كيف يصنع الزجاج : أنواعه ومميزاته ومراحل تحضيره

كيف يصنع الزجاج؟ يتم طرح هذا السؤال المهم مراراً وتكراراً، يعتبر الزجاج من المواد البلورية التي تتميز بالصلابة لكنها في نفس الوقت تكون سهلة التكسر وهشة جداً خاصة إذا حدث تصادم بينه وبين أي شيء أخر.

بدأت صناعته منذ قديم الزمن لكنت تطورت وانتشرت مع الوقت، وهو من الصناعات الآمنة على البيئة وأصبح يدخل في تصنيع العديد من الأشياء مثل المرايا، الأوعية، والمنافذ، والعوازل، والعدسات وغيرها، وحاليًا لا تستطيع الدخول إلى أي مكان دون أن تجد به شيء مصنوع من الزجاج.

كيف يصنع الزجاج

صناعة الزجاج من الأشياء السهلة على عكس الشائع عنها بشرط أن يكون متوفر الأدوات اللازمة لذلك وهناك طريقتان يمكن الاختيار فيما بينهم عن القيام بتلك الصناعة سوف نوضح كل منهما فيما يلي:

أولاً استخدام الفرن

• يتم تحضير كمية من رمل السيليكا المعروف باسم رمل الكوارتز الذي يعتبر أساس صناعة الزجاج لكونه من الأنواع النقية التي لا تحتوي على شوائب الحديد وبالتالي يساعد في الحصول على قطع شفافة من الزجاج على عكس الأنواع الأخرى التي تحتوي على حديد يكون لون الزجاج الخاص بها أخضر اللون.
• للإشارة يبلغ سعر رمل السيليكا للطن الواحد منه 190 ريال سعودي.
• أثناء القيام بتصنيع الزجاج، يتم ارتداء كمامة لتجنب الإصابة بحساسية أو التهابات في الحلق والرئة لأن السيليكا من الرمال الرقيقة التي تسبب ذلك.
• للتخلص من شائبات الحديد الموجودة في الرمال ينصح بوضع كمية بسيطة من ثاني أكسيد المنغنيز لتجنب وجود لون أخضر على الزجاج.
• يضاف كمية من أكسيد الكالسيوم وكربونات الصوديوم على الرمال حيث يقوم العنصر الثاني بتقليل درجة الحرارة حتى يسهل تصنيع الزجاج، أما العنصر الأول يمنع مرور الماء إلى داخل الزجاج.
• إذا رغبت في زيادة صلابة الزجاج يمكنك وضع نسبة من أكيد الماغنيسيوم أو الألمونيوم مع مراعاة ألا تتعدى نسبة تلك العناصر 30%.
• هناك بعض الحالات التي يضاف فيها عناصر أخرى إلى الزجاج حتى تسهل تحقيق الغرض من استعماله، مثل إضافة نسبة من أكسيد الرصاص لزيادة لمعانه وذلك في استعماله من أجل تصنيع الأواني أو الكريستالات، أو وضع كمية من أكسيد اللانثانوم من أجل تصنيع عدسات النظارات المعروفة بقدرتها على كسر الأشعة.
• يضاف بعض المواد الكيمياوية لتغيير لون الزجاج من الشفاف إلى أي لون أخضر تريده، فإذا تم إضافة شائبات الحديد يكون لون الزجاج أخضر، بينما إذا تم إضافة مركبات الكبريت يصبح لونه أصفر أو بني، وإذا تم وضع كمية من الكربون عليه يصبح لون أسود غامق.
• المكونات السابقة يكون الوعاء الخاص بها مقاوم الحرارة لأنها تصل إلى درجة حرارة كبيرة تتراوح ما بين 1500 إلى 2500 درجة مئوية ويكون له خطاطيف أو عصي يمكن إمساكه منها.
• يصهر الخليط ويتحول إلى سائل ومع مرور الوقت يتحول الرمل إلى زجاج بمجرد الوصول إلى درجة حرارة 2300 مئوية، وتضاف عليه بعض المواد الكيماوية مثل أكسيد الأنتيمون، كبريتات الصوديوم، كلوريد الصوديوم ونقلب.
• يصب الخليط على قالب حتى يكون سمكه متساوي ونبدأ في تشكيل الزجاج وبعدها يتم تبريد الزجاج بشكل تدريجي وذلك يطلق عليه تلدين الزجاج.

