صناعة قوالب الجبس

الجبس

الجبس (بالإنجليزيّة: Gypsum) عبارة عن مادة تتكوّن من ثُنائي هيدريت كبريتات الكالسيوم (CaSO4.2H2O)، بنسبة تبلغ 79% من كبريتات الكالسيوم، و21% من الماء، وهو عبارة عن معدن نشأ منذ 100-200 مليون سنة، يتحوّل إلى مادة كبريتات الكالسيوم عند تعريضه لدرجة حرارة عالية، وهو من أكثر المُركّبات وفرةً على سطح الأرض، يتميّز بلونه الشفّاف المائل إلى البياض، إلى أنّه قد يظهر بألوان أخرى عند وجود الشّوائب فيه، ومن هذه الألوان الأصفر، والأزرق، والبُنيّ، والبُنيّ المُحمرّ، والورديّ، والرماديّ، والأسود. يُعدّ من المعادن قليلة الصّلابة، كما يتميّز الجبص بوجوده على عدة أشكال تعتمد على كمية ودرجة التبلور، ويتميز بكثرة التطبيقات التي يمكن استعمالها فيه.

أنواع الجبس

يُقسَم الجبس حسب المَنشأ إلى نوعين، هما:

• الجبس الطبيعيّ: (بالإنجليزيّة: Natural Gypsum)، وهو نوع الجبس المُتواجد بشكل طبيعيّ على سطح الأرض، ويتراوح وجوده في الصّخور الرسوبيّة ما بين 75-95%، بحيث يُشكّل الطّين والطّبشور المُكوّنات الأخرى من الصّخر، وقد يتواجد الجبس مع عناصر أخرى مثل البورون، والحديد، والزّرنيخ، والرّصاص. تُعتَبر كلّ من أمريكا، والصّين ، وإيران، وتايلند، وكندا، وألمانيا، وتركيا، وبريطانيا، وبولندا، واسبانيا، وفرنسا من أكثر الدّول المُستخرِجة للجبس الطبيعيّ.
• الجبس البديل للجبس الطبيعيّ: (بالإنجليزيّة: Natural Gypsum Substitute)، وهو الجبس النّاتج كمنتج ثانويّ من العمليّات الصناعيّة، وقد يُطلَق عليه اسم الجبس النّاتج عن إزالة الكبريت في المداخن (بالإنجليزيّة: Flue Gas Desulphurisation Gypsum)، في حال نتج عن أنظمة إزالة الكبريت في مَحطّات إنتاج الطّاقة، حيث يتمّ اتّباع طريقتين لإنتاجه؛ جافة ورطبة، وتكون كالآتيي:
  • الطّريقة الرّطبة لإنتاج الجبس (بالإنجليزيّة: Wet Method)، يتم توجيه الانبعاثات الغازيّة المُحتوية على الكبريت إلى وعاء يحوي خليطاً من الكلس (CaCO3) والماء، ليحدث التّفاعل كالآتي:

CaCO3 SO2→CaSO3 CO2

CaSO3 1/2O2 2H2O→CaSO4.2H2O

• • الطريقة الجافّة لإنتاج الجبس (بالإنجليزيّة: Dry Method)، في هذه العمليّة يتمّ تمرير الغاز في مُركّب هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2) كالآتي:

Ca(OH)2 SO2→CaSO3 H2O

CaSO3 1/2O2→CaSO4

كيفيّة صناعة قوالب الجبس

تتعدّد أنواع القوالب التي يتمّ فيها صبّ الجبس إلى نوعين هما:

• القالب الهالك: ويُسمّى بالقالب المعدوم، يُستَخدم لإنشاء نسخة واحدة من النّموذج فقط.
• القالب الدائم: ويُسمّى بالقالب الإنتاجيّ، يُستخدم لإنشاء مئات النّسخ من النموذج، ويتميّز بتعدّد القطع الموجودة فيه.

يُراعَى في صناعة القالب الدّقة في تحديد المحاور وخطوط التّقسيم لتجنّب صعوبة فصل النّموذج عن القالب، وتتم صناعة هذه القوالب من خلال الأدوات اللازمة لذلك؛ وهي الأسطمبة، أو الفورمة، أو الكوشوك التي تكون مصنوعةً إمّا من البلاستيك أو الخشب أو الحديد.

