من أين يصنع الزجاج

صَنع الإنسان الزجاج منذ آلاف السنين، فكثيرٌ من المخطوطات التاريخية دلّت على وجود الأدوات الزجاجية التي كان يستخدمها الإنسان منذ أكثر من ألفي عام قبل الميلاد، من أواني زجاجية منزلية، وقطع زخرفيّة، وقطع الزينة، ثمّ تطوّر استخدامها لتدخل في مجال الصناعة، والأبنية مثل: الواجهات الزجاجية، والنوافذ، والأبواب، وغيرها. في هذا المقال سنتعرّف على كيفية صنع الزجاج، والمواد التي تُستخدم في تصنيعه.

• الرمل: وهو يعدّ من المواد الأساسيّة في صناعة الزجاج، ويجب أن يحتوي على كميّةٍ كبيرة من مادة السيلكا تفوق نسبتها الثمانين بالمئة من تركيب ذرات الرمال، لذا فهناك أنواع معيّنة من الرمال تستخدم لصناعة الزجاج وليست جميعها.
• أكسيد الصوديوم: عبارة عن مادة كيميائية تدخل في المواد المكونة للزجاج، وظيفتها ضبط درجات الحرارة أثناء انصهار الزجاج، وسهولة تشكيله.
• مادة الفلدسبار: وهي مادة تُساعد على إعطاء الشفافية للزجاج، وهي متوفّرة بكثرة، ورخيصة الثمن.
• أكسيد الكالسيوم: تعمل هذه المادة على منح الصلابة للزجاج بعد تبريده.
• مادة البوراكس: وهي خليط من مادتي البورون وأكسيد الصوديوم، تساعد على زيادة نسبة انصهار مواد الزجاج، وتُعطي صلابةً للقطع الزجاجية، فمثلاً القطع الزجاجية التي تحتوي على كميات كبيرة من مادة البورون غير سهلة الكسر إذا ما تعرّضت للتسخين والتبريد المفاجئ.
• مواد ثانوية: وهي مجموعة من المواد، تُضاف إلى الزجاج المصنّع لتحسين نوعيّته مثل: المواد التي تزيد الشفافية، والمواد الملونة، والمواد التي تزيد من نسب الانصهار كالتيتانيوم، وأكسيد الباريوم.

يمر الزجاج بعدّة مراحل في التصنيع وهي:

• مرحلة خلط المواد: في هذه المرحلة يتمّ خلط المواد المكوّنة للزجاج بنِسَبٍ معينة، ومن ثم توضع في قوالب خاصة استعداداً لإدخالها في المرحلة الثانية وهي مَرحلة الصهر.
• مرحلة الصهر: تدخل المواد المكوّنة للزجاج في أفران ذات درجات حرارة عالية، حتى تصبح مواد سائلة وذات لزوجة عالية، وقابلة للتشكيل.
• تتعدّد أنواع الأفران المستخدمة في تصنيع الزجاج تبعاً لنوع الزجاج الذي سيُصنّع، كما تختلف درجات الحرارة التي تتعرض لها المواد المصهورة حسب الكميات المستخدمة في عملية التصنيع.
• مرحلة التشكيل: في هذه المرحلة تُبرّد المواد المصهورة لدرجة حرارة معينة تمهيداً لتشكيلها حسب نوع الزجاج المطلوب، ويتم التشكيل إما بالنفخ اليدوي وذلك بعد وضع المواد المصهورة في قوالب التشكيل، أو بالنفخ الآلي باستخدام أجهزة خاصة لنفسه الزجاج.
• مرحلة التشكيل النهائية: في هذه المرحلة يبرد الزجاج ببطء حتى يحصل على الصلابة المناسبة في أفران خاصة بالتبريد؛ حيث توضع القطع الزجاجيّة لفتراتٍ زمنيّة متفاوتة حسب نوع القطعة حتى تبرد بدرجة حرارة المحيط الخارجي.