Die Beurteilung des Wertes von Sprengstoffen. Von Dr. Rudolf Blochmann, Zivil-Ingenieur und Sachverständiger für Sprengtechnik. Die Beurteilung des Wertes von Sprengstoffen. Für die Beurteilung von Sprengstoffen ist eine auf empirischen Untersuchungen beruhende Kenntnis von deren Eigenschaften zweifellos von frohem Werte, weil sich dadurch nicht allein ihr Sprengwert und damit also auch ihr Kaufwert, sondern auch ihre Sicherheit gegen die Gefahren der Schlagwetterzündung von vornherein angeben lassen. Es ist nun bisher noch nicht möglich gewesen, die Vorgänge einer Explosion während derselben vollkommen messend zu verfolgen, weil die Messapparate der zerstörenden Wirkung der Explosion nicht stand halten können. Um so mehr ist es von Wichtigkeit, die verschiedenen für die Vorgänge während einer Explosion massgebenden Werte einzeln durch Versuche zu ermitteln. Der Lösung dieser Aufgabe ist nun eine grossere Reihe von wissenschaftlichen Untersuchungen von Sprengstoffen gewidmet gewesen, welche in dem Versuchslaboratorium der Sprengstoff A.-G. Carbonit in Schlebusch unter der Leitung des Herrn Direktors C. E. Bichel ausgeführt und von demselben in der Zeitschrift für das Berg–, Hütten- und Salinenwesen im Königreiche Preussen (Bd. L, Heft 3) veröffentlicht worden sind. Die dort mitgeteilten bedeutsamen, mit Aufwand beträchtlicher Geldmittel und langjähriger Arbeit gewonnenen Versuchsergebnisse boten Veranlassung zu einer Reihe von Folgerungen und allgemeinen Betrachtungen, die den Gegenstand der folgenden Abhandlung bilden. Es wurde dabei angenommen, dass die pyrodynamischen Erscheinungen im allgemeinen, besonders aber das verschiedene Verhalten der Sprengstoffe gegenüber der Schlagwettergefahr von allgemeinem Interesse sind. Die Theorie der Sprengstoffe ist bisher in Frankreich zweifellos am meisten gefördert worden. Alle französischen Forscher auf diesem Gebiete, namentlich die Herren Berthelot, Sarrau u. Vieille, Mallard u. Le Chatelier, Moisson, Roux, legen ihren Untersuchungen und Ableitungen die Zersetzungsgleichung der chemischen Bestandteile des Sprengstoffs zu- I gründe und übertragen vielfach Gesetze, welche für gewöhnliche Verhältnisse als bestätigt gelten können, auch auf dieVerhältnisse der Explosion, wo es sich um Drucke und Temperaturen handelt, die unmittelbar bisher noch niemand und noch kein Instrument zu messen imstande war. Man bekommt freilich auf diese Weise exakte Formeln und durch deren Anwendung leicht rechnerisch bestimmte Ergebnisse, doch kann man nicht mit einer durch Versuche zu erhärtenden Sicherheit deren Richtigkeit behaupten; ebenso wenig lässt sich freilich ihre Zulässigkeit zahlenmässig widerlegen. Die von den französischen Forschern bis zu einem hohen Grade der Vollkommenheit ausgebildete Theorie der Wirkungen der Sprengstoffe beschäftigt sich hauptsächlich mit deren Kraftleistungen und betrachtet dabei vornehmlich die entstehenden Druckgrössen, in zweiter Linie die verrichteten Arbeiten, nicht aber die Sicherheit der Sprengstoffe gegen Schlagwetterzündung. Aber gerade die mehr oder weniger grosse Sicherheit eines Sprengstoffs gegen die Schlagwetterzündung bietet uns eine Handhabe, sozusagen eine Probe auf das Exempel zu machen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass Sprengstoffe, welche nach den französischen theoretischen Ableitungen und Formeln (und nach denselben sind sogar unter beliebigem Herausgreifen weniger der hier in Frage kommenden Verhältnisse, gesetzliche Bestimmungen erlassen worden)Die in dem „Circulaire du ministère“ vom 1. Aug. 1890 enthaltenen Bestimmungen lauten:1. Les