كيف تتم صناعة الزجاج ومتى صنع الإنسان أول قطعة زجاج؟

صناعة الزجاج من الصناعات القديمة التي لم نقدر الاستغناء عنها رغم تطور الزمن، فالزجاج من المواد المستخدمة في كل الأماكن تقريبا وذلك على اختلاف أنواعه، إلا أنه يتواجد في البيوت والشركات والمصانع والفنادق، ويستخدم في تزيين المساكن والمساجد والأماكن السياحية، وغيرها من الاستخدامات العديدة، لذلك نوضح في هذا المقال كيفية صناعة الزجاج وتاريخ اكتشاف صناعته.

صناعة الزجاج من الرمل

قد يكون من الصعب عليك أن تصدق أن صناعة الزجاج تعتمد على الرمل السائل، فمن الممكن صناعة الزجاج عن طريق تسخين الرمل العادي الذي يتكون من ثاني أكسيد السليكون حتى ينصهر ويتحول إلى حالته السائلة، لكن بالطبع تلك العملية لن تجرى عند الشاطئ، فكي ينصهر الرمل يحتاج إلى درجة حرارة عالية تصل إلى 1700 درجة مئوية.

الزجاج هو مادة صلبة تنتج عند تبريد المواد المنصهرة وذلك كنتيجة لإعادة الترتيب الداخلي للذرات والجزيئات، ويبقى في حالة عشوائية أشبه بترتيب الذرات في المواد السائلة إذا قورنت بالمواد الصلبة العادية ذات الهياكل البللورية.

ويمكن أن تنتج السليكا النقية زجاجا ممتازا، لكنها عالية الذوبان جدا حيث تذوب عند 1723 درجة مئوية، كما أن الذائب الناتج يكون لزجا جدا للدرجة التي تجعل التعامل معه صعبا، وتشترك جميع أنواع الزجاج في أنها تحتوي على المكونات التي تجعل السيليكا أسهل في الذوبان، ويصبح الذائب الساخن أسهل أثناء عملية التشكيل.

ينتج الزجاج شفافا، ويكون رخيص الثمن، وقابل للتشكل بسهولة عندما يكون منصهرا، ومقاوم جيد للحرارة ويمكن إعادة تدويره عدة مرات، كما يمكن اعتباره خاملا كيميائيا، فهو لا يتفاعل إلا مع فلوريد الهيدروجين وجداره الخارجي لا يتفاعل مع المواد الموجودة داخله.

مراحل صناعة الزجاج

تمر صناعة الزجاج بأربع مراحل:

الصهر

تتحول المواد الخام الموجودة في الطبيعة في تلك المرحلة إلى مواد خفيفة عن طريق صهرها في أفران لها قدرة حرارية عالية لتذيب الحديد والرمل وباقي المواد التي تدخل في صناعة الزجاج، وفي هذه المرحلة تصبح المواد الأولية جاهزة للتشكل.

التشكيل

تحدث مباشرة بعد عملية الصهر ويتحول الصهير خلالها إلى شكل الزجاج المعتاد، حيث يكون على شكل عجينة، ويبدأ تشكيلها وهي ساخنة، عن طريق القوالب الموجودة مسبقا، وتتنوع أشكال القوالب للحصول على النتيجة المطلوبة، فالزجاج الذي يستخدم في المنازل يختلف عن الزجاج المستخدم في المصانع.

التبريد

يتم إدخال القوالب في عملية تبريد يظهر من خلالها الشكل النهائي للقالب عن طريق إدخاله إلى ثلاجات متطورة، ولا تتواجد تلك الثلاجات في دول العالم الثالث، وإنما يتم استخدامها في الدول المتقدمة.

المرحلة النهائية

آخر مراحل تجهيز الزجاج، ويخرج من خلالها الشكل النهائي للزجاج، ليصبح جاهزا للاستخدام.

والجدير بالذكر أن عملية صناعة الزجاج تعد عملية خطيرة على حياة المصنعين وذلك لارتفاع درجة حرارة الزجاج المنصهر، مما يشكل خطرا على حياتهم، لكن النتيجة تستحق المخاطرة.

الزجاج الطبيعي

تعلم البشر في وقت مبكر من الزمن كيفية صناعة الزجاج وذلك منذ 75000 عام قبل الميلاد، فلجأوا إلى استخدام الزجاج الطبيعي لصناعة السكاكين ورؤوس السهام، والمقصود بالزجاج الطبيعي هو حجر السج الذي يتكون عندما تذوب الصخور بفعل الحرارة المولدة من البراكين، ليصبح زجاجا بعد أن يبرد، وكذلك يوجد حجر الخفاف وهو زجاج طبيعي تشكل من الحمم البركانية.

ويوجد نوع آخر من الزجاج الطبيعي على هيئة أنابيب زجاجية تتكون عندما يضرب البرق إحدى الترب الرملية.

