ДонНТУ> Портал магистров ДонНТУ> Главная страница | Ссылки | Автореферат | Библиотека | Отчет о поиске | Индивидуальное задание


БИБЛИОТЕКА / КНИЖНЫЕ ИЗДАНИЯ

Л.В. Дубнов, Н.С. Бахаревич, А. И. Романов "Промышленные взрывчатые вещества"- 3-е изд. Перераб. и доп. - М.: Недра, 1988. – 320 с.: ил.(c.126-130)

ВОДОНАПОЛНЕННЫЕ ВВ (ВВВ)

Водонаполненные ВВ (ВВВ). Заполнение пустот между частицами (зернами) сыпучих ВВ какой-либо жидкостью способствует повышению плотности ВВ, придает им текучесть, пластичность и другие структурно-механические свойства. В качестве жидкого наполнителя и пластифицирующего материала все больше используют водные гели, а содержащие их ВВ называют водонаполненными или суспензионными.

Таблица 1  

Показатели	Тротил
	тонкоизмельченный	чешуированный	гранулированный
Плотность, г/см3 Обжатие   свинцового   столбика при взрыве зарядов, мм [53]: сухих залитых водой	1 16 Отказ	0,75 7-14 6-13	0,9 10-12 21-23

Вода, как наполнитель промышленных ВВ, имеет ряд достоинств. Вследствие растворения в ней основного компонента - аммиачной селитры, пространство между частицами заполняется высокоплотным насыщенным раствором селитры (табл. 3), благодаря чему при содержании воды 5-15% плотность водонаполненного ВВ достигает 1,3-1,5 г/см3, а при содержании в составе ВВ водорастворимых нитратов щелочных и щелочноземельных металлов - 1,6 г/см3, при начальной плотности ВВ 0,8-0,9 г/см3. Кроме того, вода сильно снижает чувствительность ВВ, появляется возможность механизированного транспортирования и заряжания различного рода насосами, шнеками, пневматическими устройствами.

Таблица 2 

Недостатком воды, как наполнителя, является ее химическая инертность, поэтому в составах без металлов она является баластом. Часть тепла, выделяющегося при взрыве, расходуется на ее прогрев и на испарение. Причем к моменту завершения механической работы ПВ сохраняют температуру выше 100 °С. Некоторое повышение термодинамического к.п.д. взрыва получается в результате обогащения ПВ водяными парами, когда средняя теплоемкость ПВ уменьшается и увеличивается общий объем газов, отнесенный к единице веса ВВ. Однако потери тепла компенсируются не полностью. Например, работа взрыва водонаполненных аммонитов с нулевым кислородным балансом на единицу веса водонаполненного ВВ и в пересчете на единицу веса сухого вещества меньше, чем тех же ВВ в сухом состоянии. Для аммоналов термодинамический выигрыш от обогащения ПВ водяными парами больше.

При взрывных работах применяют водонаполненные ВВ различного химического состава и реологических свойств - от жидкотекучих масс до густых резинообразных материалов. Из них простейшие композиции представлены смесью аммиачной селитры и тротила или алюминия и водного геля; более сложные составы содержат одновременно тротил и алюминий, гранулированный сплав тротила с гексогеном, нитраты щелочных и щелочноземельных металлов,  антифризы и др.

Благоприятным с энергетической точки зрения является высокое содержание алюминия, объясняется не только повышением термодинамических показателей ПВ водонаполненных аммоналов, но и тем, что по отношению к алюминию вода является окислителем. По расчетам максимальную теплоту взрыва имеет водонаполненный аммонал, содержащий примерно 43 % алюминия  (при содержании воды 15 %). Теплота реакции взаимодействия алюминия с водой 2080 ккал/кг, а реакции окисления алюминия аммиачной селитрой 2330 ккал/кг. Несмотря на эти преимущества простейших (без взрывчатого сенсибилизатора) водонаполненных аммоналов, их применение ограничено главным образом из-за низкой детонационной способности. В США в составы подобного типа вводят высокодисперсную пластинчатую алюминиевую пудру, кроме того, технология приготовления предусматривает определенную степень аэрации (насыщения пузырьками воздуха) водонаполненной массы, как одного из способов повышения ее детонационной способности. По данным Б. Н. Кондрикова и В. Э. Анникова, из отечественных сортов алюминиевой пудры высокую  детонационную  способность  водонаполненных аммоналов (восприимчивость к капсюлю-детонатору) обеспечивает алюминиевая пудра марок ПАК-3 и ПАК-4, свойства которых приведены в табл. 4.

Скорости детонации водонаполненных аммоналов повышаются с уменьше­нием размеров частиц (гранул) селитры и алюминия. Максимальную скорость имеют составы, содержащие около 15 % алюминия. Детонация устойчива при содержании алюминия в виде пудры до 20 % и в виде крупки до 40 %. Оптимальное по детонационным характеристикам содержание раствора аммиачной селитры возрастает с увеличением содержания алюминия в составе. Так, при наличии в составе 30 % алюминия оптимальное количество раствора составляет  20 %.

Таблица 4

Надежность детонации водонаполненных ВВ обеспечивается сенсибилизаторами - тротилом, сплавом ТГ и др., вводимыми в состав ВВ в количестве 20-25 %. По данным  В.  Б.  Иоффе,  заметное   сенсибилизирующее   действие  в сочетании с тротилом оказывают также сульфат   бария, цинк,  вольфрам и другие  невзрывчатые  материалы.

Структура и реологические свойства водонаполненных ВВ сильно зависят от содержания в их составе водного геля, его вязкости, определяемой природой и количеством загустителя, количеством и природой водорастворимых нитратов и других веществ, от технологического процесса приготовления и ряда других факторов. Гелеобразующими агентами являются соли карбоксиметилцеллюлозы, полиакриламид, некоторые природные водорастворимые смолы (гуаргам и т. п.), крахмал и другие набухающие в воде вещества. Водные гели являются не только наполнителем, но также предотвращают или замедляют вымывание селитры и других водорастворимых солей из ВВ при заряжании обводненных скважин, придают ВВ пластичность, в отдельных случаях - липкость и другие полезные эксплуатационные свойства. Водозащитные свойства гелей зависят от природы и количества загустителя, вязкости геля, его стабильности, содержания в составе. Согласно исследованиям Н. В. Селивановой, наиболее сильные защитные свойства имеют гели, образованные полиакриламидом и гуаргамом. Однако для гуаргама необходим еще сшивающий агент в виде буры пли других солей. Для растворения в воде (в водных растворах аммиачной селитры) этих загустителей необходим нагрев массы до 45-50 °С. Соли карбоксиметилцеллюлозы (натриевая, аммониевая) образуют менее стабильные гели, меньшей водозащитной способности. Но они способны быстро растворяться в воде без подогрева, благодаря чему их применяют для изготовления сухих полуфабрикатов, подлежащих водонаполнению в смесительно-зарядных машинах.