele sind Einfachtreibstoffe, Zweifachtreibstoffe, Dreifachtreibstoffe und Verbundtreibstoffe, Festtreibstoffraketenmotoren und Munition mit inerten Geschossen.
• D: Sekundär detonierender explosiver Stoff oder Schwarzpulver oder Gegenstand mit sekundär detonierendem explosivem Stoff, jeweils ohne Zündmittel und ohne Treibladung, oder Gegenstand mit primär detonierendem Stoff und mit zwei oder mehr wirksamen Sicherungsvorrichtungen. (1.1D, 1.2D, 1.4D, 1.5D).
• E: Gegenstand mit detonierendem explosivem Stoff ohne Zündmittel und mit treibender Ladung (andere als solche mit entzündbarer Flüssigkeit, Gel oder hypergolischer Flüssigkeit) (1.1E, 1.2E, 1.4E).
• F: Sekundär detonierender explosiver Stoff mit Zündmitteln, mit einer Treibladung (außer solchen, die entzündbare Flüssigkeit, Gel oder hypergole Flüssigkeit enthalten) oder ohne Treibladung (1.1F, 1.2F, 1.3F, 1.4F).
• G: Pyrotechnischer Stoff oder Gegenstand, der einen pyrotechnischen Stoff enthält, oder Gegenstand, der sowohl einen explosiven Stoff als auch einen Leucht-, Brand-, Tränen- oder Rauchstoff enthält (ausgenommen Gegenstände, die durch Wasser aktiviert werden oder weißen Phosphor, Phosphid oder eine entzündbare Flüssigkeit oder ein entzündbares Gel oder eine hypergole Flüssigkeit enthalten) (1.1G, 1.2G, 1.3G, 1.4G). Beispiele sind Leuchtraketen, Signale, Brand- oder Leuchtmunition und andere rauch- und tränenerzeugende Vorrichtungen.
• H: Gegenstände, die sowohl einen explosiven Stoff als auch weißen Phosphor enthalten (1.2H, 1.3H). Diese Gegenstände entzünden sich spontan, wenn sie der Atmosphäre ausgesetzt werden.
• J: Gegenstände, die sowohl einen explosiven Stoff als auch eine entzündbare Flüssigkeit oder ein entzündbares Gel enthalten (1.1J, 1.2J, 1.3J). Hiervon ausgenommen sind Flüssigkeiten oder Gele, die bei Kontakt mit Wasser oder der Atmosphäre selbstentzündlich sind und zur Gruppe H gehören. Beispiele hierfür sind mit Flüssigkeit oder Gel gefüllte Brandmunition, Brennstoff-Luft-Sprengkörper (FAE) und mit brennbarer Flüssigkeit betriebene Flugkörper.
• K: Gegenstand, der sowohl einen explosiven Stoff als auch einen giftigen chemischen Arbeitsstoff enthält (1.2K, 1.3K)
• L: Explosiver Stoff oder Gegenstand mit Explosivstoff, von dem ein besonderes Risiko ausgeht (z. B. aufgrund der Aktivierung durch Wasser oder des Vorhandenseins von hypergolen Flüssigkeiten, Phosphiden oder pyrophoren Stoffen), so dass beide Arten getrennt werden müssen (1.1L, 1.2L, 1.3L). Beschädigte oder verdächtige Munition jeder Gruppe gehört in diese Gruppe.
• N: Gegenstände, die nur extrem unempfindliche detonierende Stoffe enthalten (1.6N).
• S: Stoffe oder Gegenstände, die so verpackt oder gestaltet sind, dass gefährliche Wirkungen bei unbeabsichtigtem Funktionieren so weit begrenzt sind, dass sie die Brandbekämpfung oder andere Notfallmaßnahmen in der unmittelbaren Umgebung des Versandstücks nicht wesentlich behindern oder verhindern (1.4S). ⓘ

