صناعة الزجاج

صناعة الزجاج

يتشكل بالنفخ والكبس والسحب والصب

يغزلون الزجاج ويصنعونه من الصودا

أمل جاسم

الزجاج من أكثر المواد فائدة في العالم، وهو يصنع بشكل رئيسي من الرمل والصودا والجير. يمكن أن يصنع الزجاج في أشكال شتى كأن يغزل بحيث يستخرج منه خيط أرفع من خيط بيت العنكبوت، ويمكن أن يصبح كالعجينة الطيعة ثم يشكل ليصبح مرآة تلسكوب يصل وزنها إلى العديد من الأطنان. كما يمكن أن يصاغ بحيث يكون أقوى من الفولاذ أو أضعف من الورق. ومعظم الزجاج شفاف وبالإمكان تلوينه بأي لون.

أنواع الزجاج

هناك عدة أنواع من الزجاج نذكر منها الزجاج المسطح والذي يستعمل بشكل رئيسي في النوافذ، والخزف الزجاجي أو السيراميك الزجاجي وهي مواد قوية تصنع عن طريق تسخين الزجاج بحيث يعاد تنظيم ذراته لتصبح أنماط مختلفة منتظمة تسمى بلورات، وزجاج الأمان المصفح وهو عبارة عن شطائر تصنع عن طريق إلصاق شرائح من مادة بلاستيكية بأخرى من زجاج مسطح وذلك لمنع الزجاج من التطاير في حال الكسر، والزجاج المقاوم للطلق الناري يمكن لهذا الزجاج أن يوقف حتى الطلقات ذات العيار الثقيل التي تطلق من مسافات قريبة حيث انه مصنوع من طبقات متعددة، وكذلك طوب البناء الزجاجي والذي يصنع من نصفين مجوفين ألصقا ببعضهما في درجة حرارة عالية، ويعتبر عازل جيد ضد الحرارة أو البرودة، فضلا عن الأدوات المعملية الزجاجية والتي تصنع من زجاج مقاوم للحرارة ليتحمل درجات الحرارة العنيفة إضافة إلى انه أكثر مقاومة للكيميائيات من الزجاج العادي.

تصنيع الزجاج

تخلط المواد الأولية بنسب معينة وهي الرمل ورماد الصودا والحجر الجيري والبوراكس ثم يضاف إليها كسارة الزجاج بنسبة «5-40 %» وهي تكون زجاج يعاد تصنيعه أو نفايات زجاج من انصهار سابق لنفس النوع من الزجاج.

اضافة كسارة الزجاج تقلل من كمية الحرارة المطلوبة لصهر الكمية الجديدة من المواد الخام، كما إنها لو لم تستخدم لأصبحت من النفايات.  بعد الخلط تنقل المواد إلى جرار كبيرة تكفي إلى ما مقداره 1.400 كجم من الزجاج، تسخن هذه الجرار بالغاز أو الزيت، ويمكن للفرن الواحد أن يتسع لعدد يتراوح بين 6 و 20 جره. يصهر معظم الزجاج في أفران كبيرة تسمى الخزانات المستمرة، وتتم التغذية بالمواد الخام في ناحية التحميل بالسرعة التي يؤخذ بها الزجاج المنصهر من الجهة التي يجري فيها العمل، ويستمر التحميل والصهر والعمل منذ أن تشعل النيران أول مره حتى يتم إطفاؤها في نهاية الفترة التي تسمى الحملة. عادة تستمر الحملة لفترة تمتد إلى خمس سنوات، ويحدد طول فترة الحملة دائما بتآكل جدران الطوب المقاوم للحرارة المصنوع منه الفرن، حيث تتآكل هذه الجدران وتتلاشى بفعل حرارة الزجاج.