تحويل الرمل إلى زجاج

من غير المعروف متى وأين وكيف اكتشف الإنسان صناعة الزجاج حيث يعود اكتشاف حبات من الزجاج الصغيرة جدا إلى 4000 سنة قبل الميلاد، ومن المعتقد أن هذه المنتجات كانت مصنوعة من مصهور النحاس أو الفخار الزجاجي.

وقبل 2500 سنة قبل الميلاد ظهرت وُجدت قطع صغيرة من الزجاج الصناعي في مناطق مثل بلاد بين النهرين، لكن صناعة الزجاج الحقيقية لم تظهر إلا بعد 1500 عام قبل الميلاد في مصر، وأثناء ذلك الوقت ظهرت الكثير من المزهريات الصغيرة والمجوهرات المصنوعة من الزجاج.

وكل أنواع الزجاج القديمة اعتمدت على السيليكا أو الرمال، ومع تعديل كميات كبيرة من أكاسيد المعادن، وخصوصا الصودا والجير.

وهذا الزجاج هو الأكثر استخداما في وقتنا هذا، ويعرف بزجاج الصودا والجير، وكان الزجاج قديما مبهما وملونا نتيجة وجود كثير من الشوائب، أما الزجاج في وقتنا الحالي لديه خاصية الشفافية.

تاريخ صناعة الزجاج في مصر القديمة

كان الزجاج قديما سلعة نادرة ولها قيمة عالية، وكان من يعرفون تلك المادة هم الذين يمتلكون تكنولوجيا قوية.

وتوجد بعض الآثار تم اكتشافها في موقع عاصمة الفرعون رمسيس الثاني، وكشفت تلك البقايا عن الزمن الذي عرف فيه الزجاج وقد أتفق المؤرخون على أنه العصر البرونزي.

واكتشفت المنتجات الزجاجية في جزيرة رودس اليونانية لتؤرخ أن اليونانيين عرفوا المنتجات الزجاجية بعد المصريين بعد اكثر من ألف سنة وذلك حوالي عام 200 قبل الميلاد.

واستخدم الزجاج في التمائم والخرز وفي عمليات الترصيع، وعرفت خامات صناعة الزجاج في مصر القديمة بعد السنة التالية من أصل ثلاث سنوات قضاها علماء الآثار في التنقيب في منطقة القناطر وهي موقع حكم رمسيس الثاني.

وأشارت تلك الآثار إلى مرحلتين في صناعة الزجاج والمواد الأولية، والتي تشمل السيليكا ورماد النبات وكانت تُحرق في أوعية من المحتمل أنها إعادة استخدام لجرار الخمر، وبعدها يُسحق الخليط ويُغسل ثم يُصهر في قوالب أسطوانية لتنتج سبائك الزجاج مستديرة الشكل، وتُنقل تلك السبائك إلى ورش الحرفيين لصناعة زجاجات العطور وترصيع الأثاث والمجوهرات.

ويعد الزجاج المصري القديم من الأحجار نصف النفيسة وهي مادة ثمينة وجميلة وكانت تحت حكم الملوك وتهدى لرجال الدولة المهمين، وللأسف انحدرت صناعة الزجاج بعد عصر الأسرة الواحدة والعشرين وأعيد إحيائها أثناء الأسرة السادسة والعشرين ولكنها عادت للانحدار من جديد.

استخدامات الزجاج

يدخل الزجاج في العديد من الأدوات المنزلية وأدوات الزينة وأواني المطبخ، ويدخل الزجاج أيضا في بعض تصاميم الديكور الحديث كالأبواب والنوافذ، وذلك لأنه يضيف مظهر جمالي لشفافيته وألوانه المتعددة، ويمكن تطبيق التقنيات الحديثة أثناء صناعة الزجاج حتى يتم تشكيله بأي شكل فنجد الآن قطع أثاث كاملة مصنوعة من الزجاج بل توجد منازل كاملة من الزجاج، ودخل في صناعة دورات المياه لأنه مضاد للأكسدة وسهل التنظيف.

ويوجد فن الرسم على الزجاج أو النقش عليه، مما يضيف له جمالا أكثر، ويعتبر منفسا للتعبير عن النفس.

تعد المرايا نوعا من أنواع الزجاج يتم تغليفه من الخلف بمواد عاكسة أو بالفضة، وتستعمل المرايا في كثير من التصاميم الداخلية للبيوت والغرف ومختلف مناطق التزيين.

وقد يعتقد البعض خاطئا أن الخزف الزجاجي مصنوع من الزجاج، إلا أنه في الحقيقة مصنوع من السيراميك لكنه أيضا يشكل خواص السيراميك والزجاج معا في الناحية الفيزيائية.

إن استمرار صناعة الزجاج في التربع على عرش الصناعات طوال الحقب الماضية يدل على مدى أهميته، ومدى استفادة الإنسان باكتشافه، وضرورة تقدير كل من ساهم في تطوير صناعته.