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2025-08-10T08:03:32Z

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Der '''Bleiblocktest''' ist ein empirischer Vergleichstest zur Beurteilung der Explosivkraft explosionsfähiger Stoffe. [[Messgröße]] ist die Bleiblockausbauchung nach der Explosion einer Probe im Inneren eines zylindrischen Bleiblocks.

== Geschichte ==
[[Datei:Trauzl-test---Lead-block-test.png|mini|Bleiblock vor und nach der Prüfung (1 – Sand, 2 – Probe mit Zünder, 3 – Bleiblock, V – Volumen)]]

Die Prüfmethode wurde 1885 vom Chemiker [[Isidor Trauzl]] entwickelt, der sich als österreichischer Offizier und später mit [[Alfred Nobel]] mit der Untersuchung von [[Sprengstoff]]en beschäftigte. Eine erste internationale Standardisierung wurde im Jahr 1903 vorgeschlagen.<ref>''Proc. Intern. Congress Applied Chem.'' Berlin 1903, II 463.</ref> Später wurde neben der Verwendung des zylinderförmigen Bleiblocks auch ein kugelförmiger Bleikörper vorgeschlagen.<ref>W. E. Gordon, F. E. Reed, B. A. Lepper: ''Lead-Block Test for Explosives.'' In: ''[[Ind. Eng. Chem.]]'' 47, 1955, S. 1794–1800, [[doi:10.1021/ie50549a028]].</ref> Der heutige, als BAM-Bleiblockprüfung bezeichnete Test beruht im Wesentlichen auf den 1961 von den [[Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung]] beschriebenen Prüfbedingungen.<ref>H. Koenen, K. H. Ide, Swart, K. H. in ''Explosivstoffe.'' 2, 1961, S. 36.</ref> Als Vergleichssubstanz der Prüfung wurde wasserfreie [[Pikrinsäure]] empfohlen.<ref>V. J. Clancey: ''Assessment of explosion hazards of unstable substances.'' In: ''I. Chem. E. Symposiom Series.'' 33, 1972, S. 50–55, {{Webarchiv|url=http://www.icheme.org/communities/subject_groups/safety%20and%20loss%20prevention/resources/hazards%20archive//~/media/Documents/Subject%20Groups/Safety_Loss_Prevention/Hazards%20Archive/IV/IV-Paper-09.pdf |wayback=20170111094402 |text=(pdf) |archiv-bot=2023-06-17 03:35:59 InternetArchiveBot }}</ref>

== Prüfung ==
[[Datei:Trauzl lead block test.jpg|mini|Testanordnung]]

Die Prüfung gibt an, um wie viel sich das Volumen eines vordefinierten Hohlraums in einem [[Blei]]block (Zylinder) von 200 mm Durchmesser und 200 mm Höhe beim Zünden einer definierten Menge einer Prüfsubstanz vergrößert. Dazu werden 10 g der Prüfsubstanz in einer Bohrung von 125 mm Tiefe und 25 mm Durchmesser (Volumen vor der Sprengung 61,4 cm3) mit Quarzsand verdämmt und danach mit einer definierten Sprengkapsel gezündet. Nach Säuberung der Bohrung wird das entstandene Volumen mit Wasser ausgemessen. Die Maßeinheit ist cm3/g. Da bei der Prüfung eine Probemenge von 10 g eingesetzt wird, werden in der Literatur oft die Werte in cm3 für 10 g angegeben.

