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Tipps und Hinweise zum Umgang mit explosiven Stoffen

Explosive Stoffe: wichtige Infos zur Gefahrgutklasse 1

| von Julia

Der Umgang mit explosiven Stoffen kann schnell gefährlich werden – daher sind diese Stoffe nach dem Sprengstoffgesetz und den ADR-Vorgaben in der Gefahrgutklasse 1 mehrfach gesetzlich geregelt. Welche Arten es von Explosionsstoffen es gibt, wie die Gefährlichkeit beurteilt wird und worauf bei Lagerung, Umgang und Transport zu achten ist, haben wir in diesem Blogbeitrag kurz zusammengefasst.

Unterschied: explosiv vs. explosionsfähig

Um die Explosionsgefahr eines Stoffes beurteilen zu können, müssen mehrere Eigenschaften betrachtet werden. Daraus ergeben sich bei Stoffen der Gefahrgutklasse 1 zwei verschiedene Definitionen, die nach Sprengstoffgesetz (SprengG), CLP-Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 und Gefahrstoffverordnung festgelegt sind. So lässt sich die folgende Unterscheidung treffen:

  • Explosive Stoffe und Gemische: Bei explosiven Stoffen und Gemischen handelt es sich um feste oder flüssige Substanzen, die nach einer Aktivierung eine starke chemische Reaktion zeigen. Dabei entstehen Gase, die durch hohe Temperatur, Druck oder Geschwindigkeit für Zerstörungen in der Umgebung sorgen.
  • Explosionsfähige Gemische: Dem gegenüber stehen sogenannte explosionsfähige Gemische, die ein Wirksamwerden durch eine Zündquelle erfordern. Sie bestehen aus brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder aufgewirbelten Stäuben und verwenden Luft oder andere Oxidationsmittel. Nach der Aktivierung entsteht ein sprunghafter Temperatur- und Druckanstieg durch eine selbsttätige Flammenausbreitung.

Arten von explosiven Stoffen

Explosionsstoff ist nicht gleich Explosionsstoff – so können verschiedene Arten voneinander differenziert werden. Diese bringen nicht nur unterschiedliche Eigenschaften mit sich, sondern kommen auch nicht für die gleichen Verwendungszwecke infrage. Eine weitere Unterscheidung kann hinsichtlich des Umfangs der Explosion gemacht werden.

Initialsprengstoffe und Sprengstoffe

Als Initialsprengstoffe werden solche Explosivstoffe bezeichnet, die sich durch eine geringe thermische oder mechanische Einwirkung zur Explosion bringen lassen. In Sprengkapseln werden sie oftmals zum Initiieren von Sprengladungen verwendet. Übliche Verwendungszwecke sind daher beispielsweise Minen, Granaten und sonstige Munition. Als häufige Vertreter gelten Knallquecksilber, Bleiazid und Silberazid.

Sprengstoffe definieren sich als chemische Stoffe oder Mischung aus chemischen Stoffen, die eine recht große Energiemenge in Form einer Druckwelle freisetzen können – also eine sogenannte Detonation. Unter bestimmten Bedingungen reagieren sie sehr schnell, sodass die Geschwindigkeit innerhalb des Sprengstoffes über der Schallgeschwindigkeit liegt. Typische Sprengstoffe sind beispielsweise Dynamit, Chloratsprengstoffe und Schwarzpulver.

Pyrotechnische Gegenstände

Als pyrotechnische Gegenstände bzw. Pyrotechnika gelten explosionsgefährliche Stoffgemische, die mindestens einen Brennstoff und ein Oxidationsmittel enthalten. Daher wird auch von einer pyrotechnischen Mischung gesprochen. Sie dienen primär der Unterhaltung, da eine Wirkung aus Licht, Wärme, Rauch oder Nebel erzeugt wird. Pyrotechnische Gegenstände werden je nach Gefährdung und Verwendungszweck in pyrotechnische Sätze unterteilt:

  • Kategorie F1 bis F4: Feuerwerkskörper
  • Kategorie T1 und T2: Pyrotechnische Objekte für Bühne und Theater
  • Kategorie P1 und P2: Andere pyrotechnische Gegenstände

Treibmittel

Bei Treibmitteln handelt es sich hingegen um Gemische aus Treibstoff und Oxidationsmittel, die sehr schnell miteinander reagieren. Der Prozess läuft schneller als eine „normale“ Verbrennung ab, liegt aber unter jener von Sprengstoffen. Sie werden gerne als Antrieb genutzt und in geschlossenen bzw. komprimierten Räumen gezündet. Als Beispiele lassen sich Schwarzpulver und rauchloses Schießpulver nennen.

