الحصول على طلاءات زجاجية من التربة الطفلية برأس غارب والاستفادة منها في اثراء الاسطح الخزفية *

خلفية البحث:

   تعد الطينات المحلية المصدر الأول لإمداد المجتمع باحتياجاته من المنتجات الفخارية و الخزفية المتنوعة الأغراض على مدار التاريخ و التي استطاع الفنان أن يصل بها الى درجة من التکامل الشکلي و الوظيفي . ومن أمثلة الطينات الموجودة في مصر و التي يعتمد عليها منذ التاريخ و حتى عصرنا الحاضر ( طينة أسوان ، سيناء ، قنا ، وغيرها ......) الى جانب العديد من الأماکن التي لم تکتشف بعد.

   وفي ظل المتغيرات العالمية المتلاحقة اقتصاديا و اجتماعيا وتکنولوجيا زادت ضرورة البحث و الدراسة لاکتشاف مصادر محلية جديدة لسد احتياجات المجتمع و اثراء الإقتصاد القومي ، وهنا يتضح مدى أهمية اکتشاف أماکن جديدة في البيئة المحلية تمدنا بأنواع متنوعة من الطينات حيث تختلف أنواع الطينات و ترکيبها الطبيعي وفقا لاماکن تواجدها و مدى قربها أو بعدها عن سطح الأرض و ما تحتوي عليه من مکونات مثل الرمل و الجير والحديد و الألومينا و القلويات و غيرها حيث يرجع اختلاف أنواع الطينات لاختلاف نسب وجود هذه المواد الطبيعية المکونة لها مما يکون له اثره من خصائص مثل اختلاف تحمل درجات الحرارة و اختلاف اللون و المرونة و الصلابة و درجة المسامية و مدى تقبلها للمعالجات الحرارية وتقبلها للطلاءات الزجاجية ، وغيرها من الخصائص الطبيعية والإمکانات التشکيلية .

ومن تلک الأنواع الطينية الطَفْلة ،" وتتواجد الأراضى الطَفْلية فى أنحاء کثيرة فى صحارى مصروعلى طول إمتداد الوجه القبلى من الناحيتين الشرقية والغربية وأيضاً فى أماکن مختلفة فى شبه جزيرة سيناء ، وسلاسل جبال البحر الأحمر الرسوبية . وتظهر الطفلة على هيئة عروق أو ترسيبات فى الأراضى المستصلحة الجديدة کما فى شرق البحيرات والإسماعيلية وکذلک محافظة الشرقية والقليوبية والإسماعلية والقاهرة والجيزة والأسکندرية ومرسى مطروح والمنيا وسوهاج ، ووادى الفارغ والخطاطبة وواحة الفرافرة ، وتتميز الطفلة بوجود نسبة عالية من أکاسيد الحديد ، الجبس ، وکربونات الکالسيوم وأيضاً باحتوائها على نسبة عالية من ملح کلوريد الصوديوم الذي يبلغ فى کثير من الأحيان 60%  " [1]

وأيضا على نسبة کبيرة من السيليکا تصل فى بعض الأحيان من 60 %إلى 90%فى بعض أنواع الطَفْلة ، وهى المادة المزججة فى الطلاء الزجاجى .[2]   

وفى الوادي الجديد "تتميز المنطقة الممتدة من مدينة الخارجة شمالا حتى جنوب باريس ومنطقة جبل شرشر بوجود تراکيب الطفلة بسمک يصل ألي 25 م ، کما توجد أنواع الطَفْل الأحمر والأخضر والرصاصي فى الواحات الداخلة. وقد ثبتت صلاحية طَفْلة الداخلة لإنتاج الطوب الطفلى وصناعة الأسمنت والخزف والفخار".[3]

   مما سبق ترى الباحثة فى الطفلات المصرية خامات خزفية غنية بالخصائص الطبيعية الهامة والمفيدة فى مجال الطلاءات الخزفية مما دفع الباحثة  لاختيار طفلة رأس غارب کخامة مصرية غيرمکلفة اقتصاديا لانتاج طلاء زجاجي في درجات حرارة متوسطة  ، لاحتوائها على مکونات تدخل في ترکيب الطلاء الزجاجى.