Regelung

Die Legalität des Besitzes oder der Verwendung von Sprengstoffen ist von Land zu Land unterschiedlich. Verschiedene Länder auf der ganzen Welt haben Sprengstoffgesetze erlassen und verlangen Lizenzen für die Herstellung, den Vertrieb, die Lagerung, die Verwendung und den Besitz von Sprengstoffen oder Zutaten. ⓘ

Niederlande

In den Niederlanden fällt die zivile und kommerzielle Verwendung von Sprengstoffen unter das Gesetz über Sprengstoffe für zivile Zwecke (Wet explosieven voor civiel gebruik), in Übereinstimmung mit der EU-Richtlinie Nr. 93/15/EEG (Niederländisch). Die illegale Verwendung von Sprengstoffen fällt unter das Gesetz über Waffen und Munition (Wet Wapens en Munitie) (Niederländisch). ⓘ

UK

Die neuen Explosives Regulations 2014 (ER 2014) traten am 1. Oktober 2014 in Kraft und definieren "Explosivstoff" als:

"a) jeden explosiven Gegenstand oder explosiven Stoff, der - ⓘ

(i) wenn sie für die Beförderung verpackt sind, gemäß den Empfehlungen der Vereinten Nationen in die Klasse 1 eingestuft werden; oder ⓘ

(ii) in Übereinstimmung mit den Empfehlungen der Vereinten Nationen eingestuft werden als - ⓘ

(aa) übermäßig empfindlich oder so reaktionsfreudig, daß es zu spontanen Reaktionen kommen kann, und daher zu gefährlich für die Beförderung, und ⓘ

(bb) der Klasse 1 zugeordnet werden; oder ⓘ

(b) ein desensibilisierter Explosivstoff, ⓘ

jedoch nicht einen explosiven Stoff, der im Rahmen eines Herstellungsverfahrens erzeugt wird, bei dem er anschließend zur Herstellung eines Stoffes oder einer Zubereitung, die kein explosiver Stoff ist, weiterverarbeitet wird.

ⓘ

"Jeder, der einschlägige Explosivstoffe erwerben oder aufbewahren möchte, muss sich mit seinem örtlichen Verbindungsbeamten für Explosivstoffe in Verbindung setzen. Alle Explosivstoffe sind relevante Explosivstoffe, mit Ausnahme derer, die in Schedule 2 der Explosives Regulations 2014 aufgeführt sind." ⓘ

Vereinigte Staaten

Während des Ersten Weltkriegs wurden zahlreiche Gesetze erlassen, um die kriegsbezogenen Industrien zu regulieren und die Sicherheit in den Vereinigten Staaten zu erhöhen. Im Jahr 1917 schuf der 65. Kongress der Vereinigten Staaten viele Gesetze, darunter das Spionagegesetz von 1917 und das Sprengstoffgesetz von 1917. ⓘ

Das Sprengstoffgesetz von 1917 (Session 1, Kapitel 83, 40 Stat. 385) wurde am 6. Oktober 1917 unterzeichnet und trat am 16. November 1917 in Kraft. Die gesetzliche Zusammenfassung lautet: "Ein Gesetz zum Verbot der Herstellung, Verteilung, Lagerung, Verwendung und des Besitzes von Sprengstoffen in Kriegszeiten, zur Festlegung von Vorschriften für die sichere Herstellung, Verteilung, Lagerung, Verwendung und den Besitz derselben und für andere Zwecke". Dies war die erste bundesstaatliche Regelung zur Lizenzierung des Erwerbs von Sprengstoffen. Nach dem Ende des Ersten Weltkriegs wurde das Gesetz außer Kraft gesetzt. ⓘ

Nach dem Eintritt der Vereinigten Staaten in den Zweiten Weltkrieg wurde das Sprengstoffgesetz von 1917 reaktiviert. Im Jahr 1947 wurde das Gesetz von Präsident Truman außer Kraft gesetzt. ⓘ

Mit dem Gesetz zur Bekämpfung der organisierten Kriminalität von 1970 (Pub.L. 91-452) wurden viele Sprengstoffvorschriften auf das Bureau of Alcohol, Tobacco and Firearms (ATF) des Finanzministeriums übertragen. Das Gesetz trat 1971 in Kraft. ⓘ