Der BAM-Bleiblocktest ist als Test F.3 Teil des Prüfschemas zur Klassifizierung von selbstzersetzlichen Stoffen der [[Gefahrgutklasse#Klasse 4.1 – Entzündbare feste Stoffe, selbstzersetzliche Stoffe, polymerisierende Stoffe und desensibilisierte explosive Stoffe|Klasse 4.1]] und organischen Peroxiden der [[Gefahrgutklasse#Klasse 5.2 – Organische Peroxide|Klasse 5.2]] im Sinne der [[Gefahrgut]]vorschriften.<ref name="orange book">Empfehlungen für die Beförderung gefährlicher Güter - Handbuch über Prüfungen und Kriterien, Fünfte überarbeitete Ausgabe, [https://unece.org/fileadmin/DAM/trans/danger/publi/manual/Rev5/English/ST-SG-AC10-11-Rev5-EN.pdf ST/SG/AC.10/11/Rev.5], Vereinte Nationen New York und Genf, 2009, Deutsche Übersetzung 2015 durch die BAM, S. 298ff, {{Webarchiv |url=https://www.bam.de/_SharedDocs/DE/Downloads/befoerderung-gefaehrlicher-gueter.pdf?__blob=publicationFile&v=5 |text=(pdf) |wayback=20170812062737 |archiv-bot=2019-08-27 13:15:57 InternetArchiveBot}}</ref> Ein modifizierter Bleiblocktest F.4 wird mit einem Bleiblock mit veränderter Geometrie durchgeführt.<ref name="orange book" /> Weitere Prüfungen zur Beurteilung der Explosivkraft sind die ballistischen Mörsertests F.1 und F.2.<ref name="orange book" />

Weitere Vergleichskriterien sind das [[TNT-Äquivalent]] sowie der [[Sand-Test]].

== Berechnungsmethoden ==
Es existieren Arbeiten, die gemessene Bleiblockausbauchungen ΔVTrauzl mit der [[Summenformel]] und Stoffeigenschaften korrelieren. Bei einer Auswertung der Bleiblockausbauchungen von 70 Stoffen des Typs CaHbNcOd und Einbeziehung der [[Molmasse]] M und der [[Bildungsenthalpie]] ΔfH0 für die Gasphase konnte eine Funktion mit

:<math>\text{(1)}\qquad\Delta V_\text{Trauzl} = c_0 + c_1 \frac{a}{M} + c_2 \frac{c}{M} +c_3 \frac{\Delta_fH^\circ}{M} \qquad\text{mit}\qquad\begin{cases}c_0 = 1390\\c_1 = -23881\\c_2 = -26528\\c_3 = 114{,}18~\end{cases}</math>

gefunden werden.<ref name="Kamalvand">M. Kamalvand, M. Hossein-Keshavarz, M. Jafari: ''Prediction of the Strength of Energetic Materials Using the Condensed and Gas Phase Heats of Formation.'' In: ''Propellants Explos. Pyrotech.'' 40, 2015, S. 551–557, [[doi:10.1002/prep.201400139]].</ref> Eine ähnliche Korrelation ergab sich aus einer Auswertung der Bleiblockausbauchungen von 72 Stoffen und 11 Gemischen des Typs CaHbNcOd nur basierend auf der Summenformel und Einbeziehung von Korrekturfaktoren V+ bzw. V− für verschiedene Substitutionstypen, die die Werte erhöhen bzw. erniedrigen.<ref name="Jafari">M. Jafari, M. Kamalvand, M. Hossein-Keshavarz, S. Farrashi: ''Assessment of the Strength of Energetic Compounds Through the Trauzl Lead Block Expansions Using Their Molecular Structures.'' In: ''[[Z. Anorg. Allg. Chem.]]'' 641, 2015, S. 2446–2451, [[doi:10.1002/zaac.201500586]].</ref> Die gefundene Korrelation lautet:

:<math>\text{(2)}\qquad\Delta V_\text{Trauzl} = c_0 + c_1 \frac{a}{d} + c_2 \frac{b}{d} +c_3 V^+ + c_4 V^- \qquad\text{mit}\qquad\begin{cases}c_0 = 578{,}8~\\c_1 = -175{,}4~\\c_2 = -88{,}88~\\c_3 = 140{,}3~\\c_4 = -122{,}4~\end{cases}</math>