مشکلة البحث:

   وعلى ذلک يمکن أن تتحدد مشکلة البحث في :

1. کيف يمکن الحصول على طلاء زجاجي بخامات محلية من خلال التربة الطفلية برأس غارب ، لإثراء السطح الخزفي.

أهداف البحث:

1. الحصول على طلاء زجاجي من التربة الطفلية برأس غارب .
2. الإفادة من الطلاء الزجاجي المنتج من التربة الطفلية فى إثراء السطح الخزفي بالقيم الفنية .

فروض البحث:

1. يمکن الحصول على طلاء زجاجي من التربة الطفلية برأس غارب .
2. يمکن الحصول على طلاء زجاجي ذو مظهر سطحى من التربة الطفلية برأس غارب لإثراء السطح الخزفي فنيا.

أهمية البحث:

1- التأکيد على التجريب فى خامات الخزف المحلية .

2- الحصول على طلاء زجاجي من خامات متوفرة في البيئة المصرية رخيصة الثمن ، ولها تأثيرها الفني فى إثراء الشکل الخزفي.

حدود البحث:

- عينة من التربة الطفلية برأس غارب

- نضخ الطلاء الزجاجى فى درجة حرارة بين 1000-1150 ° م

منهج البحث وإجراءاته:

أولا : الإطار النظري:

1- التصنيف الجيوتقنيقى للترسيبات الصحراوية للطفلة .

2- تحليل التربة الطفلية برأس غارب .

3- تعريف الطلاء الزجاجى ومکوناته وأنواعه والخامات المحلية المستخدمة فى البحث .

ثانيا : الجانب التطبيقي:

يعتمد البحث في جانبه التطبيقي على المنهج التجريبي من خلال تجربة ذاتية ، تقوم بها الباحثة فى محاولة على الحصول على طلاء زجاجى من التربة الطفلية برأس غارب.

مصطلحات البحث:

• الطلاء الزجاجي :

التزجيج هو عملية حرارية کيميائية يغطي فيها سطح الجسم الفخاري بطبقة زجاجية تعمل على سد مسام السطح وتجعله سهل التنظيف و تکسبه نعومة و رونقا و تسمى الطبقة الزجاجية بطبقة التزجيج ، وهي خليط من عدة مرکبات کيميائية. [4]

والطلاء الزجاجي يعرف بأنه عبارة عن طبقة من الزجاج أو البلورات الزجاجية تغطى سطح الجسم الخزفى . [5]

ويتم نضج الطلاء الزجاجي بالتسخين ، وهي عملية يحدث فيها انصهار مکوناته و اتحاد بعضها البعض في عملية تشابک جزيئي لتکوين طبقة زجاجية رقيقة جيدة الالتصاق بالجسم .[6]

• الطَفْلة:

   کلمة طفلة هى مصطلح متعارف عليه لتوصيف بعض أنواع التربة الطينية بالمناطق الجافة وشبهه الجافة والتى ترسبت خارج نطاق وادى النيل. وقد استقر على مدار الزمن استعمال هذا المصطلح فى مجالات هندسية مختلفة بمعان وسياقات ودلالات تختلف حسب مجال استخدامه ، ففى معجم الجيولوجيا تحت إسم طَفْل وطفال مع تعريفها بأنها الطين والصلصال يتصلبان على هيئة رقائق بتأثير ضغط ما فوقهما من الصخور.[7]  

وتعرف إجرائياً في هذا البحث بأنها الطفلات التي تحتوي على نسبة عالية من المواد المساعدة على الصهر و المواد المزججة والتي تمکننا من عمل طلاءات زجاجية منها.

" ومن خلال الإستخدام الشائع لمصطلح "الطَفْلة" والمعاجم الجيولوجية والعربية يتبين أنها عبارة عن ترسيبات صحراوية لها صفات إنتقالية مابين التربة والصخر.وأهم هذه الأنواع هو الطين الصحراوى المتماسک على هيئة صفائح متوازية والمعروف دوليا بمصطلح ( shale ).