ثانياً استخدام شواية الفحم

• يتم تحضير شواية كبيرة من الفحم مع مراعاة أن تكون سميكة والتي من خلالها يتم صهر رمل السيليكا وتحويله إلى زجاج، ويضاف عليها كل من الجير وصودا الغسيل والبورق وتقلب المكونات مع بعضها.
• يتم صب الرمال بعد الانصهار في قالب في الغالب يكون مصنع من الجرافيت حتى لا ينصهر مع درجات الحرارة العالية، وفى تلك المرحلة يقوم عامل آخر بإحضار أنبوب معدني للمساعدة في النفخ بالزجاج.
• كمية الفحم التي تستخدم في صناعة الزجاج تكون أكبر من تلك التي تستخدم في شوي اللحوم، كما يفضل أن يتم ملئ الشواية بالفحم وعليه يوضع وعاء مصنوع من الحديد وداخله الرمل المراد تسخينه وبعدها نشعل الفحم حتى نرى تصاعد ألسنة اللهب منه.
• عندما يتغير لون الفحم من الأسود إلى الرمادي وتبدأ درجة الحرارة في الازدياد بشكل سريع ومن ثم يصبح لون اللهب الخاص به برتقالي، في تلك المرحلة يتم توجيه مكنسة كهربائية اتجاه الفحم حتى تمده بالهواء إلى أن ينصهر الرمل بالكامل ويصبح زجاج ويتم البدء في تشكيله.
• يؤخذ على تلك الطريقة أنها تتسبب في زيادة درجة حرارة الشواية بشكل أكبر من المعتاد وقد يصل الأمر إلى حد انهار الشواية نفسها إذا كان النوع غير قوي وليس بالجودة العالية، وأحيانًا قد يصاب القائم على تلك الطريقة بإصابات مختلفة مثل الحروق أو الوفاة لذلك لا ينصح بها إلا من خلال شخص مختص.
• هناك بعض الإجراءات الاحترازية التي يتم اتباعها من قبل صناع الزجاج بهاته الطرق التقليدية وهي وضع طفاية حريق أو كمية من الرمل لاستعمالها في حالة زيادة الانصهار أو حدوث حريق، مع ارتدائهم لقفازات فرن ثقيلة وخوذة لحام وملابس ضد الحرارة.

إقرأ أيضا : وسائل الاتصال القديمة : كيف كان يتواصل أجدادنا قديما

مكونات صنع الزجاج

بعد معرفة كيف يصنع الزجاج يأتي الدور على توضيح من ماذا يصنع الزجاج وما هي الأدوات التي نحتاجها في مراحل تلك الصناعة وذلك ما سوف نوضحه فيما يلي:

• رمل السيليكا: هو العنصر الرئيسي في تصنيع الزجاج ويتم الحصول عليه من الرمال الشفاف الذي يحتوي على نسبة من أكسيد السيليكون تصل إلى نحو 80%.
• مركبات الصوديوم: دور مركبات الصوديوم هو تقليل درجة الحرارة التي تنبعث خلال انصهار الزجاج وذلك يساعد في عملية التشكيل ويجعلها أكثر سهولة ويسر.
• الفلدسبار: دوره مشابه لمركبات الصوديوم لكونه يساعد في تسهيل انصهار الزجاج ويجعل الأمر يتم بشكل أكثر سهولة.
• الدولوميت أو مادة الكلس: تساعد في زيادة صلابة ومتانة الزجاج وذلك يساعد في تماسكه بعد التشكيل والانصهار والسبب وراء ذلك هو احتواء تلك المادة على مقدار كبيرة من أكسيد الكالسيوم.
• البوركس: من أهم المواد التي تستخدم في صناعة الزجاج لأنها تحد من تمدده ويكون من السهل على العامل التحكم في درجة الانصهار وهي عبارة عن مادة مركبة من عدة عناصر مختلفة أهمها البورون والصوديوم.
• الملونات: هي عبارة عن أكسيد الرصاص، وأكسيد التيتانيوم التي تعزز من جودة الزجاج وتساعد على تلوينه بألوان جميلة.
• صهيرة اللحام: تحتوي على العديد من المكونات مثل الصودا والبوتاس، والليثيا وهي تعتبر من المواد الكربونية التي تقوم بإطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون أثناء التسخين وهي من العناصر الضعيفة القابلة للذوبان في الماء.
• المواد المثبتة: تعمل المثبتات على زيادة قوة الزجاج وفي الغالب يستخدم الجير في ذلك الأمر، وهناك بعض المثبتات الأخرى لكنها أقل استخدامًا مثل المغنيسيا، ليثارج، باريا.