Zündmittel

Schließlich gibt es noch Zündmittel, die wiederum als Hilfsmittel zum Auslösen einer Explosion eingesetzt werden. Sie sorgen dafür, dass die notwendige Initialenergie erzeugt werden kann, die für die chemische Reaktion einer Explosion notwendig ist. Typische Vertreter sind etwa Streichhölzer und Feuerzeuge.

Beurteilung der Explosionsgefährlichkeit verschiedener Stoffe

Um die Explosionsgefährlichkeit von Stoffen der Gefahrgutklasse 1 beurteilen zu können, kommen verschiedene sicherheitstechnische Kenngrößen zum Einsatz. Dazu gehören insbesondere diese:

Detonations- oder Abbrandgeschwindigkeit

Hierbei handelt es sich um die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde, in der die Explosion des Stoffes fortschreitet. Liegt diese bei wenigen m/s, wird von einer Deflagration gesprochen. Hohe Werte von bis zu 10.000 m/s werden hingegen als Detonation bezeichnet.

Brennpunkt

Bei flüssigen Stoffen kann zusätzlich der Brennpunkt herangezogen werden. Dieser beschreibt die niedrigste Temperatur, bei der ein so hoher Dampfdruck vorhanden ist, dass sich das entstehende Gas-Luft-Gemisch entzünden lässt.

Flammpunkt

Ist der explosive Stoff hingegen fest, wird die gleiche Eigenschaft als Flammpunkt bezeichnet.

Sauerstoffbilanz

Mit der Sauerstoffbilanz wird angegeben, ob zu viel oder zu wenig Sauerstoff zur Verfügung steht, um das Stoffgemisch vollständig zu oxidieren. Liegt dieser Wert beispielweise bei 0, kann der Stoff vollständig verbrannt werden, ohne dass ein Oxidationsmittel zurückbleibt.

Explosionswärme

Die Wärmeenergie, die bei einer Explosion freigesetzt wird, trägt die Bezeichnung „Explosionswärme“.

Dichte

Die Dichte beschreibt das Verhältnis vom Gewicht des Explosionsstoffes zum Volumen des Explosionsraumes. Geringe Dichten führen zu einer erhöhten Detonationsfähigkeit, hohe Dichten erzeugen allerdings mehr Sprengkraft und Brisanz.

Normalgasvolumen

Unter „Normalgasvolumen“ wird das Gesamtvolumen der Gase verstanden, die bei der vollständigen Umsetzung des explosiven Stoffes entstehen. Der Wert wird unter Normalbedingungen bestimmt.

Einteilung und Kennzeichnung explosiver Stoffe für Transport und Lagerung

Wie auch alle anderen Stoffe der Gefahrgutklassen müssen explosive Stoffe bei der Lagerung und beim Transport entsprechend gekennzeichnet werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein optimaler Umgang mit den Stoffen stattfindet und dass bei etwaigen Unfällen richtig vorgegangen werden kann. Die Einteilung und Kennzeichnung lassen sich nach verschiedenen Kriterien durchführen.

Explosive Stoffe: Unterklassen

Explosive Stoffe werden nach dem Europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) der Gefahrgutklasse 1 zugeschrieben. Hinzu kommen noch sechs Unterklassen, die eine weitere Unterteilung bilden:

Einteilung Beschreibung Beispiele
1.1 massenexplosionsfähige Stoffe bzw. Gegenstände z.B. Sprengstoffe (Typen A, B, C und D), Schwarzpulver und Treibladungspulver
1.2 Stoffe mit Gefahr der Bildung von Splittern, Sprengstücken und Wurfstücken, die nicht massenexplosionsfähig sind z.B. Feuerwerkskörper, Waffenpatronen und Bomben (mit Sprengladung)
1.3 Stoffe bzw. Gegenstände mit Feuergefahr, die weder Splitter ausbilden noch massenexplosionsfähig sind z.B. Leuchtpulver und Blitzlichtpulver
1.4 Stoffe bzw. Gegenstände ohne bedeutsame Gefahr und mit geringer Explosionswirkung, die sich auf das Versandstück geschränkt z.B. Kartuschen und bestimmte Feuerwerkskörper
1.5 sehr unempfindliche massenexplosionsfähige Stoffe z.B. Sprengstoffe (Typen B und E)
1.6 sehr unempfindliche nicht-massenexplosionsfähige Stoffe derzeit ohne praktische Bedeutung

Einteilung nach Gefahr

Chemikalienrechtlich gibt es eine weitere wichtige Kennzeichnung – und zwar die Gefahrenhinweise, die als sogenannte H-Sätze definiert werden. Sie sind gemäß der CLP-Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 festgelegt und umfassen für explosive Stoffe die folgenden Einteilungen:

