Un material exploziv (exploziv), sau o substanță explozivă, este o substanță (sau amestecuri de substanțe) aflată în stare metastabilă, capabilă să sufere sub acțiunea căldurii sau a unui factor mecanic o transformare explozivă în urma căreia reacționează rapid, se descompune brusc și violent cu dezvoltare puternică de căldură, lumină și gaze, provocând o creștere mare a presiunii în mediul său ambiant. thumb|180px|Simbol folosit în UE pentru a indica materiale explozive
Istoric Istoria explozivelor începe undeva în anul 200 î.C., când în China este descoperită accidental pulberea neagră, ce avea să constituie pentru aproximativ 2000 de ani cel mai important material exploziv de uz civil și militar. Prima atestare documentară privind existența unei fabrici de pulbere neagră datează din anul 1040 în localitatea chineză Pein King. Între anii 1100 și 1200 începe în China fabricarea artificiilor. În secolul al XIII-lea, călugărul englez Roger Bacon realizează amestecuri pe bază de azotat de potasiu. Germanul Berthold Schwartz începe fabricarea pulberii negre și studiază proprietățile acesteia. Folosirea pulberii negre a continuat până la mijlocul secolului XIX, când chimiști germani și suedezi sintetizează deja primii explozivi, acidul picric și fulminatul de mercur. În anul 1846, profesorul italian Ascanio Sobrero sintetizează pentru prima dată nitroglicerina (trinitratul de glicerină). La mijlocul secolului XIX, inventatorul suedez Immanuel Nobel reia cercetările privind sinteza nitroglicerinei, începe să o producă și comercializeze, deschizând în 1863, împreună cu fiul său, Alfred Nobel, prima fabrică de nitroglicerină. În anul 1864, Alfred Nobel inventează primul detonator pirotehnic. În anul 1867 încep să se producă primele explozive brizante. La începutul Primului Război Mondial, trinitrotoluenul (TNT) devine explozivul standard și rămâne practic până în zilele noastre cel mai important exploziv brizant de uz militar.
Brizanța Brizanța explozivelor reprezintă capacitatea explozivelor de a fragmenta, a sfărâma sau a distruge substanțe minerale, roci, construcții din beton sau din metal etc. Cu cât brizanța unui exploziv este mai mare, cu atât gradul de sfărâmare este mai mare. Brizanța explozivelor depinde de anumiți factori, cum ar fi energia potențială a explozivelor datorată presiunii gazelor de explozie, viteza de detonație, densitatea explozivelor și durata transformării explozive.
Detonația
Detonația este forma de transformare prin care ia naștere randamentul maxim al unei substanțe explozive cu o ardere completă a produșilor rezultați și prin care se degajă cantitatea maximă de căldură și minimă de gaze toxice.
Explozia Explozia reprezintă un fenomen chimic de descompunere rapidă a unui mediu exploziv care este instabil termodinamic, în cursul căruia energia interioară este transferată la exterior, având loc un lucru mecanic care dezlocuiește mediul exterior. Explozia este un fenomen special de transformare chimică care poate lua forma detonației (explozii detonante) sau a deflagrației (explozii deflagrante), în funcție de viteza de propagare, care poate fi de câteva mii de metri pe secundă, respectiv de câteva zeci de metri pe secundă.
Deflagrația Deflagrația reprezintă forma de transformare chimică a unor substanțe explozive cu reacție ce se propagă cu o viteză de la câțiva centimetri până la câteva zeci de metri pe secundă. Deflagrația este specifică pulberilor omogene, neomogene și compozite. Procesul de deflagrație se caracterizează printr-o creștere rapidă și continuă a presiunii gazelor, cu formarea unui lucru mecanic de dislocare sau aruncare, în sensul rezistenței minime. Deflagrația este declanșată printr-un impuls de natură termică (scânteie, flacără).
Puterea explozivilor Materialele explozive se clasifică din punctul de vedere al efectului pe care-l pot avea asupra mediului în explozive de mare, medie și mică putere, precum și explozive slabe.