produits de la détonation ne doivent renfermer aucun élément combustible, tels que hydrogène, oxyde de carbone, carbone solide etc.2. Les températures de détonation des explosifs ne doivent pas passer 1500° dans les travaux en couche, et 1900° dans les travaux au rocher. als schlagwettersicher gelten müssen, dies keineswegs sind, und umgekehrt Stoffe, welche nach den französischen Bestimmungen in schlagwettergefährlichen Gruben nicht angewendet werden dürfen, tatsächlich in Mengen angewendet werden können, die grösser sind als die bei der praktischen Sprengarbeit im Bergwerk gewöhnlich gebrauchten. Der französische Textabbildung Bd. 318, S. 217 Allgem. Kennzeichung des Sprengstoffes; Name des Sprengstoffes; Chemische Zusammensetzung des Sprengstoffes; Form des Sprengstoffes; Grösste erreichbare Ladedichte; 1 kg Sprengstoff nimmt einen Raum ein von; Ausbauchung des Trauzlschen Bleiblockes; Ladung: 10 g, Durchmesser und Höhe des Blockes: 20 cm; Druck einer Patrone von 100 g in 15 l-Kammer nach Ausschaltung der Einnach Ausschaltung der Einwirkung der Oberfläche; Druck einer Patrone von 1 kg auf die Flächeneinheit der Wandung in einer 1 lder Kammer (berechn. nach 7a); Druck auf die Flächeneinheit der Wandung im eig. Vol. (ber. n. 7a. u. 5a.); 1000 g Sprengstoff entwickeln bei der Explosion gasförmige Stoffe (auf 15° und 1 Atm. reduziert; Auf 1 l eingenommenen Raum entfallen bei der Explosion gasförmige Stoffe (auf 15° u. 1 Atm. reduziert); Anzahl der Kalorien, welche 1 kg Sprengstoff entwickelt; Entzündungsgeschwindigkeit (m in der Sekunde); Dauer der Stichflamme von 100 g Sprengstoff (1/1000 Sek.); Länge der Stichflamme von 100 g Sprengstoff; Eine Patrone von 30 mm Durchmesser überträgt die Entzündung auf eine andere auf eine Entfernung von mm; 7 v. H. Schlagwettergemische m. aufgewirbelten Kohlenstaub werden gezündet von; Reziproke Werte der vorigen Spalte × 100 (Masszahlen für Schlagwettergefährlichkeit); Gegen Schlagwetter scher; Nitroglyzerin-Sprengstoffe; Ammoniaksalpeter-Sprengstoffe; Gegen Schlagwetter unischer; Nitroglyzerin-Sprengstoffe; 1. Schwarzpulver; 2. Sprenggelatine; 3. 65 v. H. Geltine-Dynamit; 4. 75 v. H. Guhr-Dynamit; 5. Donarit; 6. Ammoncarbonit I; 7. Ammoncarbonit; 8. Thunderite; 9. Carbonit II; 10. Carbonit I; 11. Kohlencarbonit; 12. Carbonite; 75 v. H. Salpeter, 13 v. H. Kohle, 12 v. H. Schwefel; 92 v. H. Nitroglyzerin, 8 v. H. Kollodiumwolle; 63 ½ v. H. Nitroglyzerin, 1 ½ v. H. Kollod. Wolle, 27 v. H. Natronsalpeter, 8 v. H. Holzmehl; 80 v. H. Ammonsalpeter, 12 v. H. Trinitrotoluol, 3,8 v. H. Nitroglyzerin, 0,2 v. H. Kollod. Wolle, 4 v. H. Mehl; 4,5 v. H. Stärkemehl, 80,3 v. H. Ammonsalp., 5 v. H. Kalisalp., 4 v. H. Nitroglyzerin, 0,2 v. H. Kollof Wolle, 6 v. H. Kohlenstb.; 82 v. H. Ammonsalpeter, 10 v. H. Kalisalpeter, 4 v. H. Mehl, 4 v. H. gelat. Oel; 92 v. H. Ammonsalpeter, 4 v. H. Mehl, 4 v. H. Trinitrotoluol; 30 v. H. Nitroglyzerin, 24 ½ v. H. Natronsalp., 30 ½ v. H. Natronsalp., 39 ½ v. H. Mehl, 1 v. H. Barytsalpeter, 1 v. H. Lohmehl, ½ v. H. Soda; 25 v. H. Lohmehl, ½ v. H. Soda; grobe Körner poliert; gummiartig; knetbar; trocken, teigartig; trocken, pulverig; wie feuchter Sand; bröckelig, plastisch; bröckelig, weich Gedankengang ist, kurz skizziert, dieser: Jede Explosion besteht in einer nach einer bestimmten Gleichung vor sich gehenden chemischen Zersetzung und wird begleitet von bestimmten thermischen Verhältnissen, welche bewirken, dass eine bestimmte Temperatur bei diesem Vorgange erreicht wird. Diese Temperatur, welche übrigens als ganz unabhängig von der verwendeten Sprengstoffmenge angenommen wird, wird