أولا : الاطار النظري:

1- التصنيف الجيوتقنيقى للترسيبات الصحراوية على   "الطفلة":

بناء على الخصائص الطبيعية والميکانيکية والتقسيمات الدولية والمصطلح المعجمى للطفلة وللتمييز بين التربة الطينية الصحراوية المتماسکة وبين التربة الطينية النهرية والتى لها نفس المکونات الطينية وکذلک للتميز بين التربة الطميية أو الرملية الصحراوية المتماسکة وبين التربة الطميية أو الرملية النيلية والتى لها نفس المکونات الطميية أو الرملية ، فإنه يمکن تصنيف التربة الطفلية جيولوجيا وهندسيا من خلال مقارنتها وربط خصائصها بالتصنيفات المتعارف عليها دوليا الى مجموعتين أساسيتين:

المجموعة الأولى :

تشمل التکوينات المتماسکة من الطين والطمى والرمل والجير والتى تعرضت قى الأزمنة الجيولوجية الى ضغوط عالية من الصخور التى فوقها مما تسبب فى التقارب الشديد بين حبيباتها مما أدى الى إرتفاع کثافتها النسبية ثم بعد ذلک صعدت وتواجدت بالقرب من سطح الأرض نتيجة العوامل الجيولوجية المختلفة.

وهذه المجموعة تمثل فى الغالب تربة قابلة للإنتفاخ وهى تربة ذات تماسک متوسط الى قوى وذو کثافة جافة کبيرة نسبيا وذلک فى حالتها الجافة وقابلة للين والزيادة فى الحجم عند تعرضها للمياه . ويتکون معظم حبيباتها من الطين أو الطين الطمى أو الطين الرملى أو الطين الجيرى أو خليط منهم والمتماسکة بواسطة خصائص معادن الطين وأيونات الأملاح.

المجموعة الثانية :

تشمل التکوينات الضعيفة التماسک من الرمل والطمى والطين والجير والتى لم تتعرض لضغوط عالية نظرا لعدم وجود غطاء صخرى لها مما تسبب فى عدم التقارب اللصيق لحبيباتها مما أدى الى إنخفاض کثافتها النسبية.

وهذه المجموعة تمثل فى الغالب تربة قابلة للإنهيار ، وهى تربة ذات تماسک ضعيف وذو کثافة جافة منخفضة نسبيا وذلک فى حالتها الجافة وقابلة للتفکک والنقصان فى الحجم عند تعرضها للمياه والأحمال. ويتکون معظم حبيباتها من الرمل أو من الطمى أو من الجير أو خليط منهم والمتماسکة بواسطة الرطوبة أو الأملاح أو الطين.

وبإستخدام قواعد الترکيب والإشتقاق يتم تسمية المجموعة الأولى ( الشديدة التماسک )  بحيث يکون أصل الکلمـــة " طفلة " مع إضافة الصفة المناسبة حسب نسبة مکونات الطين أو الطمى أو الرمل بمحتوى عينة التربة لتصبح التسمية کالتالى:

 - طفلة طينية            ( Clayey Tafla )

   -طفلة طميية                   ( Silty Tafla )

 -طفلة رملية                   ( Sandy Tafla )

   - طفلة طينية جيرية            (  Limy  Tafla, Marl  )

حيث يطلق لفظ الطفلة على هذا النوع لإعطائها صفة التماسک الصحراوى المتوسط الى القوى وکذلک صفة القابلية للإنتفاخ فى حالة تعرضها للمياه.

أما المجموعة الثانية ( الضعيفة التماسک ) فيتم إختيار المصطلح بحيث يکون لفظ " طفلى " هو الصفة وتسمى العينة حسب النسبة الغالبة لمحتوى الرمل أو الطمى أو الطين لتصبح التسمية کما يلى:

- طين طفلى                   ( Tafly clay )

   - طمى طفلى            ( Tafly Silt )

   - رمل طفلى                   ( Tafly Sand )

   - جير طفلى                    ( Tafly Lime )

حيث يطلق صفة  "الطفلى" على هذا النوع لإعطائها صفة التماسک الصحراوى الظاهرى الضعيف وکذلک خاصية القابلية للإنهيار.