تشكيل الزجاج

هناك أربع طرق لتشكيل الزجاج هي:

- النفخ: تتم هذه العملية بغمس أنبوب نفخ من الحديد طوله بين 1.2 إلى 1.5 متراً في الزجاج المنصهر الذي يلتصق بعض منه بطرف الأنبوب ثم يبدأ أحد العمال في النفخ حتى ينتفخ الزجاج ويتجاوب حتى يقوم العامل بإعطائه الشكل المناسب، بالإمكان نفخ الزجاج في قوالب حديدية سواء باليد أو بالآلات.

صنعت المرآة لتلسكوب مرصد بالومار في كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية بعرض 508سم عن طريق الصب.

- الكبس: يتم بواسطة إسقاط كتلة زجاجية ساخنة في قالب ثم تكبس حتى تنتشر كتلة الزجاج وتملأ جوف القالب، تستخدم هذه الطريقة في صنع الأطباق والعدسات وطفايات السجائر.

- السحب: تستخدم هذه الطريقة في تشكيل الزجاج المسطح وأنابيب الزجاج والألياف الزجاجية، ويشكل هذا النوع بواسطة سحب صحيفة عريضة من الزجاج المنصهر في صهريج من القصدير المنصهر والذي يسمى بالحمام الطافي لأن الزجاج يطفو في طبقة مستوية على سطح القصدير.

- الصب: تتم هذه العملية عن طريق ملء قوالب بزجاج منصهر وذلك بصب الزجاج من مغارف أو مباشرة من الفرن، وتستخدم هذه الطريقة في صنع الزجاج المستخدم في الشؤون المعمارية وفي إنتاج زجاج الفنون والكهربائية.

زجاجيات

* زجاج الصودا والحجر الجيري هو الذي يستعمل للزجاج المسطح ومعظم الأوعية ومصابيح الإضاءة الكهربائية. تبلغ نسبة هذا الزجاج 90 % من إجمالي الزجاج المصنوع في العالم. كما انه لا زال يصنع من نفس المواد التي كان يصنع منها منذ مئات السنين. تبلغ نسبة السيليكا ( الرمل ) في هذا الزجاج 72 % وأكسيد الصوديوم 15 % وأكسيد الكالسيوم ( الجير ) 9 % كما يحتوي على 4 % من مقومات أخرى ثانوية.

* زجاج البوروسليكات وهو زجاج يقاوم الصدمة الحرارية معروف بأسمائه التجارية مثل البايركس والكيموكس، ويحتـــــوي على 80 % سيليكا و4 % قلويات و2 % من الألمنيوم و13 % من أكسيد البوريك.

* زجاج بريستول الأزرق : نوع من زجاج الرصاص يحتوي على مزيج من أكسيد الكوبالت والسيليكا كعامل مساعد للحصول على اللون الأزرق، وقد صنع هذا النوع من الزجاج في جهات كثيرة في إنجلترا في أواسط القرن الثامن عشر حتى أواسط القرن التاسع عشر، وأفضل ما صنع من أشياء فنية من زجاج بريستول الأزرق هي الأواني لصب الشراب وقوارير البهارات.

* زجاج غاله : الذي انتجه صانع الزجاج الفرنسي إميل غاله في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. وقد صنع بعض القطع المزخرفة مثل الجرار والمزهريات من زجاج ملون أو غير ملون وقد جعل بعض الحيوانات والزهور وغيرها من الأشياء تبرز بشكل فني في هذه الأشكال وذلك عن طريق النقش في طبقة خارجية من الزجاج إلى أخرى من لون آخر.

* زجاج ميليفيوري : ويعني زجاج الألف زهرة، وقد صنعه أول مرة المصريون القدماء ثم الرومان ومازال ينتج حتى اليوم. ترص قضبان زجاج ملونه بنظام في مجموعات ثم تصهر معا بالحرارة، وعندما تقطع قطعة الزجاج بالعرض فإنها تبدو وكأنها نموذج مزخرف فيه الكثير من الزهور الصغيرة، وكثيرا ما يستعمل هذا الزجاج كثقالات للورق.

المصدر : مجلة بيئتنا - الهيئة العامة للبيئة - العدد 118