عالم المعرفة

من ماذا يصنع الزجاج

من ماذا يصنع الزجاج

من ماذا يصنع الزجاج
يتم صناعة الزجاج من مواد خام طبيعية متنوعة وتتوفر بكل سهولة وهي:

  • الرمل.
  • رماد الصودا.
  • الحجر الجيري.

بحيث يتم صهرها في درجات حرارة مرتفعة للغاية لتتكون منها مادة جديدة وهي الزجاج، ففي درجات الحرارة العالية فإن الزجاج من الناحية الهيكلية يتشابه مع السوائل، إلا أنه في درجة الحرارة العادية يتصرف مثل المواد الصلبة، ونتيجة لهذا يمكن صب الزجاج ونفخه وضغطه ثم تشكيله في الكثير من الأشكال المختلفة.

كيف يصنع الزجاج من الرمل

إن الزجاج في الأساس عبارة عن رمال سائلة محوَّلة إلى مادة “صلبة” شفاف، وتحدث العملية الكيميائية لصناعة الزجاج من خلال تسخين رمل الكوارتز والمعروفة كذلك باسم (رمل السيليكا) إلى درجات حرارة أكثر من 3090 درجة فهرنهايت إلى أن يذوب في سائل صاف، وفي التالي
توضيح لكيفية صنع الزجاج من الرمل:

  • البدء برمل الكوارتز ورماد الصودا والحجر الجيري.
  • تسخين المُركب.
  • تقليب الزجاج المصهور.
  • تشكيل الزجاج المصهور.
  • التلدين.

البدء برمل الكوارتز ورماد الصودا والحجر الجيري: فالخطوة الأولى من صناعة الزجاج تتمثل في مزج رمل الكوارتز مع رماد الصودا (كربونات الصوديوم) والحجر الجيري (كربونات الكالسيوم)، ومن الممكن إضافة بعض الإضافات الأخرى حسب الغرض النهائي أو لون الزجاج.
تسخين المُركب: بعد أن يتم مزج المكونات الأساسية الثلاثة (وأي عناصر أخرى مطلوبة) يوضع الخليط في بوتقة أو حامل مقاوم للحرارة، وفور وضعه في البوتقة يتم إدخاله في الفرن وتسخينه إلى 3090 درجة المطلوبة لإذابة الرمال، وعندما يذوب الخليط فإنه يُعد الآن زجاجًا مصهورًا.
تقليب الزجاج المصهور: وهذا للتخلص الفقاعات الموجودة في المنتج النهائي إذ لا بد من تقليب الزجاج المنصهر لنحصل على سمك ثابت في كافة الأنحاء، وفي الغالب ما يتم وضع مواد كيميائية أخرى مثل كبريتات الصوديوم لتساعد في تلك الخطوة.
تشكيل الزجاج المصهور: وهنا يحين الدور لعملية التبريد، والتي يمكن أن تتم بطريقتين، أولها من خلال وضع الزجاج المصهور في قالب لتركه يبرد، وفي الغالب ما تكون تلك هي الطريقة التي يتم بها صناعة العدسات والأشياء الزجاجية الأخرى ذات الأشكال البسيطة.
والطريقة الثانية غالبًا ما يقوم باستخدامها المنتجون التجاريون، وهي من خلال وضع الزجاج المصهور في حوض من القصدير المصهور ثم تشكيله بالنيتروجين المضغوط، وتُنتج تلك الطريقة زجاجًا عائمًا، وتم استخدامها منذ الخمسينيات من القرن الماضي لصنع الألواح الزجاجية.
التلدين: على الرغم من أنه قد تم نظريًا عمل الزجاج في الخطوة السابقة، إلا أنه ما زال هناك خطوة أخيرة هامة تم إضافتها لتساعد الزجاج في الحفاظ على قوته مع الوقت، وهي عملية التلدين، وفيها يوضع الزجاج في فرن، ما بين درجة حرارة تتراوح من 750 و 1000 درجة فهرنهايت، ويؤدي ذلك إلى إزالة كافة نقاط الضغط التي قد تكونت خلال عملية التبريد وتهيئة الزجاج للاستخدام النهائي.

أول من صنع الزجاج من الرمل

هم البحارة الفينيقيون .

إذ قيل أن صناعة الزجاج تم اكتشافها منذ أكثر من 4000 عام في بلاد ما بين النهرين، وقد أرجع المؤرخ الروماني بليني أصل صنع الزجاج إلى البحارة الفينيقيين، كما ذكر كيف نزلوا على شاطئ قريب من Ptolemais في فلسطين حاليًا، ووضعوا إناءً للطهي على بعض كتل النطرون (مادة قلوية طبيعية) التي كانوا ينقلونها كبضائع، وافتعلوا حريقًا لطهي الطعام، ثم اندهشوا من ذوبان رمال الشاطئ أسفل النار مندفعةً في تيار سائل ثم بردت فيما بعد وتصلبت في هيئة الزجاج.

