爆炸由于破壞力強(qiáng)，危害性大，往往還伴隨著火災(zāi)及其它災(zāi)害的發(fā)生，因而需要引起消防工作者的特別重視。本章主要介紹爆炸的基本概念、分類及爆炸極限、爆炸危險(xiǎn)源等知識。了解爆炸發(fā)生的條件和機(jī)理，是理解和應(yīng)用防火防爆技術(shù)的必要理論基礎(chǔ)，對于防范爆炸發(fā)生、處置爆炸事故尤為重要。

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爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一狀態(tài)，并在瞬間放出大量能量，同時(shí)產(chǎn)生聲響的現(xiàn)象?；馂?zāi)過程有時(shí)會發(fā)生爆炸，從而對火勢的發(fā)展及人員安全產(chǎn)生重大影響，爆炸發(fā)生后往往又易引發(fā)大面積火災(zāi)。

一、爆炸的定義

由于物質(zhì)急劇氧化或分解反應(yīng)產(chǎn)生溫度、壓力增加或兩者同時(shí)增加的現(xiàn)象，稱為爆炸。爆炸是由物理變化和化學(xué)變化引起的。在發(fā)生爆炸時(shí)，勢能（化學(xué)能或機(jī)械能）突然轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，有高壓氣體生成或者釋放出高壓氣體，這些高壓氣體隨之做機(jī)械功，如移動、改變或拋射周圍的物體。一旦發(fā)生爆炸，將會對鄰近的物體產(chǎn)生極大的破壞作用，這是由于構(gòu)成爆炸體系的高壓氣體作用到周圍物體上，使物體受力不平衡，從而遭到破壞。

二、爆炸的分類

爆炸有著不同的分類，按物質(zhì)產(chǎn)生爆炸的原因和性質(zhì)不同，通常將爆炸分為物理爆炸、化學(xué)爆炸和核爆炸三種。物理爆炸和化學(xué)爆炸最為常見。

（一）物理爆炸

物質(zhì)因狀態(tài)或壓力發(fā)生突變而形成的爆炸叫物理爆炸。物理爆炸的特點(diǎn)是前后物質(zhì)的化學(xué)成分均不改變。如蒸汽鍋爐因水快速汽化，容器壓力急劇增加，壓力超過設(shè)備所能承受的強(qiáng)度而發(fā)生的爆炸；壓縮氣體或液化氣鋼瓶、油桶受熱爆炸等。物理爆炸本身雖沒有進(jìn)行燃燒反應(yīng)，但它產(chǎn)生的沖擊力可直接或間接地造成火災(zāi)。

（二）化學(xué)爆炸

化學(xué)爆炸是指由于物質(zhì)急劇氧化或分解產(chǎn)生溫度、壓力增加或兩者同時(shí)增加而形成的爆炸現(xiàn)象?；瘜W(xué)爆炸前后，物質(zhì)的化學(xué)成分和性質(zhì)均發(fā)生了根本的變化。這種爆炸速度快，爆炸時(shí)產(chǎn)生大量熱能和很大的氣體壓力，并發(fā)出巨大的聲響?；瘜W(xué)爆炸能直接造成火災(zāi)，具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。各種炸藥的爆炸和氣體、液體蒸氣及粉塵與空氣混合后形成的爆炸都屬于化學(xué)爆炸，特別是后一種爆炸幾乎存在于工業(yè)、交通、生活等各個(gè)領(lǐng)域，危害性很大，應(yīng)特別注意。

1．炸藥爆炸

炸藥是為了完成可控制爆炸而特別設(shè)計(jì)制造的物質(zhì)，其分子中含有不穩(wěn)定的基團(tuán)，絕大多數(shù)炸藥本身含有氧，不需要外界提供氧就能爆炸，但炸藥爆炸需要外界點(diǎn)火源引起。其爆炸一旦失去控制，將會造成巨大災(zāi)難。

（1）炸藥爆炸的特點(diǎn)。炸藥爆炸與屬于分散體系的氣體或粉塵爆炸不同，它屬于凝聚體系爆炸?；瘜W(xué)反應(yīng)速度極快，可在萬分之一秒甚至更短的時(shí)間內(nèi)完成爆炸，能放出大量的熱。爆炸時(shí)的反應(yīng)熱達(dá)到數(shù)千到上萬千焦，溫度可達(dá)數(shù)千攝氏度并產(chǎn)生高壓，能在瞬間由固體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅康臍怏w產(chǎn)物，使體積成百倍的增加。

