Plofstowwe
Die beginsel van 'n ontploffing is baie eenvoudig. Dit is gebaseer op die snelle en dramatiese uitsetting van gas. 'n Plofstof is 'n stof wat 'n skielike en baie hoë druk op sy omgewing kan uitoefen deur die blitssnelle omskepping van die stof tot 'n warm gas. Op die oomblik van die ontploffing neem die gas nog dieselfde ruimte in beslag as die plofstof, maar die hitte van die ontploffing laat dit uitsit. Die druk raak te groot vir die houer waarin die gas is, en dit skiet uitmekaar.
Hierdie artikel behoort versmelt te word met Springstof.
Maak seker om die inhoud te skuif na die bladsy wat reeds aan Wikidata gekoppel is!
Indien altwee gekoppel is, sien hier.
Hoekom moet ons juis plofstof gebruik? Hoekom dan nie sommer enige ding wat kan brand nie? Plofstowwe het die unieke eienskap dat hulle teen 'n geweldige snelheid brand. Wanneer hulle in 'n beperkte ruimte verkeer, moet die gasse wat deur die ontbranding veroorsaak word, eenvoudig uitbars. Twee van die belangrikste eienskappe van plofstowwe is:
- Hulle bevat 'n stof, of 'n mengsel van stowwe, wat in gewone, normale omstandighede onveranderd bly, maar 'n snelle chemiese verandering ondergaan sodra dit aan die brand gesteek word.
- Tydens hierdie verandering ontstaan gasse, waarvan die volume, by die hoë temperatuur wat met die ontploffing gepaard gaan, baie groter is as die van die oorspronklike stof.
As ons hierdie eienskappe in syfers uitdruk, kan ons 'n idee vorm van die snelheid en omvang van ontploffings. Wanneer 'n plofstof ontbrand, kan die temperatuur van die gasse wat veroorsaak word, tot 6 000 °C styg (en dit is vyf keer so veel as die temperatuur waarby yster smelt). Die gasse sit sodoende teen 'n geweldige tempo uit, tot 10 000 keer hul oorspronklike volume op die oomblik van ontbranding. Iets moet dus padgee. Wanneer plofstof in steengroewe gebruik word, word gate in die rots geboor en die plofstof daarin geplaas. In hierdie geval moet die rots dus padgee. Wanneer plofstof as aandrywingsmiddel gebruik word, gee die koeël, projektiel of vuurpyl pad deur vorentoe of boontoe te beweeg.
Die hantering van plofstof
Regerings is terdeë bewus van die gevaar van plofstof en ook in Suid-Afrika is daar wette wat die vervaardiging van plofstof tot spesiale fabrieke beperk. In sulke fabrieke moet die verskillende geboue weg van mekaar opgerig word, terwyl sommige omring word deur 'n hoë muur of wal. Die meeste fabrieke is ook verdeel in "gevaarsones" en "veiligheidsones". Salpetersuur en swaelsuur word by in die veiligheidsone vervaardig, terwyl die plofstof in die gevaarsone vervaardig en verpak word.
Die groot gevaar in hierdie fabrieke is die ontbranding van plofstof deur vonke, wrywing of stampe. Onbeskermde ligte, staalgereedskap en alle ander instrumente wat moontlik 'n vonk of vlam kan veroorsaak, is streng verbode. Die werkers se rubberskoene word ook spesiaal skoongemaak voordat hulle in die gevaargebied toegelaat word, om te voorkom dat gruis of klippies onnodige wrywing veroorsaak.
Twee belangrike groepe
Plofstof word in twee groepe verdeel, nl. dryfspringstof en brisante springstof. Die dryfspringstof word, soos die naam aandui, vir aandrywing gebruik, terwyl brisante springstof met sy versplinterende uitwerking vir vernietiging gebruik word.
Moderne dryfspringstof soos kordiet word vervaardig deur nitrogliserien en nitrosellulose (skietkatoen) te meng. Dit word gebruik in koeëls vir aIle soorte vuurwapens en partykeer ook vir die aan die gang sit van vliegtuig- en dieselmasjiene.
