Sifat fisik bahan peledak

Sifat fisik bahan peledak merupakan suatu kenampakan nyata dari sifat bahan peledak ketika menghadapi perubahan kondisi lingkungan sekitarnya. Kenampakan nyata inilah yang harus diamati dan diketahui tanda-tandanya oleh seorang juru ledak untuk menjastifikasi suatu bahan peledak yang rusak, rusak tapi masih bisa dipakai, dan tidak rusak. Kualitas bahan peledak umumnya akan menurun seiring dengan derajat kerusakannya, artinya pada suatu bahan peledak yang rusak energi yang dihasilkan akan berkurang.

a. Densitas

Densitas secara umum adalah angka yang menyatakan perbandingan berat per volume. Pernyataan densitas pada bahan peledak dapat mengekspresikan  beberapa pengertian, yaitu:

(1)          Densitas bahan peledak adalah berat bahan peledak per unit volume dinyatakan dalam satuan gr/cc

(2)          Densitas pengisian (loading density) adalah berat bahan peledak per meter kolom lubang tembak (kg/m)

(3)          Cartridge count atau stick count adalah jumlah cartridge (bahan peledak berbentuk pasta yang sudah dikemas) dengan ukuran 1¼” x 8” di dalam kotak seberat 50 lb atau 140 dibagi berat jenis bahan peledak.

Densitas bahan peledak berkisar antara 0,6 – 1,7 gr/cc, sebagai contoh densitas ANFO antara 0,8 – 0,85 gr/cc. Biasanya bahan peledak yang mempunyai densitas tinggi akan menghasilkan kecepatan detonasi dan tekanan yang tinggi. Bila diharapkan fragmentasi hasil peledakan berukuran kecil-kecil diperlukan bahan peledak dengan densitas tinggi; bila sebaliknya digunakan bahan peledak dengan densitas rendah. Demikian pula, bila batuan yang akan diledakkan berbentuk massif atau keras, maka digunakan bahan peledak yang mempunyai densitas tinggi; sebaliknya pada batuan berstruktur atau lunak dapat digunakan bahan peledak dengan densitas rendah.

Densitas pengisian ditentukan dengan cara perhitungan volume silinder, karena lubang ledak berbentuk silinder yang tingginya sesuai dengan kedalaman lubang. Contoh perhitungan sebagai berikut:

• Digunakan diameter lubang ledak 4 inci = 102 mm
• Diambil tinggi lubang (t) 1 m, maka volumenya = p r² t = p  x 1

= 0,00817 m³/m = 8.170 cm³/m

• Bila digunakan ANFO dengan densitas 0,80 gr/cc, maka volume ANFO per meter ketinggian lubang =  = 6.536 gr/m = 6,53 kg/m

Setelah diketahui muatan bahan peledak per meter lubang ledak, maka jumlah muatan bahan peledak di dalam lubang ledak adalah perkalian tinggi total lubang yang terisi bahan peledak dengan densitas pengisian tersebut. Misalnya untuk tinggi lubang yang harus diisi bahan peledak 9 m dan densitas pengisian 6,53 kg/m, maka muatan bahan peledak di dalam lubang tersebut adalah 9 m x 6,53 kg/m = 58,77 kg/lubang.

Perhitungan di atas membutuhkan waktu dan tidak praktis bila diterapkan di lapangan. Untuk itu dibuat tabel yang menunjukkan densitas pengisian dengan variasi diameter lubang ledak dan densitas bahan peledak seperti terlihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Densitas pengisian untuk berbagai diameter lubang ledak dan