（2）炸藥爆炸的破壞作用。炸藥在空氣中爆炸時(shí)，對周圍介質(zhì)的破壞作用主要有三部分：一是爆炸產(chǎn)物的直接作用，指高溫、高壓、高能量密度產(chǎn)物的直接膨脹沖擊作用，一般爆炸產(chǎn)物只在爆炸中心的近距離內(nèi)起作用；二是沖擊波的作用，空氣沖擊波是一種具有巨大能量的超音速壓力波，是爆炸時(shí)起主要破壞作用的物質(zhì)，離爆炸中心越近，破壞作用越強(qiáng)；三是外殼破片的分散殺傷作用。

2．可燃?xì)怏w爆炸

指物質(zhì)以氣體、蒸氣狀態(tài)所發(fā)生的爆炸。氣體爆炸由于受體積能量密度的制約，造成大多數(shù)氣態(tài)物質(zhì)在爆炸時(shí)產(chǎn)生的爆炸壓力分散在5～10倍于爆炸前的壓力范圍內(nèi)，爆炸威力相對較小。按爆炸原理，氣體爆炸包括混合氣體爆炸、單一分解爆炸兩種。

（1）混合氣體爆炸。指可燃?xì)猓ɑ蛞后w蒸汽）和助燃性氣體的混合物在點(diǎn)火源作用下發(fā)生的爆炸，較為常見?？扇?xì)馀c空氣組成的混合氣體遇火源能否發(fā)生爆炸,與混合氣體中的可燃?xì)鉂舛扔嘘P(guān)?？扇?xì)馀c空氣組成的混合氣體遇火源能發(fā)生爆炸的濃度范圍稱為爆炸極限（見本章第二節(jié)）。

（2）氣體單分解爆炸。指單一氣體在一定壓力作用下發(fā)生分解反應(yīng)并產(chǎn)生大量反應(yīng)熱，使氣態(tài)物膨脹而引起的爆炸。氣體單分解爆炸的發(fā)生需要滿足一定的壓力和分解熱的要求。能使單一氣體發(fā)生爆炸的最低壓力值稱為臨界壓力。單分解爆炸氣體物質(zhì)壓力高于臨界壓力且分解熱足夠大時(shí)，才能維持熱與火焰的迅速傳播而造成爆炸。

3．可燃粉塵爆炸

粉塵是指分散的固體物質(zhì)。粉塵爆炸是指懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時(shí)發(fā)生的爆炸現(xiàn)象?？扇挤蹓m爆炸應(yīng)具備三個(gè)條件，即粉塵本身具有爆炸性、粉塵必須懸浮在空氣中并與空氣混合到爆炸濃度、有足以引起粉塵爆炸的火源。

（1）粉塵爆炸的過程。粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的：第一步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產(chǎn)生出可燃?xì)怏w；第二步是可燃?xì)怏w與空氣混合而燃燒；第三步是粉塵燃燒放出的熱量，以熱傳導(dǎo)和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚(yáng)起來的粉塵，這些粉塵受熱氣化后使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去。隨著每個(gè)循環(huán)的逐次進(jìn)行，其反應(yīng)速度逐漸加快，通過劇烈的燃燒，最后形成爆炸。這種爆炸反應(yīng)以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續(xù)加快和升高，并呈跳躍式的發(fā)展。

（2）粉塵爆炸的特點(diǎn)。主要有以下幾點(diǎn)：

①連續(xù)性爆炸是粉塵爆炸的最大特點(diǎn)，因初始爆炸將沉積粉塵揚(yáng)起，在新的空間中形成更多的爆炸性混合物而再次爆炸；

②粉塵爆炸所需的最小點(diǎn)火能量（見本章第三節(jié)）較高，一般在幾十毫焦耳以上，而且熱表面點(diǎn)燃較為困難；

③與可燃?xì)怏w爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時(shí)間長，釋放的能量大，破壞力強(qiáng)。

