Baggrund og råmaterialer
Dynamit er et kommercielt sprængstof, der hovedsagelig anvendes til nedrivning og minedrift. Det blev opfundet i 1866 af Alfred Bernhard Nobel (1833-1896) og beskrives mere præcist som emballering af nitroglycerin, en meget giftig eksplosiv væske, eller andre flygtige forbindelser som f.eks. sensibiliseret ammoniumnitrat. Dynamitter kan pakkes i afmålte ladninger, transporteres let og kan med den rette detonator eksploderes sikkert med den rette detonator. Da en dynamiteksplosion skaber en “kold flamme”, som er mindre tilbøjelig til at antænde metan og kulstøvblandinger, der findes i miner, anvendes dynamitter ofte i kulminedrift.
Historie
Alfred Nobel, hans far Immanuel og hans yngre bror Emil begyndte at eksperimentere med nitroglycerin nær Stockholm i 1862. Nitroglycerin, der var blevet opdaget af den italienske kemiker Ascario Sobrero i 1846, var meget ustabilt og vanskeligt at håndtere, og utilsigtede eksplosioner var ikke ualmindelige. En sådan ulykke dræbte bl.a. Emil på en fabrik i 1864. På trods af den personlige tragedie fortsatte Alfred sit arbejde med denne farlige væske og arbejdede på en båd midt på en sø, før han udførte sine eksperimenter på en fabrik. I 1866 opdagede han, at blandingen af nitroglycerin med kieselgur (kiselgur) stabiliserede og reducerede sprængstoffets flygtighed. Diatoméjord er dannet af fossile rester af en encellet plankton kaldet diatomeer, og resultatet er et absorberende materiale, der “suger” nitroglycerinen op. Alfred gav produktet navnet “dynamit” – afledt af det græske “dynamis”, der betyder “kraft” – og fik patent på processen i 1867. Nobel fortsatte med at udvikle flere andre sprængstoffer og drivmidler, bl.a. røgfrit krudtballistit. Han var indehaver af over 355 patenter, og hans betydelige formue dannede det finansielle grundlag for Nobelprisen, som uddeles “til dem, der i løbet af det foregående år har givet menneskeheden det største udbytte.”
Dynamit er klassificeret som et sekundært højeksplosivstof, hvilket betyder, at der anvendes en detonator af et primært eller initierende højeksplosivstof (f.eks. kviksølvfulminat) til at udløse hovedladningen. Dynamit betragtes som et kommercielt sprængstof i modsætning til TNT-sprængstoffer (trinitrotoluen), som betragtes som sprængstoffer til militær ammunition. Den første storstilede anvendelse af dynamit til byggeformål var ved anlæggelsen af Hoosac-tunnelen, der blev afsluttet i 1876.
Procesdesign og -faciliteter
Dynamitfremstilling er stærkt reguleret, og processen er strengt kontrolleret for at forhindre utilsigtede detonationer. Det anvendte udstyr er specielt konstrueret til at reducere blandingens eksponering for varme, komprimeringskræfter eller antændelseskilder. Lejerne i produktblanderne er f.eks. monteret uden for apparatets ramme for at forhindre kontakt med den eksplosive blanding. Bygninger og lagerområder (kaldet magasiner) er bygget i store afstande fra andre strukturer og med specialiserede varme-, ventilations- og elsystemer. Disse bygninger er “hærdede” med skudsikre tage og vægge og omfattende sikkerhedssystemer. Andre vigtige forholdsregler omfatter grundige inspektionssystemer, der sikrer korrekt blanding, sortering, emballering og lagerkontrol. Medarbejderne er også meget veluddannede til at arbejde med sprængstoffer, og der kræves særlige sundhedsforholdsregler. Eksponering for nitroglycerin giver almindeligvis dunkende hovedpine, selv om der kan udvikles en immunitet over for de giftige virkninger. Det er interessant, at nitroglycerin også anvendes i medicin til behandling af visse former for angina pectoris og andre lidelser. I kroppen virker det som en vasodilator og afslapper muskelvævet.