إقرأ أيضا : وسائل التبريد القديمة قبل إختراع الثلاجة

ما هي أشهر أنواع الزجاج

هناك العديد من أنواع الزجاج التي تتباين فيما بينها من حيث درجة الصلابة والقدرة على عزل الحرارة وجودة المواد المستخدمة في تصنيعها ومن أشهر تلك الأنواع ما يلي:

• الزجاج الصلب: هو أهم وأشهر الأنواع المعروفة ويتوفر في المصانع على شكل ألواح كبيرة مسطحة يتم تقطيعها وتصنيع النوافذ منها، ومن خصائص ذلك النواع أنه مقاوم لأي عوامل خارجية أو جوية.
• زجاج الكريستال: يسمى باسم الزجاج صديق المرأة وذلك لأنه يدخل في العديد من الصناعات التي تخص النساء مثل الحلي وقطع الزينة، والديكورات المنزلية والأدوات التي تستخدم في المطبخ ومن أهم خصائصه أنه يعكس الضوء بشكل جميل.
• الزجاج البلوري: يتميز ذلك النوع باحتوائه على مقدار من الرصاص الذي يزيد من لمعانه وهو يعتبر نوع من أنواع زجاج الكريستال الذي يوجد له أنواع عديدة أخرى مثل الزجاج الشفاف التقليدي، الزجاج الملون أو ما يطلق عليه كريستال بوهيمي، أو الكريستال النمساوي الذي يستخدم في صناعة التحف والديكورات.
• الزجاج المغلف: يطلق عليه ذلك الاسم لكونه يحتوي على طبقات عديدة، ويضاف عليه عدة مواد أخرى تزيد من تماسك تلك الطبقات مع بعضها البعض، وهو يستخدم بشكل رئيسي في صناعة السيارات لضمان الأمن.
• زجاج المرايا: لا يخلو أي مكان من ذلك النوع من الزجاج وفيه يؤخذ الزجاج المقوي ويتم تغليفه بأي مادة أخرى مثل الفضة حتى يمكنه عكس الصورة خاصة مع وجود ضوء.
• زجاج الأواني: من اسمه يتضح أنه مخصص لصناعة الأواني الزجاجية التي يقدم فيها الطعام والشراب وهو من الأنواع الصحية التي لا تسبب أي مشاكل عند وضع الطعام بها.
• الزجاج الرغوي: غالباً لا يستخدم بشكل منفرد بل يضاف على أي نوع من أنواع الزجاج السابقة من أجل عزل الحرارة.
• زجاج الأمان المصفح: يعتبر من أغلى أنواع الزجاج وهو مصمم بشكل يجعله مقاوم الاصطدامات ويتميز بالقوة العالية والصلابة.
• الزجاج الملدن: هو عبارة عن زجاج يكون على شكل قطع وأجزاء كبيرة ويعتبر من أخطر أنواع الزجاج لأنه إذا سقط على الأرض تتناثر أجزائه على نطاق واسع وقد يسبب الأذى للإنسان.
• الزجاج العائم: يستخدم ذلك النوع في الوجهات الخارجية والأماكن العامة، ويتميز بكونه أكثر سماكة عن باقي أنواع الزجاج وحجمه كبير.
• زجاج البورسليكات: هو من الأنواع التي تستخدم في الصناعات العلمية لكونه يتمتع ببعض الخصائص المميزة مثل أنه شديد الصلابة ويحتمل الحرارة والصدمات لذلك يناسب المختبرات العلمية وتم تصنيعه من خلال شخص ألماني.
• أنواع أخرى: مثل البايركس، الزجاج الضبابي غير الشفاف، زجاج الجير أو يطلق عليه اسم زجاج الصودا، الزجاج المقسي.

