المسافر
01-20-2007, 11:01 PM
المعادن:
يمكن تعريف المعدن بأنه عبارة عن مادة طبيعية ذات تركيب كيميائي مميز أو متغير في نطاق محدود وله تركيب بلوري داخلي ثابت ويظهر أحياناً على شكل بلورات ويوجد على شكل متبلور في أغلب الأحيان.
ويلاحظ من التعريف السابق أن المعدن هو مادة توجد في الطبيعة وليس للإنسان أو الحيوان أو النبات دخل في تكوينها.
كما نلاحظ أن التركيب الكيميائي ليس كافياً لتحديد المعدن حيث أنه لا بد أن نعرف التركيب البلوري الذي يتحكم في كثير من الصفات الطبيعية للمعدن مثل الصلابة والمخدش والوزن النوعي واللون.
وتوجد المادة الكيميائية على صورة معدن أو أكثر يختلف كل منهما تمام الإختلاف عن الآخر فمثلاً يوجد الكربون في الطبيعة على صورة معدن الألماس وهو أصلب المعادن المعروفة كما يوجد على صورة معدن الجرافيت وهو من أقل المعادن صلابة
. وقد تمكن العلماء حتى الآن من وصف أكثر من ألفين معدن مختلف إلا أن جميع المعادن الشائعة التي تدخل في تركيب الصخور وكذلك المعادن الاقتصادية لا تتجاوز مئتي معدن فقط.
الأنظمة البلورية :
توجد المعادن في أشكال بلورية مختلفة والبلورة عبارة عن جسم من وسط صلب متجانس التركيب الكيميائي ويحدها أسطح ومستويات طبيعية تعرف باسم أوجه البلورة وتتميز بوجود علاقات تماثل معينة
. ويمكن تقسيم البلورات عادة إلى سبعة نظم بلورية وذلك على أساس أطوال المحاور البلورية أ , ب , ج , والزوايا البلورية ? ، ? ، ?
، والنظم البلورية السبعة هي:
1- نظام المكعب
2- نظام الرباعي
2- نظام السداسي
4- نظام الثلاثي
5- نظام المعيني القائم
6- نظام احادي الميل
7- نظام ثلاثي الميل
الخواص الطبيعية للمعادن
إن نوع الذرات وترتيبها الداخلي في أي معدن لا يحددان شكله البلوري فقط ولكنهما يحددان أيضاً خواصه الطبيعية والكيميائية والضوئية.
ويمكن التعرف على المعادن لإما بواسطة فحصها بالعين المجردة أو إختبارات طبيعية أو كيميائية أو ضوئية. وتعتبر الخواص الطبيعية مهمة جداً للتعرف على المعادن ويمكن تقسيمها إلى التالي :
1- الخواص البصرية:
وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الضوء مثل اللون والمخدش والشفافية والبريق والتضوء (التفلور والتفسفر).
2- الخواص التماسكية:
وهي مجموعة من الخواص التي تتوقف على مقدار تماسك المعدن مثل الصلابة والانفصام والانفصال والمكسر وكذلك قابلية المعدن للسحب والطرق والتشكيل.
3- الوزن النوعي :
وتتوقف هذه الخاصية على كيفية رص وترابط جزيئات وذرات المعدن.
4- الخواص الحسية:
وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الحواس مثل الطعم والملمس والرائحة.
5- الخواص الحرارية:
وهي الخواص التي تعتمد على الحرارة مثل قابلية المعدن للانصهار.
الخواص التي تعتمد على المغناطيسية والكهربائية والنشاط الإشعاعي للمعدن.
الخواص التي تعتمد على الشكل البلوري للمعدن.
وفيما يلي استعراض موجز ومبسط للخواص الطبيعية :
التصنيف الكيميائي للمعادن:
يوجد المعدن على شكل مركب كيميائي يمكن بواسطة التحليل الكيميائي تحديد العناصر المكونة له وأيضاً معرفة معادلته الكيميائية وتوجد عدة طرق لتقسيم المعادن،
بيد أن التصنيف الكيميائي يعد من أبسط وأشمل الطرق لتقسيم المعادن، وهو التصنيف المتبع في معظم جامعات ومتاحف الجيولوجيا في الوقت الحاضر. وتقسم المعادن من حيث تركيبها الكيميائي إلى عدة مجموعات كنا يلي:
1- مجموعة المعادن العنصرية : مثل الذهب والماس والكبريت.
