كيف تتم صناعة الزجاج ؟
الزُّجاج في اللغة يعني: الرقَّة في الشيء، وأصله (زَجَّ) ويعني: القوارير، والزَّجّاجُ هو: الشخص الذي يَصنع الزُّجاج، ويُشكِّل منه المصنوعات، فهو صاحب حِرفَة الزِّجَاجة. والزُّجَاج اصطلاحاً هو: مادَّة تُصنَع منها مُنتَجات جميلة، ودقيقة، والمادَّة الأساسيَّة المُستخدَمة في صناعته هي السيليكا، والتي تُعتبَر صِنفاً طينيّاً مُكوَّناً من عجين الرَّمل الموجود في طبقات الأرض، ويتمّ خَلْط السيليكا مع رماد الصودا (كربونات الصوديوم)، والتي تُعرَف عند العرب (بالغاسول)، ويُضاف إلى الخليط الحجر الجيريّ، وأُكسيد الرَّصاص، أو البوتاس، ثمّ يتمّ إدخال الخليط إلى أفران خاصَّة ذات حرارة عالية جداً؛ لصَهر الخليط، وتشكيله بحسب الشكل، والاستخدام المطلوب.
صناعة الزجاج من الرمل :
قد يكون من الصعب عليك أن تصدق أن صناعة الزجاج تعتمد على الرمل السائل، فمن الممكن صناعة الزجاج عن طريق تسخين الرمل العادي الذي يتكون من ثاني أكسيد السليكون حتى ينصهر ويتحول إلى حالته السائلة، لكن بالطبع تلك العملية لن تجرى عند الشاطئ، فكي ينصهر الرمل يحتاج إلى درجة حرارة عالية تصل إلى 1700 درجة مئوية.
الزجاج هو مادة صلبة تنتج عند تبريد المواد المنصهرة وذلك كنتيجة لإعادة الترتيب الداخلي للذرات والجزيئات، ويبقى في حالة عشوائية أشبه بترتيب الذرات في المواد السائلة إذا قورنت بالمواد الصلبة العادية ذات الهياكل البللورية.
ويمكن أن تنتج السليكا النقية زجاجا ممتازا، لكنها عالية الذوبان جدا حيث تذوب عند 1723 درجة مئوية، كما أن الذائب الناتج يكون لزجا جدا للدرجة التي تجعل التعامل معه صعبا، وتشترك جميع أنواع الزجاج في أنها تحتوي على المكونات التي تجعل السيليكا أسهل في الذوبان، ويصبح الذائب الساخن أسهل أثناء عملية التشكيل.
ينتج الزجاج شفافا، ويكون رخيص الثمن، وقابل للتشكل بسهولة عندما يكون منصهرا، ومقاوم جيد للحرارة ويمكن إعادة تدويره عدة مرات، كما يمكن اعتباره خاملا كيميائيا، فهو لا يتفاعل إلا مع فلوريد الهيدروجين وجداره الخارجي لا يتفاعل مع المواد الموجودة داخله.
مراحل صناعة الزجاج :
تمر صناعة الزجاج بأربع مراحل:
- الصهر :
تتحول المواد الخام الموجودة في الطبيعة في تلك المرحلة إلى مواد خفيفة عن طريق صهرها في أفران لها قدرة حرارية عالية لتذيب الحديد والرمل وباقي المواد التي تدخل في صناعة الزجاج، وفي هذه المرحلة تصبح المواد الأولية جاهزة للتشكل.
- تشكيل الزُّجاج:
وتتمّ هذه العمليّة بأربع طُرق رئيسيّة، وهي:
- النَفْخ: كان نَفْخ الزُّجاج قديماً يتمّ من خلال غَمس أنبوبة حديديّة، يتراوح طولها بين 1.2-1.5م في خليط الزُّجاج المُنصَهِر، حيث ينفخ أحد العُمّال بشكل خفيف داخل الأنبوبة حتى يبدأ الزُّجاج بإظهار الشكل المطلوب، ويتحكَّم العامل في شكل الزُّجاج بمَطِّه، أو فَتْله، أو قَطْعه، وبعد الوصول إلى الشكل النهائيّ، يتمّ كَسر طرف الأنبوبة الحديديّة، أمّا حديثاً فقد أصبحت عمليّة النَّفخ تتمّ في القوالِب المصنوعة من الحديد، عن طريق اليد، أو باستعمال الآلات.
