ما هي طريقة صنع الزجاج
الزجاج يملك قليلا من اللغز حيث من الصعب حمايته لأنه يتحطم بسهولة، لا تصدق أنه يصنع من أبسط المكونات وهي الرمال الناعمة لكنه شفاف جدا وربما يكون الأمر الأكثر إثارة للدهشة حيث أنه يتصرف مثل المادة الصلبة، حيث يمكنك أن تجده فيما حولك فربما مرآة زجاجية أو مصابيح الغرفة، ويعتبر الزجاج من أقدم المواد التي صنعها الإنسان في العالم وأكثر تنوعا ولكن ما هي طريقة صنع الزجاج تابع معنا لمعرفة ذلك ومعرفة المواد المستخدمة في صناعته وأيضًا كيفية حماية نفسك من المخاطر عند صنعة.
المواد المستخدمة في صناعة الزجاج
- رمل السيليكا أو رمل الكوارتز الخالي من الشوائب حتى لا تعيق عملية الصنع.
- بعض المواد الكيميائية مثل مركبات الصوديوم والذي يستخدم في صناعة الزجاج لدوره الفعال في خفض درجات الانصهار ويساعد أيضا في تشكيل الزجاج المنصهر بسهولة.
- يحتوي الرمل على 80% من أكسيد السليكون حيث يعتبر المكون الأساسي في صناعة الزجاج.
ما هي طريقة صنع الزجاج :
أولا : عملية صنع الزجاج باستخدام الفرن
الحصول على رمل السيليكا أو رمل الكوارتز
- رمل السيليكا هو العنصر الأساسي في صناعة الزجاج، يطلب من الزجاج الذي لا يحتوى على شوائب حديدية قطعا زجاجية شفافة ، لأن الحديد سيؤدي إلي ظهور الزجاج باللون الأخضر عند وجوده، عند التعامل مع رمل السيليكا يفضل ارتداء قناع واقي حتى لا تصاب بأي أعراض مثل تهيج الحلق في حالة استنشاقه، ويعتبر رمل السليكا غير مكلف.
إضافة كربونات الصوديوم وأكسيد الكالسيوم إلي الرمال
- كربونات الصوديوم تسمي في الغالب صودا الغسيل وتعمل على خفض درجة الحرارة اللازمة لصنع الزجاج، ويسمح بمرور الماء عبر الزجاج، بحيث يتم إضافة أكسيد الكالسيوم أو الجير لإنكار هذه الخاصية، ويمكن إضافة المغنسيوم أو الألومنيوم لجعل الزجاج أكثر متانة، لا تشكل كل هذه المواد أكثر من 26_30 بالمائة من خليط الزجاج.
- يمكن إضافة مواد أخري إلي المواد السابقة وذلك عند استخدام الزجاج في تشكيل الأواني الزجاجية الكريستالية بالإضافة إلي النعومة لجعله أسهل في القطع ويخفض أيضا نقطة الانصهار بينما يساعد الحديد الزجاج على امتصاص الحرارة، يمكن أن تحتوي بلورات الرصاص على ما يصل إلي 33 في المائة من أكسيد الرصاص ومع ذلك كلما زاد أكسيد الرصاص زادت المهارة المطلوبة لتشكيل الزجاج المنصهر لذلك يختار العديد من صانعي بلورات الرصاص محتوي اقل من الرصاص .
إضافة مواد كيميائية لإنتاج اللون المطلوب في الزجاج
- شوائب الحديد في رمل الكوارتز تجعل الزجاج المصنوع منه يبدو أخضرا، لذا يضاف أكسيد الحديد لزيادة الصبغة الخضراء مثل أكسيد النحاس ، حيث تنتج مركبات الكبريت اللون الأصفر أو البني أو حتى الألوان الداكنة وهذا يتوقف على مقدار الكربون أو الحديد الذي يتم إضافته إلي الخليط.
- يوضع الخليط في البوتقة أو حامل جيد مقاوم للحرارة، يجب أن تكون الحاوية قادرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة للغاية داخل الفرن قد يذوب المزيج الزجاجي عند درجة حرارة تتراوح ما بين 1500_2500 درجة مئوية.
- بعد وضع الخليط في حامل يوضع في فرن تعمل بالغاز مع إضافة قليلا من كربونات الصوديوم والذي تعمل على تقليل درجات الحرارة المستخدمة في صنع الزجاج.
- تجانس وإزالة الفقاعات من الزجاج المنصهر وهذا يعني تحريك الخليط إلي سمك ثابت بإضافة مواد كيميائية مثل كبريتات الصوديوم.
- يتم تشكيل الزجاج عند انصهاره بأحدي الطرق المتنوعة، حيث يتم سكب الزجاج المنصهر في قالب وتركها لتبرد .
