爆炸由于破壞力強，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、爆炸危險源等知識。了解爆炸發(fā)生的條件和機理，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，同時產(chǎn)生聲響的現(xiàn)象。火災(zāi)過程有時會發(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，勢能（化學(xué)能或機械能）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)計制造的物質(zhì)，其分子中含有不穩(wěn)定的基團，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。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間內(nèi)完成爆炸，能放出大量的熱。爆炸時的反應(yīng)熱達到數(shù)千到上萬千焦，溫度可達數(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，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，是爆炸時起主要破壞作用的物質(zhì)，離爆炸中心越近，破壞作用越強；三是外殼破片的分散殺傷作用。

2．可燃氣體爆炸

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。指可燃氣（或液體蒸汽）和助燃性氣體的混合物在點火源作用下發(fā)生的爆炸，較為常見?？扇細馀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氣濃度有關(guān)。可燃氣與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，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發(fā)生的爆炸現(xiàn)象?？扇挤蹓m爆炸應(yīng)具備三個條件，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)生出可燃氣體；第二步是可燃氣體與空氣混合而燃燒；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起來的粉塵，這些粉塵受熱氣化后使燃燒循環(huán)地進行下去。隨著每個循環(huán)的逐次進行，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。主要有以下幾點：

①連續(xù)性爆炸是粉塵爆炸的最大特點，因初始爆炸將沉積粉塵揚起，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，而且熱表面點燃較為困難；

③與可燃氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時間長，釋放的能量大，破壞力強。

（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。顆粒越細小其比表面積越大，氧吸附也越多，在空中懸浮時間越長，爆炸危險性越大；

②粉塵濃度。粉塵爆炸與可燃氣體、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?，粉塵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大；

⑤可燃氣體含量。有粉塵的環(huán)境中存在可燃氣體時，會大大增加粉塵爆炸的危險性。

（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

可燃氣體、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。可燃氣體、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。

（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。部分可燃氣體在空氣和氧氣中的爆炸極限如表1-3-1所示。

表1-3-1?部分可燃氣體和蒸氣的爆炸極限

除助燃物條件外，對于同種可燃氣體，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，爆炸危險性越大。

（2）初始壓力的影響?；鞖獬跏級毫υ黾樱ǚ秶龃?，爆炸危險性增加。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。混氣初溫越高，混氣的爆炸極限范圍越寬，爆炸危險性越大。

（4）惰性氣體的影響。可燃混氣中加入惰性氣體，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。