Buskruit, die oudste plofstof en ook die maklikste om voor te berei, kan met 'n vonk of vlam aangesteek word. By die moderne plofstof word egter ander metodes gebruik.
Dryfspringstof kan ontsteek word deur 'n vlam afkomstig van'n klein hoeveelheid plofstof in 'n slagdoppie (wanneer die sneller van 'n geweer getrek word, val die haan met 'n skerp slag teen die slagdoppie) of deur 'n buskruit-ontsteker. Hierdie meganisme bestaan uit 'n dun draadjie waaraan 'n stukkie buskruit geheg is. 'n Elektriese stroom word deur die draadjie gestuur, dit word warm en laat die buskruit ontbrand.
Die mees algemene brisante springstof is T.N.T. (trinitrotolueen). Byna aIle soorte brisante springstof word vervaardig deur die een of ander koolstofhoudende stof met salpetersuur te behandel.
Brisante springstof kan slegs deur 'n hewige skok ontsteek word. As mens dit bv. met 'n vuurhoutjie aansteek, sou dit net brand sonder om te ontplof. Slagdoppies, wat 'n lading bevat wat maklik ontbrand, bv. heksogeen, tetriel of knalkwik, word vir hierdie doel gebruik. Party grofgeskutkoeëls bevat brisante springstof. 'n Slagdop word voor aan die punt van die koeël aangebring. Wanneer die koeël dan sy teiken tref, word die brisante springstof ontbrand, dit ontplof en rig groot verwoesting aan.
Die geskiedenis van plofstof
Oor die uitvinding van plofstof bestaan daar taamlik uiteenlopende menings. In die 13de eeu het die Engelsman Roger Bacon 'n formule opgestel vir die vervaardiging van buskruit, maar dit is bekend dat die Chinese en die Arabiere eeue voor Bacon soortgelyke mengsels gehad het. Kort na die ontdekking van buskruit is die militêre nut daarvan besef en is daar begin om dit in wapens te gebruik. Sedert daardie tyd het plofstof 'n groot invloed op die wêreldgeskiedenis gehad.
Buskruit is oorspronklik sommer tuis gemaak, maar die vervaardiging daarvan was so gevaarlik dat dit op die ou end tot 'n paar spesiale plekke beperk is. Eers in die 17de eeu is die rotsbreekvermoë van buskruit begin benut toe dit vir die wegskiet van rots en grond gebruik is.
'n Jaar later, in 1847, het die Italianer Ascanio Sobrero die beroemdste van alle plofstowwe, nitrogliserien, ontdek. Hy het gliserien in 'n mengsel van salpetersuur en swawelsuur laat drup en sodoende 'n plofstof vervaardig wat 12 000 keer sy eie volume aan gas ontwikkel wanneer dit ontplof. Aangesien nitrogliserien egter deur die geringste stampie kan ontbrand, is sy gebruik baie gevaarlik en dus beperk.
In 1866 het die Sweedse wetenskaplike Alfred Nobel, na wie die Nobelprys genoem is, ontdek dat nitrogliserien 'n tekstuur soos dié van kaas kry en met groter veiligheid gehanteer kan word as dit gemeng word met 'n sanderige stof, kieselgoer. Hierdie mengsel van Nobel het bekend geword onder die naam dinamiet. Nobel het ook ontdek dat as skietkatoen met nitrogliserien gemeng word, dit 'n stywe jellie vorm. Dit staan vandag as springgelatien bekend en word veral in steengroefwerk gebruik.
Die gebruike van plofstof
Afgesien van sy gebruike in oorlogswapens, is plofstof 'n groot hulpmiddel vir die mens. Die mens gebruik plofstof om sy vuurpyle in die hemelruim te kry, en ook om onder die aardoppervIak te delf na goud, yster en ander minerale. Dit is ironies dat hoewel plofstof in die geskiedenis seker meer brande as enige ander stof veroorsaak het, dit ook gebruik kan word om brande te blus - in olieboorgate. In so 'n geval word die brand in die oliegat "doodgeskiet" deur 'n ontploffing, net soos 'n kers gesnuit kan word deur 'n klapper daarnaby af te skiet.
Bronnelys
- Kennis, Volume 1, 1980, bl.102-103, ISBN 0-7981-0823-1