مميزات وعيوب الزجاج

إن الزجاج مثله مثل أي مادة أخرى، له عيوب وله مميزات، ونظرًا لأن الزجاج من أكثر العناصر التي يتم استخدامها بصورة يومية في مجالات الحياة المختلفة، ففي التالي سوف يتم توضيح مميزاته وعيوبه:
مميزات الزجاج

  • الزجاج منتج صديق للبيئة.
  • الزجاج يمتلك معدل تفاعل كيميائي تقريبًا، ولذلك السبب يُفضل دائمًا
  • حفظ المواد الغذائية الغنية بالمواد الحافظة أو المخصبة كيميائيًا مثل الخل
  • والصلصة والمشروبات الغازية والمربى وغيرها في إناء زجاجي
  • لتساعد على المحافظة على الرائحة والنكهة والقوة سليمة.
  • تم ملاحظة أن نكهة منتجات الألبان تستمر أطول بكثير وهي في
  • العبوات الزجاجية عند المقارنة مع أنواع التعبئة الأخرى، وذلك لأن الزجاج
  • لا يحتوي على مسامات وغير منفذ ولا يسمح للهواء بأن يختلط
  • مع المواد الغذائية بالداخل إذا تم إغلاقه بصورة صحيحة، ولهذا السبب تحافظ
  • العلب الزجاجية على الطعام في مأمن من العفن.
  • الزجاج من المواد القابلة لإعادة التدوير بنسبة 100٪، وليس ذلك فحسب،
  • بل يمكن استخدام الزجاجات ذاتها لنفس المنتجات مرارًا وتكرارًا بعد تنظيفها،
  • مثل: شركات المشروبات الغازية تغسل الزجاجات المستخدمة بصورة صحيح
  • في المصانع، وتعيد تعبئتها، ثم تقوم بإرسالها مرة أخرى إلى السوق.

سلبيات الزجاج

  • في حين أن الزجاج مادة قوية وصلبة، إلا أنه أيضًا هش.
  • العلب الزجاجية تكون ثقيلة نسبيًا مقارنة بالعلب الأخرى.
  • والمنتجات الزجاجية باهظة الثمن نسبيًا.
  • عند انكسار الزجاج فإنه قد يصبح خطيرًا.

خصائص الزجاج

الزجاج مادة لها العديد من العناصر التي تميزها، وفي التالي ذكر هذه الخصائص:

  • تبرز لزوجة معينة عندما تكون في حالة سائلة.
  • يمكن العثور على مقاومة صفرية للالتواء.
  • له خصائص حرارية.
  • و الزجاج له خصائص بصرية مختلفة.
  • الزجاج قابل لإعادة التدوير:

تبرز لزوجة معينة عندما تكون في حالة سائلة: إلى جانب مقاومته العالية للتآكل،

وفي حين أن الزجاج مقاوم جيد لعمل المواد إلا أن هناك أربع أشياء يمكنها تدميره وهي: الماء بدرجة الحرارة المرتفعة، حمض الفوسفوريك مرتفع التركيز،
التركيزات القلوية في درجات الحرارة العالية، وحمض الهيدروفلوريك.
يمكن العثور على مقاومة صفرية للالتواء: وذلك في حالته الصلبة أما في حالته السائلة،
يصبح له مقاومة محددة للالتواء، إذ إنه معجون بمتوسط قوة 1000 ميجا باسكال،
ويُعد الزجاج ذو قوة ضغط مرتقعة، وتختلف مقاومته للانحناء.
له خصائص حرارية: قد يصل الزجاج لدرجة حرارة محددة دون أن تتغير خصائصه
الصلبة وله كذلك موصلية من النوع الحراري، لكي يتم التمكن من تحمل
كل من الحرارة والبرودة، ولا يشتمل الزجاج على نقطة تليين معينة، وبسبب تلك الخاصية،
يمكن أن يتحول الزجاج من مادة صلبة إلى سائلة بمظهر فطري.
الزجاج له خصائص بصرية مختلفة: وهذا ما يجعله مثاليًا للاستخدامات المتنوعة،
ويستطيع نقل الطيف المرئي للضوء، وذلك يعتمد على تكوين ونقاء الزجاج،
ومن الجدير بالذكر أن الزجاج الذي يتمتع بأعلى قدرة لنقل الضوء هو ذلك الخالي
من مركبات الحديد.
الزجاج قابل لإعادة التدوير: يشير ذلك إلى حقيقة أنه في عملية صناعة الزجاج
زر الذهاب إلى الأعلى