Derzeit sind die Vorschriften in Titel 18 des United States Code und Titel 27 des Code of Federal Regulations geregelt:

• "Einfuhr, Herstellung, Vertrieb und Lagerung von Explosivstoffen" (18 U.S.C. Chapter 40).
• "Handel mit Sprengstoffen" (27 C.F.R. Kapitel II, Teil 555). ⓘ

Viele Bundesstaaten beschränken den Besitz, den Verkauf und die Verwendung von Sprengstoffen.

• Alabama Code Titel 8 Kapitel 17 Artikel 9
• Alaska State Code Kapitel 11.61.240 & 11.61.250
• Gesetzbuch des Bundesstaates Arizona, Titel 13, Kapitel 31, Artikel 01 bis 19
• Gesetzbuch des Bundesstaates Arkansas, Titel 5, Kapitel 73, Artikel 108
• Kalifornisches Strafgesetzbuch Titel 2 Abteilung 5
• Colorado (Colorado Statutes sind urheberrechtlich geschützt und müssen vor dem Lesen erworben werden.)
• Connecticut Statutes Band 9 Titel 29 Kapitel 343-355
• Delaware Code Titel 16 Teil VI Kapitel 70 und 71
• Florida Statutes Titel XXXIII Kapitel 552
• Georgia Gesetzbuch Titel 16 Kapitel 7 Artikel 64-97 (Aufgehoben durch Ga. L. 1996)
• Hawaii Administrative Rules Title 12 Subtitle 8 Part 1 Chapter 58 AND Hawaii Revised Statutes
• Illinois Sprengstoffgesetz 225 ILCS 210

Michigan Penal Code Kapitel XXXIII Abschnitt 750.200 - 750.212a

• Minnesota
• Mississippi Gesetzbuch Titel 45 Kapitel 13 Artikel 3 Abschnitt 101-109
• New York: Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften beschränken die Menge an Schwarzpulver, die eine Person lagern und transportieren darf.
• Wisconsin Kapitel 941 Unterkapitel 4-31 ⓘ

Liste

Verbindungen

Acetylide

• CUA, DCA, AGA ⓘ

Fulminate

• HCNO, AUF, HGF, PTF, KF, AGF ⓘ

Nitro

• MonoNitro: NGA, NE, NM, NP, NS, NU
• DiNitro: DDNP, DNB, DNEU, DNN, DNP, DNPA, DNPH, DNR, DNPD, DNPA, DNC, DPS, DPA, EDNP, KDNBF, BEAF
• TriNitro: RDX, DATB, TATB, PBS, PBP, TNAL, TNAS, TNB, TNBA, TNC, MC, TNEF, TNOC, TNOF, TNP, TNT, TNN, TNPG, TNR, BTNEN, BTNEC, SA, API, TNS
• TetraNitro: Tetryl
• OctaNitro: ONC ⓘ

Nitrate:

• Mononitrate: AN, BAN, CAN, MAN, NAN, UN
• Dinitrate: DEGDN, EDDN, EDNA, EGDN, HDN, TEGDN, TAOM
• Trinitrate: BTTN, TMOTN, NG
• Tetranitrate: ETN, PETN, TNOC
• Pentanitrate: XPN
• Hexanitrate: CHN, MHN ⓘ

Amine:

• Tertiäre Amine: NTBR, NTCL, NTI, NTS, SEN, AGN
• Diamine: DSDN
• Azide: CNA, CYA, CLA, CUA, EA, FA, HA, PBA, AGA, NAA, RBA, SEA, SIA, TEA, TAM, TIA
• Tetramine: TZE, TZO, AA
• Pentamine: PZ
• Oktamine: OAC, ATA ⓘ

Peroxide:

• AP (TATP), CHP, DAP, DBP, DEP, HMTD, MEKP, TBHP ⓘ

Oxide

• XOTF, XDIO, XTRO, XTEO ⓘ

Unsortiert

• Alkalimetall Ozonide
• Ammoniumchlorat
• Ammoniumperchlorat
• Ammoniumpermaganat
• Azidotetrazolate
• Azoclathrate
• Benzvalen
• Chloroxide
• DMAPP
• Fluorperchlorat
• Fulminierendes Gold
• Fulminierendes Silber (mehrere Stoffe)
• Hexafluorarsenat
• Hypofluorige Säure
• Manganheptoxid
• Quecksilbernitrid
• Nitroniumperchlorat
• Nitrotetrazolat-N-Oxide
• Peroxysäuren
• Peroxymonoschwefelsäure
• Tetramin-Kupfer-Komplexe
• Tetraschwefeltetranitrid ⓘ

Gemische

• Aluminium-Orphorit, Amatex, Amatol, Ammonal, Armstrong-Gemisch, ANFO, ANNMAL, Astrolit
• Baranol, Baratol, Ballistit, Butyltetryl
• Carbonit, Zusammensetzung A, Zusammensetzung B, Zusammensetzung C, Zusammensetzung 1, Zusammensetzung 2, Zusammensetzung 3, Zusammensetzung 4, Zusammensetzung 5, Zusammensetzung B, Zusammensetzung H6, Cordtex, Cyclotol
• CDP-Formulierungen
• Danubit, Detasheet, Sprengschnur, Dualin, Dunnite, Dynamit
• Ecrasit, Ednatol
• Blitzpulver
• Gelignit, Schießpulver
• Hexanit, Hydromit 600
• Kinetit
• Minol
• Octol, Oxyliquit
• Panclastit, Pentolith, Picratol, PNNM, Pyrotol
• Schneiderit, Semtex, Shellit
• Tannerit einfach, Tannerit, Titadin, Tovex, Torpex, Tritonal ⓘ

Elemente und Isotope

• Erdalkalimetalle
• Explosives Antimon
• Plutonium-239
• Uran-235 ⓘ

Parameter zur Charakterisierung von Sprengstoffen

Spezifisches Schwadenvolumen (Normalgasvolumen)

Das Spezifische Schwadenvolumen ist das Gasvolumen in Litern, das bei der vollständigen Umsetzung von 1 kg Explosivstoff unter Normalbedingungen entstünde. ⓘ

Mit der Stoffmenge $n$ der gasförmigen Detonationsprodukte (Schwaden) pro Gramm Sprengstoff (in mol/g) ergibt sich das spezifische Schwadenvolumen (in l/kg) wie folgt:

$V_{0}=22{,}4{\frac {\ell }{\rm {mol}}}\cdot n\cdot 1000$ ⓘ

Beispiel: Aus 1 Kilogramm Ammoniumnitrat entstehen bei seiner vollständigen Explosion ca. 43,7 Mol Wasserdampf, Stickstoff und Sauerstoff.

$\mathrm {2NH_{4}NO_{3}\longrightarrow 4\ H_{2}O+2N_{2}+\ O_{2}}$

Gemäß obiger Formel ergibt sich ein spezifisches Schwadenvolumen bzw. Normalgasvolumen für reines Ammoniumnitrat mit 980 l/kg. ⓘ

Spezifische Energie

Die Spezifische Energie ist die Energiemenge in Kilojoule, die bei der vollständigen Umsetzung von 1 kg Explosivstoff frei wird. ⓘ

Ihrer in der Praxis gebräuchlichen Maßeinheit MPa·l/kg zufolge kann man sie zahlenmäßig aber auch als den Druck in Megapascal auffassen, den 1 kg des betreffenden Explosivstoffes bei seiner vollständigen Umsetzung in einem Volumen von 1 Liter erzeugen würde (1 MPa·l = 1 kJ). Spezifische Energie, spezifisches Schwadenvolumen und Explosionstemperatur hängen daher engstens zusammen. ⓘ

Ladedichte

Verhältnis der Masse des Explosivstoffes zum Volumen des Explosionsraumes. Die Detonationsgeschwindigkeit ist von der Ladedichte abhängig. ⓘ