- الكَبس: تتمّ عمليّة تشكيل الزُّجاج من خلال كَبس كُتلة زُجاجيّة ساخنة موضوعة في قالب باستمرار، وبواسطة اليد، أو الآلات إلى أن تُصبح الكُتلة مُنتشِرَة؛ ليتمّ فيما بعد تشكيلها حَسب الشكل المطلوب، وتشمل المُنتَجات الزُّجاجية الناتجة من هذه الطريقة: العدسات، وطفّايات السجائر، وأطباق الخَبز.
- السَّحب: يتمّ تصنيع الزُّجاج المُسطَّح، والألياف الزُّجاجية، وأنابيب الزُّجاج، من خلال سَحب كُتلة عريضة من الخليط المُنصهِر في صهريج من مادّة القصدير المُنصَهِر، ويتمّ ضَبط حرارة الصهريج؛ لصَهر أيّة خُشونة في الزُّجاج، وبعد الوصول إلى الشكل المطلوب، يخرج الزُّجاج لامعاً من الجانبَين، ولا يحتاج إلى الصَّقل.
- الصبّ: يتمّ إنتاج الزُّجاج المُستعمَل في الشؤون المعماريّة من خلال صَبِّ الخليط المُنصَهِر في قوالب خاصّة بواسطة المَغارف، أو من الفُرن مُباشرة، ويتمّ تشكيل الزُّجاج حسب الشكل، والاستخدام المطلوب.
- التبريد :
يتم إدخال القوالب في عملية تبريد يظهر من خلالها الشكل النهائي للقالب عن طريق إدخاله إلى ثلاجات متطورة، ولا تتواجد تلك الثلاجات في دول العالم الثالث، وإنما يتم استخدامها في الدول المتقدمة.
- المرحلة النهائية :
آخر مراحل تجهيز الزجاج، ويخرج من خلالها الشكل النهائي للزجاج، ليصبح جاهزا للاستخدام. والجدير بالذكر أن عملية صناعة الزجاج تعد عملية خطيرة على حياة المصنعين وذلك لارتفاع درجة حرارة الزجاج المنصهر، مما يشكل خطرا على حياتهم، لكن النتيجة تستحق المخاطرة.
- الزجاج الطبيعي :
تعلم البشر في وقت مبكر من الزمن كيفية صناعة الزجاج وذلك منذ 75000 عام قبل الميلاد، فلجأوا إلى استخدام الزجاج الطبيعي لصناعة السكاكين ورؤوس السهام، والمقصود بالزجاج الطبيعي هو حجر السج الذي يتكون عندما تذوب الصخور بفعل الحرارة المولدة من البراكين، ليصبح زجاجا بعد أن يبرد، وكذلك يوجد حجر الخفاف وهو زجاج طبيعي تشكل من الحمم البركانية.
ويوجد نوع آخر من الزجاج الطبيعي على هيئة أنابيب زجاجية تتكون عندما يضرب البرق إحدى الترب الرملية.
تحويل الرمل إلى زجاج :
من غير المعروف متى وأين وكيف اكتشف الإنسان صناعة الزجاج حيث يعود اكتشاف حبات من الزجاج الصغيرة جدا إلى 4000 سنة قبل الميلاد، ومن المعتقد أن هذه المنتجات كانت مصنوعة من مصهور النحاس أو الفخار الزجاجي.
وقبل 2500 سنة قبل الميلاد ظهرت وُجدت قطع صغيرة من الزجاج الصناعي في مناطق مثل بلاد بين النهرين، لكن صناعة الزجاج الحقيقية لم تظهر إلا بعد 1500 عام قبل الميلاد في مصر، وأثناء ذلك الوقت ظهرت الكثير من المزهريات الصغيرة والمجوهرات المصنوعة من الزجاج.
وكل أنواع الزجاج القديمة اعتمدت على السيليكا أو الرمال، ومع تعديل كميات كبيرة من أكاسيد المعادن، وخصوصا الصودا والجير.
وهذا الزجاج هو الأكثر استخداما في وقتنا هذا، ويعرف بزجاج الصودا والجير، وكان الزجاج قديما مبهما وملونا نتيجة وجود كثير من الشوائب، أما الزجاج في وقتنا الحالي لديه خاصية الشفافية.
المصدر : موقع موضوع + موقع تسعة + مواقع إلكترونية.
الإبتساماتإخفاء