Fremstillingsprocessen
Processen begynder med den sammensatte væske såsom nitroglycerin (eksplosiv olie), et “dope”-stof og et antacidum. Ethylenglycol dinitrat, der udgør ca. 25-30% af den eksplosive olie, anvendes til at sænke nitroglycerinets frysepunkt. Dette gør det muligt at anvende dynamitten sikkert ved lave temperaturer. Faktisk er nitroglycerin i en halvfrossen tilstand med både flydende og fast stof til stede faktisk mere følsomt og ustabilt end enten frossen eller flydende tilstand alene. I denne halvfaste tilstand er nitroglycerin ekstremt farligt at håndtere.
Blanding af olien
- 1 Den eksplosive olie tilsættes omhyggeligt til en mekanisk blander, hvor den absorberes af “dope”, som kan være enten diatoméjord (nu ikke længere anvendt), træmasse, savsmuld, mel, stivelse og/eller andre kulstofholdige stoffer og kombinationer af stoffer.
Neutralisering af syreindholdet
- 2 Der tilsættes ca. 1% antacidum, f.eks. calciumcarbonat eller zinkoxid, for at neutralisere et eventuelt syreindhold i dråben. Blandingen overvåges nøje, og når det korrekte indholdsstofniveau er nået, er blandingen klar til at blive pakket i de forskellige former. Ved denne proces fremstilles såkaldt “ren dynamit”, hvor stoffet ikke bidrager til dynamittens eksplosive styrke. F.eks. indeholder 40 % ren dynamit 40 % nitroglycerin og 60 % dope; 35 % ren dynamit indeholder 35 % nitroglycerin og 65 % dope. I nogle tilfælde blandes natriumnitrat med stoffet, som fungerer som oxidationsmiddel og giver ekstra styrke til sprængstoffet.
Pakning af dynamit
- 3 Dynamittens udseende ligner typisk en rund patron på ca. 3,2 cm (1,25 tommer) i diameter og 20 cm (8 tommer) i længden. Denne type fremstilles ved at presse dynamitblandingen ind i et papirrør forseglet med paraffin. Paraffinomslaget beskytter dynamitten mod fugt og bidrager, da det er et brændbart kulbrinte, til den eksplosive reaktion. Dynamit kan også findes i mange andre former, lige fra mindre størrelser patroner til specialiseret nedbrydningsarbejde til store ladninger med en diameter på 25 cm (10 tommer), der anvendes til store minedriftsoperationer. Reglerne begrænser længden af disse store sprængladninger til 76 cm (30 tommer) og vægten til 23 kg (50 pund). Dynamit fås også som posepulver og i gelatiniseret form til brug under vandet.
Dynamit fremstilles også ved hjælp af andre stoffer end nitroglycerin. Hvis man f.eks. erstatter en større del af den eksplosive olie med ammoniumnitrat, kan man øge dynamittens sprængstyrke. Denne form for dynamit kaldes ammoniakdynamit.
Kvalitetskontrol
En nøjagtig dynamitstyrkemåling og afprøvning ved detonation sikrer, at sprængstoffet fungerer sikkert. Dynamittens relative styrke klassificeres ved sammenligning med ren dynamit og ved vægtprocenten af den eksplosive olie. F.eks. sammenlignes ammoniakdynamit med ren dynamit og klassificeres i overensstemmelse hermed. Halvtreds procent ammoniakdynamit har samme sprængstyrke som 50 % ren dynamit. I dette tilfælde afspejler “50%” sammenligningen af styrken snarere end det eksplosive indhold.
Efter fremstilling og batchprøvning af dynamitten udleveres den til arbejdsstedet under strenge transport- og opbevaringsregler.
Anvendelse
Det følgende korte eksempel er et af mange scenarier for korrekt anvendelse af dynamit. Det skal bemærkes, at ingen andre end en certificeret sprængningsekspert med de korrekte procedurer og det korrekte udstyr nogensinde bør forsøge at detonere dynamit.