Daten einiger Sprengstoffe

Kenndaten einiger ausgewählter Sprengstoffe, wie sie meist empirisch aus standardisierten Experimenten wie der Bleiblockausbauchung ermittelt werden:

	Schwarzpulver	Propantriol- trinitrat (Nitroglycerin)	Ethandiol- dinitrat (Glycoldinitrat)	Schieß- baumwolle	Pentaerythrit- tetranitrat (Nitropenta)	Trinitrotoluol (TNT) ⓘ
Schmelz- temperatur °C	–	13,5	−22	zersetzt sich bei 180 °C	141	81
Dichte g/cm³	1,1	1,6	1,49	1,67	1,77	1,65
Sauerstoff- bilanz %	−18	+3,5	±0	−29,6	−10,1	−74,0
Explosions- wärme kJ/kg	2784	6238	6615	4396	5862	3977
Schwaden- volumen l/kg	337	740	737	869	780	740
Spezifische Energie MPa · l/kg	285	1337	1389	1003	1327	821
Detonations- geschwindigkeit m/s	400	7600	7300	6800	8400	6900
Explosions- temperatur K	2380	4600	4700	3150	4200	2820

nach Ammedick ⓘ

Nutzung

Warnschild am Betriebsgelände des Sprengstoffwerks Gnaschwitz ⓘ

Zivile Sprengstoffe werden zum größten Teil zur Gewinnung von Gestein in Tagebauen (Steinbruch: Basalt, Granit, Diabas, Kalk etc.), zur Werksteingewinnung und im Bergbau (Steinkohle, Kali & Salz, Gips, Erzabbau etc.) eingesetzt. Daneben finden sie im Verkehrswegebau, im Tunnelbau, bei Abbruchsprengungen, in der Sprengseismik und in der Pyrotechnik (Feuerwerk) Verwendung. Die Produktion gewerblicher Sprengstoffe in Deutschland betrug im Jahre 2004 rund 65.000 Tonnen. ANC-Sprengstoffe machten davon ca. 36.000 Tonnen aus, gelatinöse Sprengstoffe auf NG-Basis ca. 10.000 Tonnen, gepumpte und patronierte Emulsionssprengstoffe ca. 16.000 Tonnen. Die restliche Menge verteilt sich auf Wettersprengstoffe für den Steinkohlenbergbau und auf Schwarzpulver für die Werksteingewinnung. Führende Hersteller industrieller Sprengstoffe in Deutschland sind Orica (Troisdorf und Würgendorf), Westspreng (Finnentrop, gehört zu Maxam), Sprengstoffwerk Gnaschwitz (gehört zu Maxam) und WASAG AG (Sythen, ebenfalls Maxam). Von militärischen Sprengstoffen unterscheiden sie sich durch eine größere Bandbreite an Varianten für die jeweiligen speziellen Anwendungsfälle und den höheren Stellenwert einer möglichst kostengünstigen Produktion. ⓘ

Militärische Sprengstoffe werden als Füllmittel für Granaten, Bomben, Minen, Gefechtsköpfe von Raketen und Torpedos, sowie als Bestandteile von Treibsätzen verwendet. Ein spezieller Punkt ist die Verwendung in Atomwaffen zur Verdichtung von Plutonium, um eine kritische Masse zu erhalten und damit eine Kettenreaktion auszulösen. Die Anforderungen an diese Stoffe weichen zum Teil von denen an zivile Sprengstoffen ab. So ist eine möglichst große Energieentfaltung je Gewicht und Volumen wichtiger als in der zivilen Verwendung, weil Kombattanten und Großwaffensysteme nur eine begrenzte Menge an Munition mitführen können und Geschosse bei geringerem Gewicht eine größere Reichweite erlangen. Darüber hinaus müssen militärische Sprengstoffe für die meisten Anwendungen besonders unempfindlich gegen Stöße sein, um trotz der hohen Beschleunigung beim Schussvorgang keine Explosionen im Waffenrohr auszulösen. Von besonderer Bedeutung ist die chemische Stabilität insbesondere bei Berührung mit Bauteilen der Munition, damit auch bei langer Lagerung keine Reaktionen auftreten, die die Wirkung verringern oder die Gefahr einer ungewollten Explosion erhöhen. Eine weitere Anforderung ist eine geringe Neigung zur Umsetzung bei Beschuss und Brand. ⓘ