  • H200: Instabil, explosiv
  • H201: Explosiv, Gefahr der Massenexplosion
  • H202: Explosiv, große Gefahr durch Splitter, Spreng- und Wurfstücke
  • H203: Explosiv; Gefahr durch Feuer, Luftdruck oder Splitter, Spreng- und Wurfstücke
  • H204: Gefahr durch Feuer oder Splitter, Spreng- und Wurfstücke
  • H205: Gefahr der Massenexplosion bei Feuer
  • H206: Gefahr durch Feuer, Druckstoß oder Sprengstücke; erhöhte Explosionsgefahr, wenn das Desensibilisierungsmittel verringert wird
  • H207: Gefahr durch Feuer oder Sprengstücke; erhöhte Explosionsgefahr, wenn das Desensibilisierungsmittel verringert wird
  • H208: Gefahr durch Feuer; erhöhte Explosionsgefahr, wenn das Desensibilisierungsmittel verringert wird
  • H230: Kann auch in Abwesenheit von Luft explosionsartig reagieren
  • H231: Kann auch in Abwesenheit von Luft bei erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur explosionsartig reagieren
  • H240: Erwärmung kann Explosion verursachen
  • H241: Erwärmung kann Brand oder Explosion verursachen
  • H271: Kann Brand oder Explosion verursachen; starkes Oxidationsmittel
  • H280: Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren

Kennzeichnung per GHS-Symbol und Gefahrnummer

Darüber hinaus besteht nach dem GHS (Globally Harmonised System) für das Inverkehrbringen von Gefahrgütern ebenfalls eine Einstufungs- und Kennzeichnungspflicht. Diese Gefahrstoffkennzeichnung umfasst ein Gefahrensymbol und eine Gefahrnummer. So ist nach internationalem Standard auf dem ersten Blick erkennbar, um was für Gefahren es sich handelt. Für explosive Stoffe wird ein Piktogramm einer Explosion und die Kennziffer 3 oder 4 verwendet – je nachdem, in welchem Aggregatzustand der Stoff vorliegt.

Warnzeichen für Explosive Stoffe

Einteilung in Verträglichkeitsgruppen

Hinzu kommen außerdem Verträglichkeitsgruppen für die Gefahrgutklasse 1, die als Ergänzung der Unterklassen angesehen werden können. Anders als die vorherige Einteilung müssen sie beim Transport nicht äußerlich sichtbar sein, erlauben aber bei Umgang mit den Stoffen sowie bei der Lagerung das Ergreifen der richtigen Sicherheitsmaßnahmen. Die Verträglichkeitsgruppen werden mit einem Buchstaben angegeben:

Gruppe Beschreibung
A Zündstoff
B Gegenstand, der Zündstoff enthält und weniger als zwei wirksame Sicherheitsvorkehrungen besitzt
C Treibstoff oder anderer deflagrierender explosiver Stoff
D Detonierender explosiver Stoff oder Schwarzpulver
E Gegenstand mit detonierendem explosiven Stoff, der kein Zündmittel mit treibender Ladung enthält
F Gegenstand mit detonierendem explosiven Stoff, der ein Zündmittel mit treibender Ladung oder ohne treibende Ladung enthält
G Pyrotechnischer Stoff oder Gegenstand mit pyrotechnischem Stoff
H Gegenstand mit explosivem Stoff und mit weißem Phosphor
J Gegenstand mit explosivem Stoff und mit entzündbarer Flüssigkeit bzw. entzündbarem Gas
K Gegenstand mit explosivem Stoff und mit giftiger chemischer Wirkung
L Explosiver Stoff oder Gegenstand mit explosivem Stoff, der ein erhöhtes Risiko darstellt, sodass eine Trennung jeder einzelnen Art nötig ist
N Gegenstände mit überwiegend extrem unempfindlichen Stoffen
S Gegenstände mit einer solchen Verpackung, die die Wirkung jeder unbeabsichtigten Reaktion auf das Versandstück beschränkt

Regelungen für den Transport

In den ARD-Vorschriften finden sich Beschreibungen dazu, welche explosive Stoffe – und mit welcher Einstufung, Verpackung und Kennzeichnung – diese transportiert werden dürfen. Hinzu kommen allerdings auch Verbote. So dürfen etwa solche Explosionsstoffe, die eine besonders hohe Empfindlichkeit aufweisen bzw. bei denen spontane Reaktionen möglich sind, laut diesen Vorgaben gar nicht transportiert werden.

