ANFO och ANNM

Högexplosiva blandningar innehållande nitrater kan delas in i två grupper; gjutbara och icke eller semi-gjutbara.
Det gjutbara är ofta eutetiska blandningar mellan två eller flera ämnen, och detta gjorde så att man kunde framställa billiga sprängämnen under världskrigen.
De icke gjutbara är sprängämnen till vilka t. ex. chedditerna tillhör (se kloratavsnittet). Det är oftast en mekanisk blandning av nitrater och andra ämnen, vilka delvis kan smältas ihop.

Gjutbara nitratsprängämnen

Dessa sprängämnen innehåller i huvudsak AN med tillsatser för att sänka dess smältpunkt till mer humana nivåer. Man tillsätter ofta nitrater av alkalimetaller eller andra organiska nitrater, men även klorider, urea och dicyandiamid förekommer.

Nedan beskrivs några av dessa:

Ammoniumnitrat: 55%
Etylendiamindinitrat. 45%

Ammoniumnitrat: 60%
Metylaminnitrat. 40%

Ammoniumnitrat: 55%
Metylaminnitrat. 40%
Etylendiamindinitrat: 5%

Samtliga utav dessa är eutetiska blandningar.

Icke gjutbara nitratsprängämnen

Det absolut mest kända sprängämnet i denna kategorin är ANFO vilket tom. har fått en egen rubrik nedan. Dessa lämpar sig troligtvis bättre för amatören då det ofta kan vara bökigt att gjuta sprängämnen.
Dessa blir dessutom svåra att bringa till detonation.
En annan bland hobbysprängare populär blandning är ammoniumnitrat/nitrometan, även kallat AN/NM bland R20_PYRO:s glada amatörer. Även detta har fått en helt egen rubrik nedan.
De mest använda blandningarna är de mellan AN och aromatiska nitroföreningar som TNT och TNP under världskrigen. Under dessa tider fanns det inte tillräckligt utav aromatiska sprängämnen för att motsvara den enorma efterfrågan.
Man hade vid tiden för första världskriget lärt sig göra AN från atmosfäriskt kväve och syre, så det föll sig naturligt att blanda ut de konventionella sprängämnena med AN.

Nedan beskrivs ett urval av pulverformiga sprängämnen:

- Schnéiderite

Ammoniumnitrat: 87,5%
Dinitronaftalen: 12,5%

Detta användes under första världskriget som fyllning i artillerigranater i Frankrike, Italien och Ryssland. Det detonerar med en hastighet mellan 3815 och 5840 m/s (densitet 1,30 g/cm³) beroende på hur ingredienserna blandats. Oftast pressades det ner i granaterna, men ofta gjordes granuler som hälldes ner i hylsan och därefter hälldes smält TNT på. Det hela initierades med en laddning rent TNT. Denna blandning användes knappt under andra VK då båda komponenterna var jämförelsevis svaga sprängämnen. - Amatoler, 40/60, 50/50, 60/40 och 80/20

Dessa blandningar fick mycket stor spriding under båda krigen i Tyskland och Storbritannien. I tyskland var det känt under namnet Fp (Fullpulver) och i SB som Amatol. Det tillverkades genom att man upphettade TNT till dess smältpunkt och blandade med AN, den semi-smälta massan hälldes ner i granathylsorna. Den ursprungliga blandnigen var 40/60, men allt eftersom TNT:t tog slut använde man mer och mer av AN. I tyskland bytte man tillslut ut TNT:t mot dinitrobensen. Detta kallades DiFP 60/40.
Nedan visas en tabell som illustrerar de olika amatolernas egenskaper:

NamnHalt ANHalt TNTDensitet (g/cm³)Det. hast.Blyblockstest**
Amatol 40/6040%60%1,566470-7440320-350
Amatol 50/5050%50%1,567020340-360
Amatol 60/4060%40%1,506060*350-370
Amatol 80/2080%20%1,46-1,505080-5920370-400

* I 17 mm stålrör
** TNT=290 cm³

Alla amatoler utan 80/20 är semi-smältbara och kan gjutas. 80/20 är ett rinnande pulver som pressades ner i hylsorna. Samtliga amatoler är känsligare än rent TNT även gjutna. Under andra världskriget utvecklades amatol 39 och 40. Dessa innehöll även 5-15% RDX.

- Donarit och Perdit

Donarit var först ett sprängämne som användes för att fylla handgranater under första världskriget, men nitroglycerinhalten gjorde så att det blev lite för känsligt för mekanisk påverkan. Istället använde man det som civilsprängämne i gruvor. Ett nytt sprängämne togs fram, Perdit, som skulle ersätta Donariten. Detta var uppbyggt på ett annat sätt med kaliumperklorat som känsliggörare.