Explozive de mare putere Explozivele de mare putere sunt explozive pe bază de nitroglicerină sau nitroglicol (cu conținut de peste 6%), pentrită, hexogen, octogen și amestecuri ale acestora, explozive plastice, elastice și fitiluri detonante. Ele sunt întrebuințate numai în stare pură sau în amestec cu alte substanțe pentru fabricarea mijloacelor de amorsare (capse de aprindere și capse detonante), precum și pentru declanșarea unei forme de descompunere a explozivelor ca detonația, explozia, deflagrația sau arderea. Explozivele de mare putere sunt folosite de obicei în minerit, demolări și activități militare. Suflul detonării atinge viteze între 1.000 și 9.000 m/s. În această categorie mai sunt incluși fulminații de mercur, de argint, de cadmiu și de cupru, azida de plumb, precum și nitrurile de mercur și argint.
Explozive de putere medie Din categoria explozivelor de medie putere fac parte trotilul (trinitrotoluenul – TNT), tetrilul și ceilalți explozivi nitroaromatici, precum și cele pe bază de azotat de amoniu (Amatol și Torpex) cu mai puțin de 6% nitroglicerină sau nitroglicol, explozivele pe bază de clorați și perclorați, gelurile explozive, amestecurile explozive simple de tip AMAL, emulsiile explozive și dinamita RA. Aceste explozive se caracterizează printr-o sensibilitate mică la impulsuri mecanice, termice sau acustice, dar printr-o mare sensibilitate la activarea undei detonante. Aceste explozive realizează puntea de legătură dintre explozivele de amorsare primară și încărcăturile de explozive cu sensibilitate mai mică. De aceea, aceste explozive se mai numesc explozive intermediare. Datorită proprietăților termoexplozive, acestea sunt întrebuințate la fabricarea capselor detonante, a fitilurilor detonante sau a detonatorilor.
Explozive de mică putere Explozivele de mică putere mai sunt denumite explozive neomogene. Din această categorie fac parte amestecurile explozive simple de tip nitramon (AM-1) și nitromonit, pulberile negre cu fum și similare, amestecurile explozive cu peste 30% materii inhibitoare (clorură de sodiu, clorură de amoniu etc.), explozivele antigrizutoase, capsele detonante de orice tip, releele întârzietoare și sistemele de inițiere neelectrică. Explozivele neomogene au sensibilitate mică față de acțiunile exterioare.
Explozive slabe Explozivele slabe sunt pulberile coloidale fără fum, pe bază de nitroceluloză, de nitroglicerină și amestecuri de nitroglicerină cu nitroglicoli, amestecurile incendiare, fitilurile de amorsare Bickford și pulberile eterogene. Explozivele slabe sunt explozive a căror formă de transformare explozivă este deflagrația declanșată prin intermediul unui impuls de natură termică (flacără, scânteie). Principala caracteristică a acestor explozive o constituie viteza mică a procesului de transformare explozivă. Din acest motiv, aceste explozive sunt întrebuințate la executarea lucrărilor de dislocare a rocilor în bucăți mari. Pulberile eterogene sunt întrebuințate la fabricarea mijloacelor de amorsare ca fitilul Bickford, capsele de aprindere și capsele detonante.
Tipuri de explozive În funcție de utilizarea pe care o au, explozivele pot fi de mai multe tipuri și anume: explozive militare, explozive industriale și explozive plastice.
Explozive militare Explozivele militare sunt utilizate în special în aplicații militare, însă își găsesc aplicare pe scară tot mai largă și ca explozive industriale. Explozivele militare pot fi trinitrotoluenul, hexogenul și octogenul.
Trinitrotoluen Trinitrotoluenul este denumit TNT, iar în stare pură este sub formă de pulbere cristalină și are culoare galbenă și gust amărui. Acesta se obține prin cristalizare din toluen sau alcool. În amestec cu alte explozive de amorsare secundară, este folosit la fabricarea fitilului detonant și a încărcăturilor de inițiere – a detonatorilor. TNT-ul este insolubil în apă rece.
Hexogen și octogen Hexogenul (RDX) și octogenul (HMX) sunt substanțe explozive de amorsare secundară cu cristale ortorombice de culoare albă, fără miros și fără gust și sunt insolubile în apă. Ele sunt substanțe explozive foarte sensibile la acțiuni mecanice. Hexogenul este fabricat din acid azotic, hexametilente-tramină și azotat de amoniu sau prin alte reacții chimice împreună cu azotat de amoniu. El se folosește la fabricarea capselor detonante, a încărcăturilor de inițiere TH-400, a detonatorilor, a încărcăturilor de inițiere secundară și a fitilurilor detonante.
