ما هو المكون الرئيسي للزجاج هل تعلم؟، من الأسئلة التي تحتاج إلى جواب مبني على أساس علمي، بالإضافة إلى أهم المواد التي تساعد في تصنيع الزجاج، وفقاً لآلية الانصهار، وهو ما نعرضه عبر موقع الماقه في المقال.
ما هو المكون الرئيسي للزجاج
يوجد مكون أساسي يساعد في تكوين الزجاج، ومن أهم المكونات الأساسية التي تدخل في تكوين الزجاج ما يلي:
- يتكون الزجاج من مادة الرمال، ويطلق عليها في بعض الأحيان رمال السيليكا.
- كما تسمى تلك المادة في بعض الدول برمال الكوارتز، وهي من الصخور التي تعد بمثابة الرمل، ويكون لونها ناصع البياض، ويتميز بالنقاء.
- تحتوي على نسبة من بعض المعادن والشوائب التي تقلل من فعالية المنتج، مما يجعلها تدخل عند التصنيع إلى أعلى درجة حرارة من أجل الانصهار، حتى يسهل التشكيل بالصورة الجيدة.
- تختص تلك المادة بالعديد من الخواص الكيميائية والفيزيائية، وهو ما يقلل من تكوين الشوائب والمعادن بها.
- تتنسب المواد التي تتكون منها السيليكا مع حجم الحبيبات التي تساعد في تكوين الزجاج من خلال 500 ميكرون تقريباً.
- كما يمكن الحصول على المادة من خلال منطقة جنوب الأردن، ويمتد عصر الرمال إلى الأزردفيشي الأسفل، بالإضافة إلى عصر الكريتاسي الأسفل.
ما هي المواد التي تدخل في صهر الزجاج؟
من خلال البحث عن ما هو المكون الرئيسي للزجاج وجدنا أنه لا شك أنه توجد بعض المواد التي تدخل في صهر وصناعة الزجاج، ومن تلك المكونات ما يلي:
- في حالة الحاجة إلى صهر الزجاج لا بد من توفير نوعين من المواد الخام، والتي تخلو من خلط المعادن.
- يحتاج الصهر في الزجاج إلى نسب متساوية من الرمل وأيضاً الزجاج القديم، وهو يتوفر في مرحلة التدوير.
- يتم توفير المواد الخام من المعادن بالإضافة إلى مزجها جيداً، ومن ثم تبدأ في الدخول إلى الفرن تحت درجة انصهار تصل إلى 1500 درجة.
- بعد الوصول إلى مرحلة الانصهار الكلية يمكن أن تبدأ مرحلة التبريد، وهي من المراحل التي تحتاج إلى وقت للحصول على التشكيل الجيد.
- يبدأ المصنع من خلال الآلات المختلفة في اختيار الأشكال المناسب والاستخدامات المعينة التي يحتاجها الزجاج.
- يبدأ الزجاج في مزجه بالحديد من مكونات الصودا التي تقلل من حدة الصدأ.
- ويمكن القول بأن صنع الزجاج يحتاج إلى رمل السيليكا، وأيضاً الرمال الخاصة بالصودا بالإضافة إلى الحجر الجيري، وأيضاً الدولوميت.
- كما يمكن أن يدخل في حالة تكوين الزجاج المزجج أكسيد الحديد والكوبالت، من أجل مزج المكونات باللون الأخضر.
مكونات الزجاج العادي
يوجد بعض المكونات التي تدخل بصورة واضحة في تكوين الزجاج العادي، ومن تلك المكونات ما سوف نتعرف عليه عبر ما هو المكون الرئيسي للزجاج كما يلي:
- يتكون الزجاج العادي من 75% من المادة المنصهرة وهي مادة السيليكا، وتسمى علمياً أكسيد السيلكون، ويطلق عليها في اللغة العامية مادة الرمل.
- في حين يتم إضافة حوالي 15 % من الصودا التي تساعد في تسريع انصهار المادة الخاصة بالتكوين، وتتنوع الصودا بين كربونات الصوديوم، والأكسيد الخاص بالصوديوم، بالإضافة إلى البوتاس.
أهم أنواع الزجاج
يوجد بعض الأنواع المتعددة للزجاج، ويختلف كل نوع في تركيبه عن الآخر ومن تلك الأنواع ما يمكن تقسيم الزجاج بشكل عام إلى نوعين فقط، هما:
1- الزجاج العادي
- الأول منهم زجاج الصودا وهو النوع المنتشر في حياتنا اليومية بصورة مستمرة.
- يتكون الزجاج العادي من مادة الرمل، وهي من المواد الأساسية التي يعتمد عليها بشكل أساسي، كما يدخل في تكوينه كل من الجير والصودا.
- كما يدخل في تكوينه أيضاً مادة السيليكا، ولا بد أن تكون منصهرة، حتى يمكن الحصول على منتج ممتاز.