DonaritPerdit
Ammoniumnitrat80%72%
TNT12%-
DNT-15%
Kaliumperklorat-10%
Nitroglyceringel4%-
Trämjöl4%3%


Perditen användes mycket ända fram till slutet på första VK, och det användes inte bara i handgranater utan också i artillerigranater och som allroundsprängämne. Det ger en blyblocksexpansion på 380 cm³.

- Trojan Explosive

Amerika använde ett sprängämne under första VK som de kallade 'Trojan Explosive'. Det var baserat på nitrostärkelse, ammoniumnitrat och natriumnitrat.

Nitrostärkelse: 23-27%
Ammoniumnitrat: 31-25%
Natriumnitrat: 36-40%
Träkol: 1,5-2,5%
Smörjolja: 0,5-1,5%
Kalciumkarbonat: 0,5-1,5%
Difenylamin: 0,2-0,4%
Vatten: 0-1,2%

Sprängämnet var inte gjutbart och pressades ner i hylsorna med en trästav.

- Ammonal

Ammonal är i huvudsak en blandning mellan ammoniumnitrat och aluminium, med tillsatser av andra bränslen och känsliggörare.
Det var ursprungligen avsett att användas i gruvor, men en del olyckor i gasfyllda gruvor förpassade ammonal till ovanjordiskt bruk.
Den första ammonalen (Österrikisk) hade följande proportioner:

80-90% ammoniumnitrat
4-6 % träkol
4-18% aluminium

Under första världskriget använde ryssland och SB också ammonal bestående av:

65% ammoniumnitrat
15% TNT
17% aluminium
3% träkol

Träkolstillsatsen visade sig vara onödig och togs bort. Denna blandning användes som boostersprängämne för Schnéiderite. Även innan 1914 tillverkades det i Felixdorf en TNT-ammonal bestående av:

45% ammoniumnitrat
30% TNT
23% aluminium
2% träkol

Ingredienserna smältes i viss mån ihop.
Detta sprängämne har följande egenskaper:

Gasvolym: 605 l/kg vid O °C
Explosionstemperatur: 4050 °C
Detonationshastighet i järnrör: 5650 m/s vid 1,62 g/cm³.
Blyblocksexpansion: 470 cm³

Under andra VK använde tyskarna stora mängder ammonal

IngredienserFp 19FP 13-113Fp 110
Ammoniumnitrat357090
TNT5520-
Naftalen--5
Trämjöl--2,5
Aluminium10107,5


Ammonal utan TNT är mycket svårinitierad och göts därför inte, utan pressades till en ganska låg densitet.

Typ S sprängämnen

Under andra VK i tyskland användes en blandning vid namn Trial, vilket var en blandning av TNT, hexyl och aluminium. Efter det att TNT:t började bli sällsynt bytte man ut det mot dinitronaftalen och kallade det KMA. När även hexyl blev en bristvara ersatte man det med dinitrofenyl för att få ett gjutbart sprängämne; S-6. Vid slutet på 2aVK så var det mycket stor brist på alla aromatiska sprängämnen i Tyskland, och man föreslog att man skulle byta ut s-6 mot andra blandningar. Resultatet blev Typ S sprängämnena:

IngredienserS-16S-19S-22S-22bS-26
Ammoniumnitrat3255444455
Natriumnitrat6-89999
Kaliumnitrat0-24,2334,2
Etylendiamindinitrat10-1414-
Urea-1,8--1,8
Hexyl---1515
RDX101515--
Aluminium4015151515


Skall man t.ex tillverka S-16 så gör man som följer: En stålbunke upphettas på oljebad till 110-120 °C. Häll i följande ingredienser i angiven ordning:

50 g etylendiamindinitrat
30 g natriumnitrat
10 g kaliumnitrat
160 g ammoniumnitrat

Ingredienserna tillsätts långsamt under omrörning så att temperaturen inte sjunker för mycket. När temperaturen åter stiger så bildas det en klar smälta. Smältan blandas med 200 g aluminiumpulver och 50 g RDX och hålls under omrörning i 5 min. Blandningen hälls därefter ned i lämpliga behållare. Blandningen är svårinitierad så man kan för att få det hela känsligare hälla ut det på en plåt och sedan pulverisera det. Sprängämnet pressas därefter ned i en behållare.

ANFO

ANFO (AmmoniumNitrate-Fuel Oil) sprängämnena utvecklades under 50-talet efter den stora olyckan i Texas, och sprängämnet fick stor spriding när man började tillverka porösa prills. Den vanliga proportionen mellan olja (diesel) och AN ligger på mellan 5,5 och 6% olja och resten AN. Antingen så säljs det färdigblandat (t. ex Prillit), eller så blandas det i anslutning till borrhålet.