Für terroristische Zwecke werden sowohl militärische und zivile Sprengstoffe als auch selbst hergestellte Sprengstoffe (Selbstlaborate) verwendet. Beispiele sind das Gemisch aus Puderzucker und einem chlorathaltigen Unkrautvernichtungsmittel oder Gemische auf Ammonsalpeterbasis. Das Mischen solcher Sprengstoffe ist sehr gefährlich, da sie dabei unvorhersehbar detonieren können. ⓘ

Rechtliches

Der Umgang, dazu gehören das Herstellen, Bearbeiten, Verarbeiten, Verwenden, Verbringen (Transport) und das Überlassen innerhalb der Betriebsstätte, das Wiedergewinnen und Vernichten, der Verkehr (Handel) und die Einfuhr, wird aufgrund der möglichen Gefährdung im Sprengstoffrecht geregelt. ⓘ

Sprengstoffarten

Grundsubstanzen für Sprengstoffe von praktischer Bedeutung

• Ammoniumpikrat
• Trinitrotoluol (TNT, Fp.02)
• Trinitrophenol (Pikrinsäure, Granatfüllung 88)
• Tetryl (N-Methyl-N,2,4,6-tetranitroanilin)
• Ethylenglycoldinitrat (Nitroglycol)
• Diethylenglycoldinitrat (Diglycoldinitrat)
• Triethylenglycoldinitrat (Triglycoldinitrat)
• Glycerintrinitrat (Nitroglycerin)
• Nitropenta (PETN, Pentrit, Pentaerythrittetranitrat)
• Cellulosenitrat
• Nitroguanidin
• Ethylendinitramin (EDNA)
• Hexogen (RDX)
• Oktogen (HMX)
• Dipikryloxid
• Dipikrylsulfid
• Hexanitrostilben (HNS)
• Hexanitroazobenzol (HNAB)
• Pikrylaminodinitropyridin (PYX)
• Nitrotriazolon (NTO)
• Hexanitrohexaazaisowurtzitan (HNIW oder CL20)
• Triaminotrinitrobenzol (TATB) ⓘ

Grundsubstanzen für Sprengstoffe von geringerer Bedeutung

• Trinitrobenzol (TNB)
• Trinitro-m-xylol
• Trinitro-m-kresol
• Trinitroanisol
• Trinitroanilin (Pikramid)
• Hexanitrodiphenylamin
• Methylnitrat
• Nitromethan
• Tetranitromethan
• Dinitrotetraoxadiazaisowurtzitan (TEX) ⓘ

Aufgeschnittene 125-Gramm-Patronen des gelatinösen Gesteinssprengstoffs Eurodyn 2000 (Hersteller: Orica) ⓘ

Grundsubstanzen für Ersatzsprengstoffe

• Ammoniumnitrat
• Dinitrobenzol (DNB)
• 2,4-Dinitrotoluol (DNT)
• 2,4-Dinitrophenol (DNP)
• 2,4-Dinitroanisol (DNAN)
• Dinitronaphthalin
• Trinitronaphthalin
• Methylammoniumnitrat (MAN-Salz)
• Tetramethylammoniumnitrat (TETRA-Salz)
• Guanidinnitrat
• Acetonperoxid (APEX)
• Hexamethylentriperoxiddiamin (HMTD)
• Nitramin ⓘ

Grundsubstanzen im experimentellen Stadium

• Diaminodinitroethylen (DADE oder FOX-7)
• Trinitroazetidin (TNAZ)
• Octanitrocuban
• TKX-50 ⓘ