aus den thermischen Werten der betreffenden Zersetzungsgleichung rechnerisch ermittelt. Dann wird gesagt: Sprengstoffe, bei welchen diese errechnete Temperatur unter einer bestimmten Grenze liegt, gelten als schlagwettersicher; liegt die Temperatur aber über jener Grenze, so gelten sie als unsicher. Es mag ferner auch noch darauf hingewiesen sein, dass die französischen Bestimmungen den Gebrauch von Sprengstoffen, deren angenommene Zersetzungsgleichung auf der rechten Seite das Auftreten von C, CO, H aufweist, von der Verwendung in schlagwettergefährlichen Gruben ganz ausschliessen. Man hat hierbei keine Rücksicht darauf genommen, ob etwa das bei manchen Sprengstoffen nur in wenigen Prozenten sich bewegende Auftreten jener genannten Gase tatsächlich in den aus einigen Patronen sich entwickelnden Mengen eine Gefahr darstellt. Die Tatsache, dass in Deutschland seit mehr als 15 Jahren Sprengstoffe verwendet werden, welche bei ihrer Zersetzung nicht unerhebliche Mengen von CO erzeugen, ohne dass irgendwie Nachteile dadurch entstanden wären, widerlegt wohl am besten die Befürchtung, welche bei der Festsetzung der französischen Bestimmung mit massgebend gewesen zu sein scheint. Sind demgemäss die französischen Bestimmungen als auf rein theoretischen Ableitungen beruhende aufzufassen, so sehen andererseits die deutschen Bestimmungen über die Schlagwettersicherheit von Sprengstoffen ganz von solchen theoretischen Betrachtungen ab und stellen sich auf einen rein empirischen Standpunkt. Man stellt sich nämlich in Ermangelung von natürlichen Grubengasbläsern ein den zumeist auftretenden Schlagwettern entsprechendes künstliches Schlagwettergemisch mit Methan, Leuchtgas, Benzin, Kohlenstaub her, füllt mit demselben eine Versuchsstrecke an und schiesst mit verschiedenen Mengen des fraglichen Sprengstoffs aus unbesetztem Bohrloche in das Gasgemisch. Als schlagwettersicher kann man im allgemeinen Sprengstoffe ansehen, von denen eine Patrone, wie sie zumeist beim Sprengen im Bergwerk Verwendung finden, das ist eine Menge von beispielsweise 350 g, eine Entzündung niemals hervorruft. Genügt aber eine Menge von 350 g oder weniger zur Erzielung einer Entzündung, so gilt der betreffende Sprengstoff als nicht schlagwettersicher.Die entsprechenden englischen Bestimmungen schreiben eine feste Besetzung des Sprenglochs vor und setzen als Grenzmenge diejenige Menge fest, welche einen Ausschlag des ballistischen Pendels von 3,2 Zoll ergibt. Einheitliche Vorschriften bestehen hier noch nicht. Selbstverständlich ist eine möglichst hohe Sicherheit, wobei dann also auch die Verwendung grösserer Sprengstoffmengen erlaubt ist, in jedem Falle durchaus erwünscht. Ohne Zweifel sind die Arbeiten der französischen Forscher ein beredtes Zeugnis von deren hervorragender Fähigkeit zu mathematisch-exakter theoretischer Bearbeitung eines so schwer zu behandelnden Gebiets, wie es das vorliegende darstellt; wenn man aber die Auswahl treffen soll, zwischen empirisch kontrolierbaren Verfahren und solchen, die auf theoretischen Voraussetzungen fussen, so erscheint mir doch den ersteren in diesem Falle der Vorzug gegeben werden zu müssen. Es lässt sich übrigens vermuten, dass die Endergebnisse der exakten Theorie mit den empirisch gewonnenen Versuchsergebnissen, wie sie sich aus den Arbeiten der Sprengstoff A.