- مادة السيليكا لا تنصهر عند درجة حرارة عادية، بل تتخطى 1700 درجة مئوية بصورة مباشرة.
- يتم إنتاج النوع العادي من الزجاج، وفقاً لبعض آليات التفاعلات الكيميائية، حتى لا يصبح الأمر مكلف.
- ويمكن أن يتم إدخال الصودا من أجل التسهيل بشكل جيد في صهر المادة بدون أي تفاعلات، مما يقلل درجة الانصهار حتى تصل إلى 850 درجة.
- النوع العادي من الزجاج لا يظل في الماء لأنه يحتاج إلى بعض الكميات من الجير الأساسي حتى يصبح سهل التفتت.
2- الزجاج النوعي
- كما يوجد نوع آخر من الزجاج، وهو الزجاج النوعي حيث أنه يختلف في درجة التكوين والتشكيل.
- يتميز بأنه يحتاج إلى درجات مرتفعة من أجل الانصهار حتى يسهل تشكيله بالطرق المنظمة.
مميزات عنصر الزجاج
لا شك أن عنصر الزجاج يتمتع بالعديد من المميزات بعض استخدام مادة السيليكا، وتتمثل فيما يلي:
- من المواد الصلبة التي تتمتع باللون الشفاف واللامعة.
- من المنتجات التي لا يمكن أن يستغنى عنها أي أحد على الإطلاق، مما يسهل في عملية البيع والشراء.
- أيضاً يدخل في مكوناته بعض النواحي الهيكلية والتي تمتزج مع السوائل مما يسهل من فرصة الحصول على مادة صلبة جيدة.
كيفية صناعة الزجاج من الرمل
لا شك أنه يمكن صناعة الزجاج من خلال عدة مراحل باستخدام الرمل، ويتم كالتالي:
- يبدأ تصنيع الزجاج من مادة الرمل من خلال جلب المادة المناسبة في صنع الكم المحدد من الزجاج.
- ثم يبدأ المصنع في تحديد التشكيل الحقيقي، ونوع التشكيل الخاص بالزجاج من خلال الوصول إلى الاستخدامات الحقيقية التي ينطبق عليها التشكيل.
- ثم تبدأ المرحلة الثانية وهي مرحلة التسخين للرمال العادية بالصورة الجيدة، والتي تسمح بانصهار المادة حتى تصل إلى مرحلة الذوبان، وتتحول سريعاً إلى مادة سائلة.
- تتكون تلك المادة من عنصر ثاني أكسيد السيليكون، وهي تنصهر في حالة الوصول إلى درجة حرارة 1700.
- كما يمكن أن تتخطى الدرجة وتصل إلى 3090 درجة فهرنهايت، بالصورة الجيدة.
- ثم تتحول الرمال من الانصهار إلى انخفاض درجة الحرارة حتى يتم تبريد المادة السائلة بشكل جيد.
- تتحول المادة إلى اكتساب بنية جديدة للغاية، مع اختلاف تام في عناصر التكوين التي ظهرت في المرة الأولى للتبريد.
- يصبح الزجاج في تلك المرحلة من السوائل الصلبة، التي يسهل انصهارها مرة أخرى في درجة حرارة منخفضة، وهو ما يجعل من خصائصه عدم التبلور بصورة سريعة.
التركيب البنائي للزجاج
لا شك أن الزجاج يمر بعض مراحل التركيب البنائي في التصنيع، ومن تلك المراحل ما سوف نذكره اليوم عبر سطور ما هو المكون الرئيسي للزجاج كالأتي:
- يتكون الزجاج من مجموعة من المواد الخزفية التي يكون لها تركيب ذري مماثل.
- لا يظهر الزجاج بالصورة الجيدة في التركيب البلوري بالنسبة لكافة الأنواع التي تدخل في تركيبه.
- كما أنه يدخل في تركيبه الكيميائي المواد التي تتوافق معه على اعتبار أنه من المواد غير المتبلورة.
- يوجد أنواع مماثلة من الزجاج في التركيب البنائي، ولكن في حالة استخدام زجاج السيليكات لا يمكن وصفه بالمسمى، ولكنه يدخل ضمن الشبكة الثلاثية الأبعاد المتوافقة.
- يتم اتحاد وحدة من مادة الرمل أو السيليكا مع وحدة رباعية تقوم السطوح الأمثل من خلال صفائح وسلاسل، بهدف صنع مادة السيراميك.
- في حالة معرفة الأكاسيد التي تدخل ضمن التركيب البنائي يمكن القول بأن تلك الأكاسيد تتمثل في SiO2، وهو من الأكاسيد الأولية التي تدعم عملية الانصهار بسهولة.
- وأيضاً P2O5 وهو يساعد في تنقية الزجاج، وتسهيل عملية مزج تلك المكونات من أجل الحصول على المعدن.