densitas bahan peledak dalam kg/m

Diameter  lubang ledak		Densitas bahan peledak, gr/cc
mm	inci	0.70	0.80	0.85	0.90	1.00	1.15	1.20	1.25	1.30
76	3.00	3.18	3.63	3.86	4.08	4.54	5.22	5.44	5.67	5.90
89	3.50	4.35	4.98	5.29	5.60	6.22	7.15	7.47	7.78	8.09
102	4.00	5.72	6.54	6.95	7.35	8.17	9.40	9.81	10.21	10.62
108	4.25	6.41	7.33	7.79	8.24	9.16	10.54	10.99	11.45	11.91
114	4.50	7.14	8.17	8.68	9.19	10.21	11.74	12.25	12.76	13.27
121	4.75	8.05	9.20	9.77	10.35	11.50	13.22	13.80	14.37	14.95
127	5.00	8.87	10.13	10.77	11.40	12.67	14.57	15.20	15.83	16.47
130	5.13	9.29	10.62	11.28	11.95	13.27	15.26	15.93	16.59	17.26
140	5.50	10.78	12.32	13.08	13.85	15.39	17.70	18.47	19.24	20.01
152	6.00	12.70	14.52	15.42	16.33	18.15	20.87	21.78	22.68	23.59
159	6.25	13.90	15.88	16.88	17.87	19.86	22.83	23.83	24.82	25.81
165	6.50	14.97	17.11	18.18	19.24	21.38	24.59	25.66	26.73	27.80
178	7.00	17.42	19.91	21.15	22.40	24.88	28.62	29.86	31.11	32.35
187	7.38	19.23	21.97	23.34	24.72	27.46	31.58	32.96	34.33	35.70
203	8.00	22.66	25.89	27.51	29.13	32.37	37.22	38.84	40.46	42.08
210	8.25	24.25	27.71	29.44	31.17	34.64	39.83	41.56	43.30	45.03
229	9.00	28.83	32.95	35.01	37.07	41.19	47.37	49.42	51.48	53.54
251	9.88	34.64	39.58	42.06	44.53	49.48	56.90	59.38	61.85	64.33
270	10.63	40.08	45.80	48.67	51.53	57.26	65.84	68.71	71.57	74.43
279	11.00	42.80	48.91	51.97	55.02	61.14	70.31	73.36	76.42	79.48
286	11.25	44.97	51.39	54.61	57.82	64.24	73.88	77.09	80.30	83.52
311	12.25	53.18	60.77	64.57	68.37	75.96	87.36	91.16	94.96	98.75
349	13.75	66.96	76.53	81.31	86.10	95.66	110.01	114.79	119.58	124.36
381	15.00	79.81	91.21	96.91	102.61	114.01	131.11	136.81	142.51	148.21
432	17.00	102.60	117.26	124.59	131.92	146.57	168.56	175.89	183.22	190.55

b. Sensitifitas

Sensitifitas adalah sifat yang menunjukkan tingkat kemudahan inisiasi bahan peledak atau ukuran minimal booster yang diperlukan. Sifat sensitif bahan peledak  bervariasi tergantung pada kompisisi kimia bahan peledak, diameter, temperature, dan tekanan ambient. Untuk menguji sensitifitas bahan peledak dapat digunakan cara yang sederhana yang disebut air gap test, sebagai berikut:

(1)          Siapkan 2 buah bahan peledak berbentuk cartridge berdiameter sama, misalnya “D”

(2)          Dekatkan kedua bahan peledak tersebut hingga berjarak 1,1 D, kemudian gabungkan keduanya menggunakan selongsong terbuat dari karton (lihat Gambar 2.1).

(3)          Pasang detonator No. 8 atau detonating cord 10 gr/m pada salah satu bahan peledak (disebut donor), kemudian ledakkan.

(4)          Apabila bahan peledak yang satunya lagi (disebut aseptor) turut meledak, maka dikatakan bahwa bahan peledak tersebut sensitif; sebaliknya, bila tidak meledak berarti bahan peledak tersebut tidak sensitif.