- يبرد قالب الزجاج ببطء في الفرن لإزالة أي نقطة إجهاد قد تكونت في الزجاج أثناء التبريد بعد الانتهاء من هذه الخطوة يتم طلاء الزجاج أو تصفحه أو معالجته بطريقة أخري لتحسين قوته ومتانته، يجب أن تبرد القطع الأكبر من الزجاج ببطء أكثر من القطع الأصغر.
ثانيا : عملية صنع الزجاج في الفحم الشواء
- في بداية الأمر قم بإعداد فرن من شواية الفحم حيث تستخدم هذه الطريقة الحرارة الناتجة من الفحم الكبير لإذابة رمل السليكيا مع إضافة المواد الكيميائية مثل صودا الغسيل وأكسيد الكالسيوم كما في طريقة الأعداد السابقة.
- تعرف على مخاطر هذه الطريقة قبل البدء، ستدفع هذه الطريقة التقليدية إلي ما بعد حدود درجة الحرارة المعتادة بحيث تكون ساخنة لدرجة انه يمكن حتى تذوب الشواية نفسها لذا تعتبر هذه الطريقة من أصعب الطرق نظرا لما تسببه من مخاطر حيث يمكنها أن تسبب موتا أو إصابات بالغة لذا يجب الاحتفاظ ببعض الأشياء مثل بقايا الرمل أو مطفأة حريق المصنعة لدرجات الحرارة العالية مثل هذه.
ماهي الاحتياطات اللازمة للحماية
- اتخاذ كل الاحتياطات اللازمة لحماية نفسك وممتلكاتك أيضا من مخاطر هذه الطريقة حيث يمكنك أن تجرب هذه الطريقة وهي صنع فرن شواء الفحم في الهواء الطلق بعيدا عن متناول الجميع يمكن أن يؤدي ذلك على سطح مصنوع من الخرسانة مكشوف غير مغطي بالتراب، لا تستخدم أي معدات لا يمكن الاستغناء عنها، تخلص من الشواية أثناء تسخين الزجاج ويجب عليك ارتداء اكبر قدر من الملابس الواقية بما في ذلك القفازات الثقيلة وقناع اللحام.
- الحصول على فراغ مرفق مع خرطوم طويل وتوجيه الخرطوم ناحية أرجل الشواية دون ملامستها لتقليل المخاطر.
- استخدم الفحم أكثر مما كنت تستخدم من قبل في شواء اللحوم ثم وضع الحديد المصبوب أو بوتقة تحتوي على الرمل المستخدم في وسط الشواية محاطا بالفحم، يحترق الفحم الصلب أكثر من الفحم الجيري مما يجعله خيارا أفضل في صنع الزجاج.
- يجب اختبار قطعة الفحم أولا في الاشتعال قبل البدء ومعرفة ما إذا كانت تحتاج إلي سائلا يساعدها على الاشتعال.
- بعد إشعال الفحم تركه مدة متوسطة للحصول على السخونة ودرجة الحرارة المطلوبة لصنع الزجاج، لذا عندما يصبح الفحم ذو لون برتقالي ويصدر توهجا يكون جاهزا، حيث يمكنك الشعور بالحرارة بمجرد وقوفك بعيدا من الشواية.
- إدخال الهواء إلي الفحم يجعل درجة حرارة الفحم تصل إلي 2000 درجة ولكن احذر قد يحث لهب كبيرا.
- عندما يذوب الزجاج الخاص بك استخدم الأدوات المعدنية بعناية فائقة لإزالته وتشكيله ، بسبب درجات الحرارة المنخفضة قد يكون الزجاج المنصهر عن طريق الشواء أكثر صلابة وأصعب من الزجاج المنصهر عن طريق الفرن، بعد ذلك قم بتشكيل الزجاج المنصهر على الفحم باستخدام أنبوب أو قالب أو أدوات أخري كما تفعل فيما سبق.
بعض الإرشادات الصحية التي يمكن إتباعها عند صنع الزجاج
- ارتداء قناع الوجه للحماية من النيران.
- ارتداء ملابس واقية عند صهر الزجاج.
- فصل مكونات الزجاج المستخدمة بعيدا عن أماكن تسخين وانصهار الزجاج.
- الامتناع عن العمل في تلك الصناعة في حالة الإصابة ببعض أمراض الجهاز التنفسي، حيث تسبب الرمال في حالة استنشاقها تهيج الرئتين وصعوبة التنفس.
- صنع فرن الشواء بعيدا عن المناطق السكنية .
- يفضل استخدام فرن الشواء بدلا من فرن الغاز نظرا لقلة خطورتها مقارنة بفرن الغاز.
- استخدام قفاز مصنوع من مواد مقاومة لدرجات الحرارة العالية.
- استخدام قوالب مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة عند صب الزجاج المنصهر.
- البعد عن المواد القابلة للاشتعال عند وضع الزجاج المنصهر في البوتقة أو القالب.