（3）影響粉塵爆炸的因素。各類可燃性粉塵因其燃燒熱的高低、氧化速度的快慢、帶電的難易、含揮發(fā)物的多少而具有不同的燃燒爆炸特性。但從總體看，粉塵爆炸受下列條件制約：

①顆粒的尺寸。顆粒越細(xì)小其比表面積越大，氧吸附也越多，在空中懸浮時(shí)間越長，爆炸危險(xiǎn)性越大；

②粉塵濃度。粉塵爆炸與可燃?xì)怏w、蒸氣一樣，也有一定的濃度極限，即也存在粉塵爆炸的上、下限，單位用g/m3表示。粉塵的爆炸上限值很大，例如糖粉的爆炸上限為13500g/m3，如此高的懸浮粉塵濃度只有沉積粉塵受沖擊波作用才能形成；

③空氣的含水量?？諝庵泻吭礁撸蹓m的最小引爆能量越高；

④含氧量。隨著含氧量的增加，爆炸濃度極限范圍擴(kuò)大；

⑤可燃?xì)怏w含量。有粉塵的環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，會大大增加粉塵爆炸的危險(xiǎn)性。

（三） 核爆炸

由于原子核裂變或聚變反應(yīng)，釋放出核能所形成的爆炸，稱為核爆炸。如原子彈、氫彈、中子彈的爆炸都屬核爆炸。

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爆炸極限一般認(rèn)為是物質(zhì)發(fā)生爆炸必須具備的濃度或溫度范圍，根據(jù)物質(zhì)的不同形態(tài)和不同需要，通常將爆炸極限分為爆炸濃度極限和爆炸溫度極限兩種。

一、爆炸濃度極限

可燃?xì)怏w、液體蒸氣和粉塵與空氣混合后，遇火源會發(fā)生爆炸的最高或最低的濃度范圍，稱為爆炸濃度極限，簡稱爆炸極限。能引起爆炸的最高濃度稱爆炸上限，能引起爆炸的最低濃度稱爆炸下限，上限和下限之間的間隔稱爆炸范圍?？扇?xì)怏w、液體蒸氣和粉塵與空氣混合后形成的混合物遇火源不一定都能發(fā)生爆炸，只有其濃度處在爆炸極限范圍內(nèi)，才發(fā)生爆炸。濃度高于上限，助燃物數(shù)量太少，不會發(fā)生爆炸，也不會燃燒；濃度低于下限，可燃物的數(shù)量不夠，也不會發(fā)生爆炸或燃燒。但是，若濃度高于上限的混合物離開密閉的空間或混合物遇到新鮮空氣，遇火源則有發(fā)生燃燒或爆炸的危險(xiǎn)。

（一）氣體和液體的爆炸（濃度）極限

氣體和液體的爆炸極限通常用體積百分比％表示。不同的物質(zhì)由于其理化性質(zhì)不同，其爆炸極限也不同；即使是同一種物質(zhì)，在不同的外界條件下，其爆炸極限也不同。如在氧氣中的爆炸極限要比在空氣中的爆炸極限范圍寬，下限會降低。部分可燃?xì)怏w在空氣和氧氣中的爆炸極限如表1-3-1所示。

表1-3-1?部分可燃?xì)怏w和蒸氣的爆炸極限

除助燃物條件外，對于同種可燃?xì)怏w，其爆炸極限還受以下幾方面影響。

（1）火源能量的影響。引燃混氣的火源能量越大，可燃混氣的爆炸極限范圍越寬，爆炸危險(xiǎn)性越大。

（2）初始壓力的影響。混氣初始壓力增加，爆炸范圍增大，爆炸危險(xiǎn)性增加。值得注意的是，干燥的一氧化碳和空氣的混合氣體，壓力上升，其爆炸極限范圍縮小。

（3）初溫對爆炸極限的影響?；鞖獬鯗卦礁撸鞖獾谋O限范圍越寬，爆炸危險(xiǎn)性越大。

（4）惰性氣體的影響?？扇蓟鞖庵屑尤攵栊詺怏w，會使爆炸極限范圍變寬，一般上限降低，下限變化比較復(fù)雜。當(dāng)加入的惰性氣體超過一定量以后，任何比例的混氣均不能發(fā)送爆炸。