إقرأ أيضا : تاريخ اكتشاف الكهرباء وكيف غيرت حياتنا للأبد

ما هي مميزات الزجاج

يتمتع الزجاج بالعديد من الخصائص الكيميائية والفيزيائية التي تجعله مميز عن غيره من باقي المواد والتي يكون من أبرزها ما يلي:

• يعطي مظهر خارجي جميل وأنيق خاصة إذا تم استخدامه في ديكورات المنازل مثل الحوائط أو الأرضيات.
• الأنواع الجيدة من الزجاج تعمل على مقاومة درجات الحرارة المرتفعة ولا تتأثر بالضغط.
• يمكن للضوء أن يدخل من خلال الزجاج حتى يضيء المكان وفى نفس الوقت يحمي من أشعة الشمس الضارة.
• يأخذ شكل مسطح ومستوى ويكون من السهل تشكيله والتعامل به.
• يتمتع ببعض الخصائص البصرية التي لا تتغير مع مرور الزمن.
• يمكن تغيير ألوانه وأشكاله أو زخرفته وذلك يجعله من أفضل مواد الزينة التي يمكن اللجوء إليها عند عمل ديكورات مميزة للمكان لأنه يرضي جميع الأذواق.
• الزجاج من المواد التي يمكن إعادة تدويرها مرة أخرى دون أن تتأثر شفافيته أو درجة النقاء الخاصة به.
• يقاوم أغلب المواد الكيميائية ولا يتفاعل معها لأنه عنصر خامل.
• يتميز بالشفافية ويمكن الرؤية من خلاله بشكل واضح.
• يقاوم الماء والغبار والرمال ويسهل تنظيفه.
• الزجاج مقاوم للصدأ، عازل للكهرباء، لا يحدث له أي تآكل، مستقر مع درجات الحرارة العالية.

إقرأ أيضا : وسائل النقل القديمة وكيف تطورت عبر الزمن

ما هي عيوب الزجاج

على الرغم من كثرة مميزات الزجاج واستخداماته العديدة إلا أن له بعض العيوب التي يكون من أشهرها ما يلي:

• يتفاعل مع بعض المواد الكيميائية مثل الهيدروفلوريك.
• الزجاج هش لا يمكنه تحمل أي ثقل أو حمولة يتم وضعها عليه.
• إذا تعرض لبعض المواد القلوية لفترة طويلة فإن يتأثر بشكل سلبي.
• يعتبر من المواد الرقيقة التي يسهل كسرها ويجب التعامل معها بحذر وتجنب اصطدامها.
• يرى البعض أن ميزة الشفافية السابق ذكرها في الزجاج تعتبر عيب فيه أيضًا، لأنها تظهر كل ما يحدث خلف الزجاج ولا تمنح الشخص الشعور بالخصوصية.
• الزجاج باهظ الثمن مقارنة بالمواد الأخرى عند استخدامه في البناء، وقد يتعرض للتآكل عند ملامسة أي محلول قلوي.

إقرأ أيضا : كيف كان الناس يستحمون قديما قبل اختراع الصابون

الأسئلة الشائعة

وبهذا نكون قد أوضحنا كيف يصنع الزجاج والمراحل المختلفة التي يمر بها، والأدوات التي يحتاجها الشخص القائم على تلك الصناعة، بالإضافة إلى توضيح أهم أنواع الزجاج والفرق بينها، وهو من المواد التي لا غنى عنها ولها استخدامات عديدة مثل تصنيع الأبواب والسيارات، الزجاجات الخاصة بالأدوية والصناعات الغذائية، العدسات والمجاهر العلمية، العوازل الكهربائية والحرارية، مواد الزينة والزخرفة.

إقرأ أيضا : كيف كان البشر يقيسون الوقت قبل إختراع الساعة