本發(fā)明涉及化學(xué)方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以硝酸銨為主的氣體膨脹劑的配方組成及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今的社會下，中國的國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)建設(shè)已經(jīng)缺少不了工程爆破這一特種行業(yè)的推動，在我國國民經(jīng)濟(jì)的各種各樣的部門中，毫無疑問的是爆破技術(shù)已運(yùn)用到各個部門，而且爆破技術(shù)有著傲人的成就與可喜的成果。列舉如下幾個例子，礦業(yè)部門使用爆破技術(shù)去把礦石覆蓋層揭開，地下巷道的掘進(jìn)，在露天開采中的爆破技術(shù)可以用為地下采礦，礦石開采爆破；修建水上大壩的定向爆破技術(shù)被水利相關(guān)部門所利用，還有為了打開水庫而修建進(jìn)行飲水隧洞的巖室爆破；鐵道交通部門可以將其用在于路塹的爆破，凍土地帶和填筑路堤、軟土的爆破；石油化工相關(guān)行業(yè)可以用于埋設(shè)地下的管道和過江的管道，還包括對處理油井卡鉆等事故進(jìn)行相應(yīng)的爆破技術(shù)；也可以用于水下炸礁，比如說用于疏浚河道和壓實(shí)松軟土地的水下碼頭、堤壩地基相應(yīng)的處理和水下爆破等等，都是現(xiàn)在經(jīng)常會用到的爆破技術(shù)。隨著現(xiàn)今科技越來越快的進(jìn)步和相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，部分大型工廠和大規(guī)模企業(yè)進(jìn)行改擴(kuò)建以及遷移工廠等，城市在發(fā)展中進(jìn)行的改建、擴(kuò)建，拆除控制爆炸已經(jīng)成為不可或缺的相關(guān)技術(shù)，爆破技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展。雖然爆破拆除技術(shù)具有速度快、周期短、拆除量大等優(yōu)點(diǎn)，但爆破拆除瞬間噪音較大、揚(yáng)塵較多會對環(huán)境帶來污染；而且振動大并有可能產(chǎn)生飛石等對被保護(hù)物帶來危險(xiǎn)，同時(shí)現(xiàn)今越來越重視著安全、環(huán)境和成本等等問題。因此我們急需一種高效、安全、環(huán)保的新型拆除手法以滿足在特殊作業(yè)條件下的使用要求。而氣體膨脹劑不僅具有良好的爆炸性能，且具有原料來源非常之廣、加工生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，氣體膨脹劑既保證了安全，又加速了現(xiàn)在社會的飛速建設(shè)，并且大大地節(jié)省了經(jīng)費(fèi)與花銷，是現(xiàn)在爆破工程領(lǐng)域未來發(fā)展的新方向。

對比國內(nèi)外，目前，氣體膨脹劑的研究和運(yùn)用在國內(nèi)外均是熱門課題，尤其是國外對氣體膨脹劑的研究比較完善，并已經(jīng)可以運(yùn)用到了實(shí)際工業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行實(shí)用。例如做為起動藥用在飛機(jī)發(fā)動機(jī)的渦輪、魚雷導(dǎo)向葉片和陀螺轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；在汽車領(lǐng)域中應(yīng)用到安全氣囊當(dāng)中；救生筏等需要快速充氣的設(shè)施也需離不開氣體膨脹劑；在軍事領(lǐng)用中，用做火箭、導(dǎo)彈的氣體推進(jìn)劑以及飛機(jī)的彈射椅和滅火裝置。但我國對氣體膨脹劑的研究還處于初級階段，還有處于一種尚待探索的階段。因而尋求一種高效、安全、環(huán)保的氣體膨脹劑的配方具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種大大減輕傳統(tǒng)爆破產(chǎn)生的飛石、噪音、振動、灰塵等負(fù)面影響的氣體膨脹劑。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:

一種氣體膨脹劑，由質(zhì)量比為60-70：30-40的硝酸銨與單基藥或硝化棉組成。

優(yōu)選的，所述的氣體膨脹劑，由質(zhì)量比為65：35的硝酸銨與硝化棉組成。

上述氣體膨脹劑在工程爆破領(lǐng)域的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著效果如下：

（1）安全無毒環(huán)保。不會生成有害有毒氣體損害周圍環(huán)境，也不會危害到周圍施工人員的身體健康，同時(shí)可以控制揚(yáng)塵的飛起。

（2）生成的殘?jiān)容^少。反應(yīng)物在全部氧化的情況下可以全部生成氣體，沒有殘?jiān)Ａ?，一般殘?jiān)羞€有有毒成分且不可回收利用。

（3）破碎效果好。將其預(yù)埋混凝土的孔中，藥劑點(diǎn)燃燃燒后產(chǎn)生大量氣體，在孔中形成膨脹作用，從而破壞混凝土，在達(dá)到和傳統(tǒng)爆破同樣效果的同時(shí)，大大減輕傳統(tǒng)爆破產(chǎn)生的飛石、噪音、振動、灰塵等負(fù)面影響。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明主要利用點(diǎn)火藥燃燒、硝酸銨受熱分解迅速產(chǎn)生大量高溫高壓氣體，被強(qiáng)烈壓縮在原有體積內(nèi)，造成數(shù)百個MPa的高壓進(jìn)而對周圍介質(zhì)做功，實(shí)現(xiàn)內(nèi)在勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功或運(yùn)動氣體動能從而達(dá)到破碎效果。不同于一般燃料的燃燒，本發(fā)明本身含有氧與可燃成分，因此，其燃燒并不需要借助空氣中的氧氣便可以自行地進(jìn)行下去，可以滿足在密閉環(huán)境下的工作要求。