Explozive industriale Explozivele industriale sunt utilizate pe scară mai largă în industrie. Cele mai importante sunt nitroglicerina, dinamita, azotatul de amoniu, astralita, pentrilul, nitrații de celuloză și gelurile explozive.
Nitroglicerină
Nitroglicerina sau nitratul de glicerină este un exploziv care, în stare pură, se află sub forma unui lichid uleios transparent, incolor, cu miros caracteristic, fiind un exploziv de amorsare primară. Produsul tehnic are o culoare galbenă până la galben-brun, se solidifică la 80°C și se topește la 110°C. Nitratul de glicerină este foarte sensibil la acțiuni mecanice (șocuri, frecări, lovituri, mișcări bruște). Nitratul de glicerină nu este întrebuințat singur ca exploziv, intrând în compozițiile de fabricare a multor explozive împreună cu azotatul de amoniu, nitrații de celuloză, TNT-ul etc.
Dinamita
Dinamita se prezintă sub formă de pastă omogenă de culoare galben-roșcată.
Azotat de amoniu Azotatul de amoniu se prezintă sub forma unor cristale rombice, cu gust amărui și este foarte solubil în apă. Nu este toxic și este puțin sensibil la acțiuni mecanice exterioare. Azotatul de amoniu nu se amorsează cu capse detonante, ci cu un impuls mai puternic produs de încărcături secundare, detonatori și încărcături de inițiere (100...300 g TNT). Este întrebuințat în amestec cu alte explozive de amorsare secundară: nitrat de glicerină, nitroglicol, dinitrotoluen, TNT, pentrit, hexogen etc. Astfel, în amestec cu TNT poartă numele de Amatol, iar în amestec cu aluminiu, TNT și alte explozive se numește Torpex.
Astralita Astralita este un exploziv de amorsare primară și se prezintă sub formă de pulbere de culoare cenușie. Astralita își păstrează capacitățile explozive la temperaturi cuprinse între -100°C și +250°C. Astralita se fabrică prin amestecarea unor explozivi ca azotatul de amoniu, TNT, nitratul de celuloză și nitratul de glicerină. Astralita se livrează sub formă de cartușe formate din amestecul pulverulent, ambalate în hârtie parafinată și având un diametru de 30 mm și o greutate de 100 g.
Pentrit Pentritul sau PENT este o substanță explozivă cristalină de culoare albă, insolubilă în apă. Pentritul este unul dintre explozivele de amorsare primară cu cea mai mare sensibilitate la acțiuni mecanice (frecare, lovire, strivire) și este foarte sensibil la detonație. Se întrebuințează la fabricarea capselor detonante, inclusiv cele cu microîntârzietoare (milisecund), a detonatorilor, a fitilurilor și a cordoanelor detonante. În amestec cu alte explozive de amorsare secundară se întrebuințează la confecționarea încărcăturilor de inițiere TP-400.
Nitrați de celuloză
Nitrații de celuloză, sau nitroceluloza, sunt explozive de amorsare primară și sunt obținuți prin nitrarea celulozei, având o structură fibroasă de culoare albă sau slab gălbuie. Brizanța nitraților de celuloză este asemănătoare TNT-ului, crescând proporțional cu conținutul în azot. Nitrații de celuloză în stare uscată sunt foarte sensibili la acțiuni mecanice (șocuri, frecări, percuții), precum și la aprindere prin scânteie și amorsare cu ajutorul capselor detonante. Nitrații de celuloză sunt întrebuințați ca elemente principale la fabricarea diferitelor explozive industriale cum ar fi: geluri, dinamită RA, explozivi plastici și pulberi omogene.
Geluri explozive Gelurile explozive se prezintă sub formă de șlamuri, mâluri sau geluri explozive, constituite dintr-o soluție de azotat de amoniu, azotat de sodiu și azotat de potasiu, la care se pot adăuga praf de aluminiu și TNT.