وجدير بالذکر أن إستخدام صفة التماسک فقط عند وصف التربة لايعنى بالضرورة أنها تربة متماسکة صحراوية ولها خاصية القابلية للإنهيار ولکن إستخدام کلمة طفلية أعطى معنى صفة التماسک وفى نفس الوقت أعطى دلالة صفة القابلية للإنهيار.

ومن نتائج  بعض البحوث حول الخصائص الجيولوجية والهندسية للتربة الطفلية المصرية اجريت على بعض عينات طبيعية ممثلة لتسع مناطق بمصر أخذت من الصحراء لمحافظات الشرقية والقليوبية والإسماعلية والقاهرة والجيزة والأسکندرية ومرسى مطروح والمنيا وسوهاج والتى يمکن تلخيصها بالجدول رقم (1)  التالى:

جدول رقم (1) جدول يوضح الخواص الطبيعية والميکانيکية لتربة الطفلة القابلة للإنتفاخ

وللتربة الطفلية القابلة للإنهيار[8]

2 – تحليل التربة الطفلية برأس غارب:

و مما سبق يتضح ان نسب کل من کلوريد الصوديوم و کربونات الکالسيوم و الجير ، تتواجد بنسب عالية بالطفلة مع اختلاف ترکيز کل منها حسب أماکن تواجد الطفلة وهذه مواد مساعدة على الصهر يتم اضافتها بنسبة 70:60% لتکوين الطلاء الزجاجي ، بالاضافة الى المادة الرابطة (کاولين او بولکلي)10 :15% ،ومادة مزججة بنسبة 10:20% کالکوارتز و الذي يتواجد بنسبة عالية في الطفلة کما هو موضح في الجدول السابق .

والجدول التالي رقم (2) يوضح التحليل الکيميائي لطفلة رأس غارب التي اختارتها الباحثة لانتاج طلاء زجاجي  :

جدول رقم (2) التحليل الکيميائي لطفلة رأس غارب

ويتضح من الجدول السابق انها تحتوي على نسبة عالية من مساعدات الصهر کأکسيد الحديد الذي يستعمل کمادة ملونة ومساعد صهر في نفس الوقت کما أن نسبة الألومينا منخفضة  ونسبة السليکا متوسطة .

3- تعريف الطلاء الزجاجى ومکوناته وأنواعه:

ماهية الطلاء الزجاجى :

­­­­­­   الطلاءات الزجاجية يکون الغرض منها هو جعل الجسم غير منفذ للماء ، وهذا بالإضافة إلى أن مادة التزجيج أو الطلاءات الزجاجية تجعل الجسم يظهر فى صورة أجمل ، ويتکون الطلاء من طبقة رقيقة منتظمة من الزجاج أو البلورات التى تغطى الجسم الخزفى ، ويجهز الطلاء الزجاجى على صورة معلق لمکونات الطلاء فى الماء ، وبعد أن يغطى الجسم بمادة الطلاء الزجاجى يترک ليجف ويبقى الطلاء الزجاجى على شکل طبقة رقيقة ، وعند الحريق تتفاعل مکونات الطلاء الزجاجى وتنصهر لتکون طبقة رقيقة من الزجاج أو البلورات الزجاجية .

مکونات الطلاء الزجاجى :

يترکب الطلاء الزجاجى من عدة مواد تضاف بعضها إلى بعض بنسب معينة وتضاف کل منها لفائدة معينة کلها تؤدى إلى تکوين الطلاء الزجاجى . إلا أن الطلاء الزجاجى يترکب من ثلاث مواد أساسية:

• أولا : مساعدات الصهر.        Fluxes         
• ثانيا : المادة المزججة .Glass Former        
• ثالثا : المادة الرابطة .Refractory             

إلا أن المرکب السابق يعطى طلاءً زجاجياً شفافاً لامعاً يمکن أن يضاف إليه بعض المواد الأخرى لإکسابه صفات خاصة مثل:

• رابعا : المواد المعتمة .            Opacifier
• خامسا :المواد الملونة .            Colorant
• سادسا :المواد ذات تأثيرات خاصة .