Gambar 2.1. Pengujian sensitifitas bahan peledak dengan cara air gap

Bahan peledak ANFO tidak sensitif terhadap detonator No. 8 dan untuk meledak-kannya diperlukan primer (yaitu booster yang sudah dilengkapi detonator No. 8 atau detonating cord 10 gr/m) di dalam lubang ledak. Oleh sebab itu ANFO disebut bahan peledak peka (sensitif) terhadap primer atau “peka primer”.

c. Ketahanan terhadap air (water resistance)

Ketahanan bahan peledak terhadap air adalah ukuran kemampuan suatu bahan peledak untuk melawan air disekitarnya tanpa kehilangan sensitifitas atau efisiensi. Apabila suatu bahan peledak larut dalam air dalam waktu yang pendek (mudah larut), berarti bahan peledak tersebut dikatagorikan mempunyai ketahanan terhadap air yang “buruk” atau poor, sebaliknya bila tidak larut dalam air disebut “sangat baik” atau excellent. Contoh bahan peledak yang mempunyai ketahanan terhadap air “buruk” adalah ANFO, sedangkan untuk bahan peledak jenis emulsi, watergel atau slurries dan bahan peledak berbentuk cartridge “sangat baik” daya tahannya terhadap air. Apabila di dalam lubang ledak terdapat air dan akan digunakan ANFO sebagai bahan peledaknya, umumnya digunakan selubung plastik khusus untuk membungkus ANFO tersebut sebelum dimasukkan ke dalam lubang ledak.

d. Kestabilan kimia (chemical stability)

Kestabilan kimia bahan peledak maksudnya adalah kemampuan untuk tidak berubah secara kimia dan tetap mempertahankan sensitifitas selama dalam penyimpanan di dalam gudang dengan kondisi tertentu. Bahan peledak yang tidak stabil, misalnya bahan peledak berbasis nitrogliserin atau NG-based explosives, mempunyai kemampuan stabilitas lebih pendek dan cepat rusak.

Faktor-faktor yang mempercepat ketidak-stabilan kimiawi antara lain panas, dingin, kelembaban, kualitas bahan baku, kontaminasi, pengepakan, dan fasilitas gudang bahan peledak. Tanda-tanda kerusakan bahan peledak dapat berupa kenampakan kristalisasi, penambahan viskositas, dan penambahan densitas. Gudang bahan peledak bawah tanah akan mengurangi efek perubahan temperature.

e. Karakteristik gas (fumes characteristics)

Detonasi bahan peledak akan menghasilkan fume, yaitu gas-gas, baik yang tidak beracun (non-toxic) maupun yang mengandung racun (toxic). Gas-gas hasil peledakan yang tidak beracun seperti uap air (H₂O), karbondioksida (CO₂), dan nitrogen (N₂), sedangkan yang beracun adalah nitrogen monoksida (NO), nitrogen oksida (NO₂), dan karbon monoksida (CO). Pada peledakan di tambang bawah tanah gas-gas tersebut perlu mendapat perhatian khusus, yaitu dengan sistem ventilasi yang memadai; sedangkan di tambang terbuka kewaspadaan ditingkat-kan bila gerakan angin yang rendah.

Diharapkan dari detonasi suatu bahan peledak komersial tidak menghasilkan gas-gas beracun, namun kenyataan di lapangan hal tersebut sulit dihindari akibat beberapa faktor berikut ini:

(1)          pencampuran ramuan bahan peledak yang meliputi unsur oksida dan bahan bakar (fuel) tidak seimbang, sehingga tidak mencapai zero oxygen balance,

(2)          letak primer yang tidak tepat,

(3)          kurang tertutup karena pemasangan stemming kurang padat dan kuat,

(4)          adanya air dalam lubang ledak,

(5)          sistem waktu tunda (delay time system) tidak tepat, dan

(6)          kemungkinan adanya reaksi antara bahan peledak dengan batuan (sulfida atau karbonat).

Fumes hasil peledakan memperlihatkan warna yang berbeda yang dapat dilihat sesaat setelah peledakan terjadi. Gas berwarna coklat-orange adalah fume dari gas NO hasil reaksi bahan peledak basah karena lubang ledak berair. Gas berwarna putih diduga kabut dari uap air (H₂O) yang juga menandakan terlalu banyak air di dalam lubang ledak, karena panas yang luar biasa merubah seketika fase cair menjadi kabut. Kadang-kadang muncul pula gas berwarna kehitaman yang mungkin hasil pembakaran yang tidak sempurna.