خطوات عمل قوالب الجبس

تتمّ عمليّة صبّ القالب بالجبس باتّباع الخطوات الآتية:

• إحضار القالب بالشّكل المرغوب ليُصَبّ الجبس فيه.
• غسل القالب بالصّابون والزّيت حتى يخرج نموذج الجبس بسهولة.
• تحضير مزيج الجبس عن طريق خلط الجبس بالماء لزيادة سماكته، وتكون النّسبة التي تتمّ إضافة الماء فيها مُحدّدةً، بحيث تبلغ حجم الجبص المُضاف (بوحدة الإنش المُكعّب)/80، ويستمرّ المزج لمدّة تتراوح ما بين 3-5 دقائق باستخدام الخلط اليدويّ، و1-1.5 دقيقة من خلال الخلط الأوتوماتيكيّ.
• سكب المزيج في القالب بشكل بطيء لمنع تكوّن فقّاعات الهواء.
• مسح أطراف القالب لمنع تهشّم النموذج عند فكّه.
• السّماح لنموذج الجبس بالجفاف، حيث يتمّ تعريضه لدرجة حرارة مُناسبة لا تتجاوز 120 درجةً مئويةً؛ وذلك لمنع تفتّته.
• إخراج الجبس بحذر شديد لمنع تكسره.

استخدمات الجبس

استخدام الجبس في الزّراعة

يُستخدَم الجبس في الزّراعة لغايات عدّة، أهمّها:

• زيادة تغلغل الماء داخل التّربة ، وتحسين فعاليّة التربة القلويّة.
• زيادة تهوية التربّة.
• منع ضياع الماء دون الاستفادة منها من قبل النباتات.
• التّقليل من سُميّة العديد من العناصر الثّقيلة والمُركّبات التي قد تتواجد بكميّات كبيرة في التّربة، مثل أملاح كلوريد الكالسيوم.
• مصدر أكسجين للنباتات.
• المُساعدة في تفتيت التّربة المُتماسكة.
• تغذية التّربة بعنصري الكالسيوم والكبريت.
• منع تقشّر التّربة، والمُساعدة في نموّ البذور بشكل طبيعيّ.

استخدام الجبس في الصّناعة

يدخل الجبس في العديد من الصّناعات، أهمّها:

• يدخل الحبس في صناعة الإسمنت .
• صناعة البلاستيك المُقاوِم للحريق.
• عمل نماذج الأسنان عند الحاجة لتركيب الأسنان الاصطناعيّة.
• صناعة الزّجاج .
• عمل الجبائر في حال حدوث كسر في أحد العظام.
• المُساعدة في عمليّات استخلاص العصائر من مُختلف أنواع الفواكه والخضار.
• صناعة الطّباشير.

استخدام الجبس في أعمال الدّيكور

يتمثّل استخدام الجبس بالديكور بما يأتي:

• إخفاء العيوب في المباني بعد إنهاء عمليّات التّشطيب.
• عمل التّقسيمات الداخليّة من خلال أعمدة الجبس.
• عمل الدَّوَرَانات والكرانيش في السّقوف.
• عمل الإضاءة المخفيّة.
• إعداد التّماثيل والأشكال المُختلفة عن طريق صبّ الجبس في القوالب المُختلفة.

استخدام الجبس في البناء

استخدم الجبس في عمليّات البناء منذ القدم فقد استخدم الفراعنة الجبس في بناء الأهرامات ، كما عُرِفَ الجبس لدى اليونان والآشوريّين ، وقد استُخدِام الجبس لأول مرّة في عمليّات البناء في العصر الحديث في العام 1888م على يد الأمريكيّ أوغسطين ساكيت الذي اخترع آلةً لصناعة ألواح الجبس ليتم تشكيله من طبقات من الورق بينها طبقات الجبس، وقد أُنشئ أوّل مصنع لصناعة ألواح الجبس في أمريكا في العام 1901م، ثم تطوّرت الأساليب والنّماذج لصناعة الجبس؛ ليصبح الآن أكثر من 200 مصنع لصناعة قوالب وألواح الجبص، ويعود استخدام الجبس في البناء للعديد من الخصائص التي يتمتّع بها، أهمّها:

• مُقاومة الحرائق: حيث يُساعد التّركيب الكيميائيّ لمادة الجبس على مُقاومته الكبيرة للاحتراق، وذلك لوجود جُزيئات الماء في تركيبته؛ حيث يحوي المتر المربع من مادّة الجبس على ما يُقارب ثلاثة ليترات من بلورات الماء، ففي حال حدوث حريق تتبخر بلورات الماء مُحدثةً طبقةً عازلةً للجبس تمنع احتراقه، لذلك يعمل الجبس على تأخير انتشار الحريق لمدة تصل إلى أربع ساعات.
• امتصاص الصّوت: حيث يعمل الجبس كعازل للصّوت يُساهم في التّقليل من الضّوضاء الخارجيّة.
• التّقليل من ضياع الحرارة: يُساعد الجبس في الاحتفاظ بحرارة الغرفة ومنع ضياعها.
• تعدد الأشكال والتّصاميم: إذ من المُمكن تشكيل الجبس بالشّكل الذي يناسب ذوق المُستخدم.