وأهم مساعدات الصهر المستخدمة فى الطلاءات الزجاجية هى :

أ.مساعدات الصهر البوراکسية .

وتشمل کلا من البوراکس و حامض البوريک و الکوليمانيت

ب. مساعدات الصهر الرصاصية .

وتشمل کلا من کربونات الرصاص وأکسيد الرصاص الأحمر والجالينا(کبرتيد الرصاص) والليثارج (أکسيد الرصاص الأصفر) و أحادى سيليکات الرصاص و ثانى
سيليکات الرصاص .

ج. مساعدات الصهر القلوية .

وتشمل کلا من وکربونات الصوديوم وبيکربونات الصوديوم وکبريتات الصوديوم و کربونات الباريوم والفلدسبار وکربونات البوتاسيوم.

أنواع الطلاءات الزجاجية :

تقسم الطلاءات الزجاجية حسب ترکيبها الکيميائي أو الخواص الضوئية أو اللون أو مظهرها وهى کما فى الجدول رقم (3) .[9]

جدول رقم (3)  تقسيم الطلاءات الزجاجية

الإطار العملي ونتائج البحث:

مراحل تجهيز الخامات :

1. تکسير الطفلة .
2. کلسنة الطفلة عند درجة حرارة 350°م لإزلة أي رطوبة موجودة بها أو شوائب .
3. طحنها في طاحونة الکرات .
4. نخل الطفلة بمنخل 100 مش .

مساعدات الصهر والخامات المستخدمة :

1. أکسيد الرصاص الأحمر .
2. بوراکس .
3. فلدسبار .
4. أکسيد الکالسيوم .
5. کوارتز .

مراحل ونظام الخلط المستخدم بين الخامات وبعضها البعض :

1. الطفلة + أکسيد الرصاص الأحمر
2. الطفلة + البوراکس .
3. الطفلة + أکسيد الرصاص الأحمر + الفلدسبار البوتاسيومي .
4. الطفلة + أکسيد الرصاص الأحمر + کوارتز .
5. الطفلة + البوراکس + الفلدسبار البوتاسيومي .
6. الطفلة + البوراکس + کوارتز .
7. إضافة بعض الأکاسيد لإعطاء العديد من الألوان المختلفة .

ظروف الفرن ودرجات الحرارة :

تم استخدام فرن کهربائي في جو مؤکسد في درجة حرارة من 1000 :1150°م وجاءت
النتائج کالتالي :

جدول رقم (4)

 60% أکسيد رصاص أحمر : 40% طفلة عند درجة حرارة 1000°م

جدول رقم (5)

50% البوراکس: 50% طفلة عند درجة حرارة 1000°م

جدول رقم (6)

30%أکسيد رصاص احمر:30%فلدسبار بوتاسيومي عند 1150°م

جدول رقم (7)

25% فلدسبار بوتاسيومي :25% بوراکس:50 طفلة عند 1150 °م

جدول رقم (8)

20% فلدسبار بوتاسيومي : 40% أکسيد رصاص أحمر:40%طفلة عند 1000 °م

جدول رقم (9)

10% فلدسبار بوتاسيومي : 60% أکسيد رصاص أحمر : 30%طفلة عند 1000 °م

جدول رقم (10)

30%کوارتز  :30% أکسيد رصاص أحمر : 40% °م

جدول رقم (11)

15%کوارتز  :45% أکسيد رصاص أحمر : 40% °م

جدول رقم (12)

25% کوارتز :25% بوراکس :50% طفلة عند 1100 °م

جدول رقم (13)

15%کوارتز  :35% بوراکس : 50%طفلة عند 1000 °م

جدول رقم (14)

15%کوارتز  :50% بوراکس : 35% طفلة عند 1000 °م