本發(fā)明所述的氣體膨脹劑，其主體藥劑為硝酸銨，根據(jù)零氧平衡確定硝酸銨與其它點(diǎn)火藥的配比。通過密閉爆發(fā)器實(shí)驗(yàn)測試其最高膨脹壓力，進(jìn)而確定最佳配比，實(shí)現(xiàn)最佳破碎效果。

因?yàn)槊荛]爆發(fā)器的容積不大，所以本發(fā)明所有實(shí)驗(yàn)藥品總量規(guī)定為100mg.

試驗(yàn)的參照組：100mg硝酸銨在密閉爆發(fā)器內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.101Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.02秒。

實(shí)施實(shí)例1

硝酸銨與硝化棉

硝酸銨和硝化棉的配比為65%：35%，確定以下各組成質(zhì)量：

（1）硝酸銨與硝化棉的質(zhì)量分別為70mg、30mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.313Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.06秒。

（2）硝酸銨與硝化棉的質(zhì)量分別為65mg、35mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.524Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.06秒。

（3）硝酸銨與硝化棉的質(zhì)量分別為60mg、40mg。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.494Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.08秒。

實(shí)施實(shí)例2

硝酸銨與黑火藥

硝酸銨和黑火藥的配比為3:5。進(jìn)而確定以下幾個配比方案：

（1）硝酸銨與黑火藥的質(zhì)量分別為37.5mg、62.5mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.513Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.07秒。

（2）硝酸銨與黑火藥的質(zhì)量分別為32.5mg、67.5mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.448Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.08秒。

（3）硝酸銨與黑火藥的質(zhì)量分別為27.5mg、72.5mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.437Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.10秒。

（4）硝酸銨與黑火藥的質(zhì)量比為22.5mg、77.5mg。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.366Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.06秒。

實(shí)施實(shí)例3

硝酸銨與5/7單基藥

這些單基藥雖加入了部分添加劑，但是添加劑并不占主體成分，對化學(xué)分子式的影響比較小，所以仍然可以按照單基藥與硝酸銨的配比方案進(jìn)行配比。

（1）硝酸銨與5/7單基藥的質(zhì)量分別為70mg、30mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.116Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.03秒。

（2）硝酸銨與5/7單基藥的質(zhì)量分別為65mg、35mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.163Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.02秒。

（3）硝酸銨與5/7單基藥的質(zhì)量分別為60mg、40mg。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.116Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.02秒。

實(shí)施實(shí)例4

硝酸銨與2/7單基藥

（1）硝酸銨與2/7單基藥的質(zhì)量分別為70mg、30mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.101Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.01秒。

（2）硝酸銨與2/7單基藥的質(zhì)量分別為65mg、35mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.187Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.01秒。

（3）硝酸銨與2/7單基藥的質(zhì)量分別為60mg、40mg。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.127Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.02秒。

實(shí)施實(shí)例5

硝酸銨與1/2單基藥

（1）硝酸銨與1/2單基藥的質(zhì)量分別為70mg、30mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.268Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.14秒。

（2）硝酸銨與1/2單基藥的質(zhì)量分別為65mg、35mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.216Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.09秒。

（3）硝酸銨與1/2單基藥的質(zhì)量分別為60mg、40mg。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.290Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.13秒。

實(shí)施實(shí)例6

硝酸銨與雙芳類單基藥（快速反應(yīng)）

（1）硝酸銨與雙芳類單基藥（快速反應(yīng)）的質(zhì)量分別為70mg、30mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.398Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.07秒。

（2）硝酸銨與雙芳類單基藥（快速反應(yīng)）的質(zhì)量分別為65mg、35mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.530Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.07秒。

（3）硝酸銨與雙芳類單基藥（快速反應(yīng)）的質(zhì)量分別為60mg、40mg。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.604Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.05秒。

實(shí)施實(shí)例7

硝酸銨與雙芳類單基藥（慢速反應(yīng)）

（1）硝酸銨與雙芳類單基藥（慢速反應(yīng)）的質(zhì)量分別為70mg、30mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.120Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.22秒。

（2）硝酸銨與雙芳類單基藥（慢速反應(yīng)）的質(zhì)量分別為65mg、35mg；

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.370Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.19秒。

（3）硝酸銨與雙芳類單基藥（慢速反應(yīng)）的質(zhì)量分別為60mg、40mg。

測得試驗(yàn)結(jié)果，最高壓強(qiáng)為0.152Mpa，到達(dá)最高壓強(qiáng)所用的時(shí)間為0.02秒。