-G. Carbonit herleiten, garnicht so weit auseinanderliegen,wie sich bei einer weiteren Verfolgung dieses Gegenstands, die sich der Verfasser vorbehält, ergeben dürfte. Es kann aber auch nicht geleugnet werden, dass es wünschenswert ist, wenn es gelingen würde, zwischen den Normen für Schlagwettersicherheit und den übrigen Eigenschäften eines Sprengstoffs Beziehungen zu ermitteln, welche von vorneherein über dessen mehr oder weniger grosse Sicherheit ein Urteil zu bilden uns ermöglichten. Nach diesem Ziele hin nun bewegen sich die von der Sprengstoff A.-G. Carbonit in deren Versuchslaboratorium in Schlebusch, besonders von Herrn Dr. Mettegang ausgeführten Arbeiten, und man kann wohl sagen, dass diese Arbeiten uns dem Ziele ein gut Stück näher gebracht haben. Es könnte vielleicht Wunder nehmen, dass nicht schon früher derartige Untersuchungen nach wissenschaftlichen Grundsätzen angestellt und systematisch durchgefürt wurden. Es muss aber hervorgehoben werden, dass solche Untersuchungen über Sprengstoffe ja nur an Stellen vorgenommen werden konnten, wo man über die behördliche Konzession zur Lagerung bezw. Herstellung von Sprengstoffen in grossen Mengen und leicht auch über diese selbst verfügte: Bedingungen, wie sie z.B. für die Laboratorien der staatlichen Hochschulen nicht vorliegen. Umsomehr verdient es anerkannt zu werden, wenn eine Sprengstoffabrik selbst in so eingehender und wissenschaftlich systematischer Weise an eine Untersuchung ihrer Erzeugnisse herangegangen ist, wodurch empirische Grundlagen geschaffen worden sind, welche es auch ohne formelmässige Behandlung der Sache ermöglichen, jeden neuen Sprengstoff, welcher diesen Untersuchungen unterworfen wird, in die Reihe der derart bekannten Sprengstoffe einzureihen und damit für den praktischen Gebrauch vollkommen zu kennzeichnen. Die Schlebuscher Untersuchungen tragen somit durchaus einen empirischen Charakter: sie stellen sich ausschliesslich und grundsätzlich auf den Boden des Versuchs, so sehr, dass auch die Endergebnisse nicht in formelmässigen Zusammenhang gebracht uns entgegentreten. Das Endergebnis der Untersuchungen stellt vielmehr die S. 217 abgedruckte Tabelle dar. Man kann diese Tabelle mit einem Blick überschauen, und doch ist es zweifellos, dass zur Gewinnung der in ihr enthaltenen Zahlen langjährige Arbeit und beträchtliche Geldmittel aufgewendet werden mussten. Die einzelnen Reihen dieser Tabelle sollen im folgenden besonders betrachtet werden, wobei zugleich der Untersuchungsverfahren, nach denen die Zahlen gewonnen wurden, gedacht werden muss. Die Untersuchungsverfahren sind zum grössten Teile überhaupt vordem noch nicht in der in Schlebusch benutzten Ausbildungsweise angewendet worden. Die ersten 4 Reihen enthalten allgemeine Kennzeichen der zu den Versuchen herangezogenen Sprengstoffe. Dies sind hauptsächlich die Sicherheitssprengstoffe, mit deren Fabrikation sich die Sprengstoff A.-G. Carbonit in Schlebusch beschäftigt; sodann, um Vergleiche mit anderen Sprengstoffgruppen leichter zu ermöglichen, das Sprengpulver als sehr wenig brisanter Sprengstoff und einige der bekannteren und im Bergbau gebräuchlichen Nitroglyzerinsprengstoffe mit hoher Brisanz. Die Zahlen der Reihe 5 sind durch Feststellung der Dichte der patronierten Sprengstoffmengen gewonnen worden. Die Reihe 6 enthält Ergebnisse von Versuchen mit dem Bleiblock, welche, seit Herr Trauzl sie angab, vielfach angewendet werden und zur Vergleichung ähnlicher Sprengstoffe wohl dienen können, wenn sie zuverlässig und in grösserer Zahl ausgeführt werden. Es muss aber darauf hingewiesen werden, dass zur Vergleichung verschiedenartiger Sprengstoffsorten das Trauzlsche Verfahren sich garnicht eignet, wie jeder z.B. daraus erkennen kann, dass die Ergebnisse für zwei in ihrer Wirkung so verschiedene Sprengstoffe, wie Donarit und Dynamit, ziemlich dieselben sind. (Fortsetzung folgt.)