{| class="wikitable zebra"
|+ Korrekturfaktoren für typische Strukturelemente
|-
! Strukturelement
! V+ (cm3)
! V− (cm3)
|-
| R-(ONO2)x für x = 1, 2
| style="text-align:center" | 1,0
| style="text-align:center" | 0
|-
| R-(ONO2)x für x > 2
| style="text-align:center" | 0,5
| style="text-align:center" | 0
|-
| R-(NNO2)x für x = 1, 2, …
| style="text-align:center" | 0,5
| style="text-align:center" | 0
|-
| Ph-(NO2)x für x = 1, 2
| style="text-align:center" | 0,5
| style="text-align:center" | 0
|-
| H2N-C(=O)-NH-R
| style="text-align:center" | 0
| style="text-align:center" | 1,0{{0|·x}}
|-
| Ph-(OH)x oder Ph-(ONH4)x
| style="text-align:center" | 0
| style="text-align:center" | 0,5 · x
|-
| Ph-(NH2)x oder Ph-(NHR)x
| style="text-align:center" | 0
| style="text-align:center" | 0,4 · x
|-
| Ph-(OR)x
| style="text-align:center" | 0
| style="text-align:center" | 0,2 · x
|-
| Ph-(COOH)x oder Ph-(ONH4)x
| style="text-align:center" | 0
| style="text-align:center" | 0,9 · x
|}

Ph – [[Phenylgruppe]],
R – Rest des [[organische Chemie|organischen Moleküls]]

== Beispiele ==
Sprengkraft chemischer Sprengstoffe und Sprengstoffgemische anhand ihrer Bleiblockausbauchung:

{| class="wikitable sortable zebra"
|+Bleiblockausbauchung (cm³/g)
|-
! Stoff
! Messwert
! Berechnung nach Gleichung (1)<ref name="Kamalvand" />
! Berechnung nach Gleichung (2)<ref name="Jafari" />
|-
|[[Acetonperoxid]]
|align="center"|25{{0|,0}}<ref name="Köhler" />
|
|
|-
|[[Chloratsprengstoffe]]
|align="center"|22–29<ref>{{RömppOnline |Name=Chlorat-Sprengstoffe |Abruf=2015-01-03|ID=RD-03-01392 }}</ref>
|
|
|-
|[[Hexogen|Hexogen (T4)]]
|align="center"|48{{0|,0}}<ref name="Köhler" />
|
|
|-
|[[Hexamethylentriperoxiddiamin|HMTD]]
|align="center"|33{{0|,0}}<ref name="Köhler" />
|align="center"|37,1
|
|-
|[[Oktogen]] (HMX)
|align="center"|48{{0|,0}}<ref name="Köhler" />
|align="center"|44{{0|,0}}
|align="center"|47,2
|-
|[[Glycerintrinitrat|Nitroglycerin]]
|align="center"|52{{0|,0}}<ref name="Köhler" />
|align="center"|55,8
|align="center"|54,1
|-
|[[PETN|PETN/Nitropenta]]
|align="center"|52,3<ref name="Köhler" />
|align="center"|51,4
|align="center"|51,7
|-
|[[Pikrinsäure]]
|align="center"|31,5<ref name="Köhler">J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: ''Explosivstoffe.'' 10., vollständig überarbeitete Auflage. Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3-527-32009-7.</ref>
|align="center"|34,1
|align="center"|32,9
|-
|[[Trinitrotoluol|TNT]]
|align="center"|30{{0|,0}}<ref name="Köhler" />
|align="center"|30{{0|,0}}
|align="center"|30{{0|,0}}
|-
|[[Dipikryloxid]]
|align="center"|37,3<ref name="Köhler" />
|align="center"|36,2
|align="center"|39,0
|-
|[[Dipikrylamin]]
|align="center"|32,5<ref name="Köhler" />
|align="center"|35,6
|align="center"|31,7
|-
|[[Hexanitrostilben|HNS]]
|align="center"|30,1<ref name="Köhler" />
|align="center"|32,8
|align="center"|33,0
|}

== Literatur ==
* ''UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Manual of Tests and Criteria.'' Eighth Revisited Edition 2023, United Nations Publication, New York / Geneva, ISBN 978-92-1-139219-7 ([https://unece.org/sites/default/files/2024-09/ST_SG_AC.10_11_Rev.8e_WEB.pdf pdf]).
* [[Thomas M. Klapötke]]: ''Chemistry of High-Energy Materials.'' 3. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin/Boston 2015, ISBN 978-3-11-043932-8, S. 161–164.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Messgröße]]
[[Kategorie:Pyrotechnik]]

Bleiblockausbauchung - Versionsgeschichte

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