Egenskaper

ANFO är mycket okänsligt mot slag och stötar, och kan anses "idiotsäkert". Den maximala detonationshastigheten uppnås då oljehalten är 5-6% (3300 m/s i 10 cm stålrör), men har man en Pentylstubin löpande längst hela laddningen ökar detonationshastigheten till 6600 m/s.
Den mest lättinitierade blandningen är den när oljehalten är 2%. Med oljehalter runt 10% blir det mycket svårt att detonera blandningen.
Den kommersiella produkten består oftast av prills i olika storlekar, detta för att oljan skall sugas upp i håligheterna istället för att separera. De porösa prillsen är också lättare att initiera än pulverformig AN.

PartikelutseendeOljehalt (%)Detonationshastighet (m/s)
Pulver0,1700
Pulver1,01400
Pulver2,01800
Pulver3,01850
Pulver4,02000
Pulver6,02050
Pulver8,02400
Prillad0,11100
Prillad1,02400
Prillad2,03000
Prillad3,03500
Prillad4,03500
Prillad6,03500
Prillad8,03500


Detonationshastigheten beror också på diametern (exemplena ovan var utförda i 14 cm stålrör), kornstorleken, densiteten och inneslutningen.
Den kritiska diametern för ANFO är 30 mm (dvs. den minsta diameter vid vilken fullständig detonation inträffar), och vid denna är detonationshastigheten cirka 3000 m/s. Över 75 mm ökar hastigheten mycket lite.
De komersiella prillsen är 1-2mm stora, och har minst en uppsugningsförmåga på 6%.
Blandar man således AN-prills och dieselolja så blir produkten helt torr och självrinnande. ANFO är sprängkapselkänslig, men för säker initiering rekommenderas det att man använder 50-100 g av något annat högexplosivt sprängämne som primer/booster. Dynamex är ofta använt.
Använder man primer så kan ANFO med en vattenhalt upp till 8% initieras.

En mycket stor nackdel med ANFO är att det inte kan laddas i våta eller vattenfyllda borrhål, och man har försökt med flera lösningar för att få bukt med problemet. Nitro Nobel saluför en produkt kallad Akvanol. Akvanol är betydligt mer vattenbeständigt än ANFO, men det går inte att använda i borrhål där vattengenomströmningen är betydande.
I Akvanol har man blandat ANFO med ett förtjockningsmedel som i kontakt med vatten sväller och bildar en gel som innesluter resten av sprängämnet.

ANFO är idag det sprängämne som används mest, och utgör 80% av världens sprängämnesförbrukning.

AN/NM (Kinepak)

En blandning av Ammoniumnitrat och Nitrometan, kallat AN/NM eller Kinepak, är tillräckligt känslig för att kunna initieras av en sprängkapsel bestående av tex något gram HMTD. 75-95% Ammoniumnitrat blandas med 5-25% Nitrometan precis före detonation. Detta för att nitrometanet inte skall hinna avdunsta. Om du har en mycket tät PET-flaska att förvara det i, går det också givetvis bra (men plasten skall inte kunna attackeras av nitrometanet). Ju mer nitrometan man använder (inom gränserna 5-35%), ju säkrare kan man vara på att detonation inträffar, samtidigt som detonationen blir kraftigare, fast å andra sidan är Nitrometan dyrt, omkring 200-250:-/liter, vilket gör att man inte vill använda för mycket. Ammoniumnitratet skall vara helt torrt (värm till ungefär 100 °C i ugnen i minst en timme) och finpulveriserat (mortla) för bästa resultat.

Kinepak är en kommersiell produkt som består av plaströr fyllda med AN med en tillhörande flaska blåmärkt nitrometan. Nitrometanet hälls ner i plaströret och man väntar en stund tills dess att det har spridit sig någorlunda jämnt i hela röret. Sedan fästs en sprängkapsel utanpå plaströret. Tillsätter man också Al till blandningen får man ett ännu effektivare sprängämne.
Följande proportioner ger en bra mix: AN 100 g, Al 10 g och NM 30 ml.

ANNM är ett förhållandevis okänsligt sprängämne, då man måste använda minst en #8 sprängkapsel, eller 2 g HMTD, för med säkerhet bringa det till detonation. Personligen föredrar jag att vara på den säkra sidan, och satsar oftast mer än 2 g HMTD i sprängkapseln som skall initiera laddningen. Jag har erfarit att Kinepak inte detonerar, detta har oftast hänt då jag underskridit den kritiska diametern för sprängämnet, vilken ofta är till och från för ett sprängämne som ANNM beroende på förhållande mellan ammoniumnitrat och nitrometan, kornstorleken på ammoniumnitratet osv.

Att använda ANNM som booster till att initiera AN/FO

Att använda ANNM som booster till att initiera AN/FO är en utmärkt idé. Använder man mer än 300g ANNM spelar det inte särskilt stor roll hur du formar boostern, men använder du mindre än så bör du vidta vissa åtgärder.

Att låta hela boostern löpa genom laddningen med AN/FO är en bra idé, då tryckvågen kommer att fördelas jämnare över hela AN/FO-laddningen.