I dette eksempel skal en klippeformation sprænges for at gøre plads til et byggeprojekt. Det første skridt i sprængningsproceduren er at bestemme ladningens størrelse på forskellige måder, herunder ved hjælp af diagrammer, beregninger og sprængningsmandens erfaring. Der foretages en grundig undersøgelse af det berørte område og det omkringliggende terræn for at bestemme den sikre zone. Der opsættes skilte mindst 305 m (1000 fod) uden for den sikre zone for at advare offentligheden om sprængningen. Radiosenderne slukkes og låses for at forhindre utilsigtet affyring af de elektriske detonatorer. Ladningen trækkes derefter ud af magasinet og transporteres til sprængningsstedet i lukkede og sikre lastbiler. Detonatorerne bringes til arbejdsstedet i et separat køretøj.
Ladningerne aflæsses og placeres i de sprænghuller, der er boret i bjergformationen. De glider ind i sprængningshullet ved hjælp af lufttryk eller ved stampning med træ- eller plastikstænger. Sprængningsmanden er meget omhyggelig med, at ledningerne til detonatorerne er kortsluttet sammen, indtil alle ladninger er blevet placeret. Dette giver en kortslutningsvej for ledningerne, hvilket forhindrer utilsigtet antændelse. Det er kun sprængningsmanden, der må foretage de sidste elektriske forbindelser til hovedafbryderen.
I denne periode anvendes et 1,5 m stort hul i ledningerne umiddelbart foran hovedafbryderen som et “lyngab”, en anden sikkerhedspraksis, der skal fjerne muligheden for, at statisk elektricitet kan udløse ladningerne. Når alle forberedelserne til sprængningen er afsluttet, lyder et advarselshorn en etminutters serie af brag inden detonationssignalet. På dette tidspunkt foretages de sidste tilslutninger til tændingsafbryderen. Et minut før detonationen lyder en række korte hornlyde. Sprængkapslen låser derefter hovedafbryderen op og detonerer ladningerne. Efter eksplosionen låses alle elektriske kredsløb til sprængningsudstyret igen i de sikre positioner, og området inspiceres for fejlskudte sprængladninger og generel sikkerhed. Et langvarigt hornsignal signalerer, at der er fri bane.
Bivirkninger/affald
Fremstilling og anvendelse af sprængstoffer bidrager i et vist omfang med farligt affald til miljøet. Nitroglycerin producerer flere giftige biprodukter som f.eks. syrer, kaustik og olier, der er forurenet med tungmetaller. Disse skal bortskaffes korrekt ved neutralisering eller stabilisering og transporteres til et deponeringsanlæg for farligt affald. Brugen af sprængstoffer skaber store mængder støv og partikler fra eksplosionen og frigiver i nogle tilfælde asbest, bly og andre farlige materialer i atmosfæren. Ukontrollerede eller ukorrekt beregnede eksplosioner kan også forårsage brud på nærliggende tanke og rørledninger, hvorved deres indhold også frigives i miljøet.
Fremtiden
Siden deres udvikling i 1950’erne har avancerede former for plastiske sprængstoffer og formede ladninger erstattet dynamit. Disse sprængstoffer kaldes nu sprængstoffer, da deres stabilitet er forbedret, og de kræver en kraftigere tændladning for at detonere. Et af de mest almindelige sprængstoffer er ANFO, dvs. ammoniumnitrat og brændselsolie. ANFO er let tilgængeligt, betydeligt billigere end dynamit og kan blandes på stedet. Betonnedbrydningshold, der har brug for relativt små sprængninger, bruger dog stadig dynamit som sprængstof.
Hvor kan man lære mere
Bøger
Grady, Sean M. Devices of Controlled Destruction. Lucent Books, 1994.
Keller, J.J. OSHA Safety and Compliance Manual, 1992.
Lewis, Richard, Sr. Sax’s Dangerous Properties of Industrial Materials, 8. udgave. Van Norstrad Rienhold, 1993.
Meyer, Rudolf. Explosives. VCH Publishers, 1992.
Porter, Samuel J. Explosives and Blasting Agents, Fire Protection Handbook. 15th ed., 1981.
Sickler, Robert A. Explosive Principles: An Essential Guide to Understanding Explosives and Detonations. Paladin Press, 1992.
-Douglas E. Betts