Gleiches gilt im Übrigen auch für explosive Stoffe und Gegenstände, deren Einteilung in eine Unterklasse entweder unklar oder nicht möglich ist. Handelt es sich um Gegenstände der Verträglichkeitsgruppe K, ist ein Gefahrguttransport ebenfalls nicht zulässig. Insbesondere die folgenden Unterklassen sind davon betroffen:

  • Unterklasse 1.2: K UN-Nummer 0020
  • Unterklasse 1.3: K UN-Nummer 0021

Verpackungen

Damit Gefahrstoffe der Gefahrgutklasse 1 transportiert werden dürfen, müssen sie den vorgegebenen Verpackungseigenschaften gemäß ADR-Anlage A (Punkt 1) entsprechen. Dort werden gleich mehrere Voraussetzungen beschrieben, die vor allem die folgenden Aspekte umfassen:

  • Die Beförderung muss in versandfertigem Zustand (also fertig verpackt) erfolgen, sodass ein Entweichen und/oder eine erhöhte Gefahr durch unbeabsichtigte Zündung verhindert werden können (etwa durch Druck-, Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderungen)
  • Das vollständige Versandstück muss unter üblichen Beförderungsbedingungen für eine sichere Verwendung geeignet sein. Darin ist inkludiert, dass beispielsweise eine vorhersehbare Stapelung möglich ist.
  • Der Transport darf zu keiner Erhöhung der Explosionsgefahr führen.
  • Es müssen Verpackungen bzw. Großpackmittel (IBC) der Verpackungsgruppe II (also mit Y-Kennzeichnung) verwendet werden.
  • Für flüssige explosive Stoffe muss ein doppelter Schutz gegen Leckagen vorhanden sein.

Gesetzliche Regelungen bei explosiven Stoffen

Da von Explosionsstoffen eine hohe Gefahr ausgehen kann, sind die ADR-Vorschriften natürlich nicht die einzigen gesetzlichen Vorgaben in diesem Zusammenhang. Sowohl der Umgang als auch die Verwendung ist von vielen weiteren gesetzlichen Vorschriften und Verordnungen geregelt, zu denen in Deutschland insbesondere das Sprengstoffgesetz (SprengG) gehört.

Neben der Definition von Straffällen und Bußgeldern (zum Beispiel von 50.000 Euro bei Verstoß gegen das Zündverbot) finden sich dort weitere Klassifizierungen. Dabei werden pyrotechnische Gegenstände in verschiedene Gruppen eingeteilt:

  • Klasse 1: Kleinstfeuerwerk (beispielsweise Tischfeuerwerke und Wunderkerzen), die ganzjährig verkauft werden dürfen
  • Klasse 2: Kleinfeuerwerk (wie Böller)
  • Klasse 3: Mittelfeuerwerk (z.B. Raketen)
  • Klasse 4: Großfeuerwerke (etwa Kugelbomben und Höhenfeuerwerk-Raketen)
  • Klasse T: Feuerwerkskörper ab 18 Jahren und solche, die ausschließlich für Pyrotechniker bestimmt sind

FAQ

Laut chemischer Definition sind Explosionsstoffe solche Verbindungen oder Gemische, die zum Teil aus dem Sauerstoff-Element bestehen und mit enormer Geschwindigkeit oxidieren können. Dabei werden Explosionswärme und Gase erzeugt. Übliche Vertreter sind etwa Sprengstoffe, Treibstoffe und Zündstoffe.

Die Verordnung (EU) 2019/1148 gilt als sogenanntes Ausgangsstoffgesetz und legt Abgabebeschränkungen für Stoffe fest, aus denen Explosionsstoffe erzeugt werden können. Dazu zählen zum Beispiel Wasserstoffperoxid, Salpetersäure, Nitromethan, Schwefelsäure und Natrium- sowie Kaliumchlorat.

Das Sprengstoffgesetz (SprengG) befasst sich mit dem Umgang, dem Verkehr und der Einfuhr von Explosionsstoffen und gibt entsprechende Waren in Klassen an (1 bis 4 und T). Darunter fallen Kleinstfeuerwerke, Kleinfeuerwerke, Mittelfeuerwerke und Großfeuerwerke sowie Feuerwerkskörper ab 18.

Nach § 5f des Sprengstoffgesetzes werden „sonstige explosionsgefährliche Stoffe“ als solche definiert, die „als Hilfsmittel bei der Herstellung chemischer Erzeugnisse verwendet werden“ oder als explosionsgefährliche Stoffe, die für „technische, wissenschaftliche, analytische, medizinische und pharmazeutische Zwecke“ zum Einsatz kommen.

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