2- مجموعة معادن الكبريتيدات : وهي المعادن التي يتحد فيها الكبريت مع العناصر الأخرى، مثل الجالينا والبايرايت.
3- مجموعة معادن الأكاسيد : وهي المعادن الناتجة عن اتحاد الكسجين بالعناصر الأخرى، مثل الكوارتز والهيماتايت والليمونايت.
4- مجموعة الهاليدات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع عناصر الهالوجين (فلور, كلور, بروم, يود) مثل معدن الهالايت والفلورايت.
5- مجموعة معادن الفوسفات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الفوسفات, مثل معدن الأباتايت.
6- مجموعة معادن الكربونات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكربونات، مثل الكالسايت والدولومايت.
7- مجموعة معادن الكبريتات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكبريتات مثل الانهيدرايت والجبس.
8- مجموعة معادن السيليكات : وهي المعادن التي تتكون نتيجة اتحاد مجموعة السيليكا مع عنصر أو أكثر. وتعد السيليكات من أكبر مجموعات المعادن,
معدن الحديد مُنَزّلٌ من الفضاء الخارجي
قال الله تعالى: {لَقَدْ أَرْسَلْنَا رُسُلَنَا بِالْبَيِّنَاتِ وَأَنْزَلْنَا مَعَهُمُ الْكِتَابَ وَالْمِيزَانَ لِيَقُومَ النَّاسُ بِالْقِسْطِ وَأَنْزَلْنَا الْحَدِيدَ فِيهِ بَأْسٌ شَدِيدٌ وَمَنَافِعُ لِلنَّاسِ وَلِيَعْلَمَ اللَّهُ مَنْ يَنْصُرُهُ وَرُسُلَهُ بِالْغَيْبِ إِنَّ اللَّهَ قَوِيٌّ عَزِيزٌ} [الحديد: 25].
فهم المفسرين:
نقل عن علماء التفسير في تفسير هذه الآية قولهم بأن الحديد منزل من السماء، واستدلوا كذلك بالحديث المروي عن عمر بن الخطاب رضي الله عنه عن النبي صلى الله عليه وسلم أنه قال: "أنزل الله أربع بركات من السماء: الحديد، والنار، والماء، والملح". أما منافع الحديد فقد أفاض المفسرون في الحديث عنها.
حقائق علمية:
- كشف علماء الجيولوجيا أن 35% من مكونات الأرض من الحديد.
- الحديد أكثر المعادن ثباتاً وتصل كثافته إلى 7874 كم3، وبذلك يحفظ توازن الأرض.
- يتميز الحديد بأعلى الخصائص المغناطيسية وذلك للمحافظة على جاذبية الأرض.
- أصل الحديد من مخلفات الشهب والنيازك التي تتساقط من الفضاء الخارجي على كوكب الأرض، حيث تتساقط آلاف النيازك التي قد يزن البعض منها عشرات الأطنان وقد تم اكتشاف بعضها في أستراليا وأميركا.
- لا تتكوّن ذرّة واحدة من معدن الحديد إلا بطاقة هائلة تفوق مجموع الطاقة الشمسية.
التفسير العلمي:
إن القرآن يقدّر في هذه الآية الكريمة أن معدن الحديد قد تم إنزاله من السماء ولم يكن موجوداً على كوكب الأرض.
وقد ذكر هذه الحقيقة علماء التفسير، كما أفاضوا في الكلام عن بأس الحديد ومنافعه. أما العلم فإنه لم يتوصل إليها إلا في أوائل الستينات حيث وجد علماء الفضاء أن أصل معدن الحديد ليس من كوكب الأرض بل من الفضاء الخارجي، وأنه من مُخلّفات الشهب والنيازك، إذ يحول الغلاف الجوي بعضاً منها إلى رماد عندما تدخل نطاق الأرض، ويسقط البعض الآخر على أشكال وأحجام مختلفة.
كشف علماء الفضاء مؤخراً أن عنصر الحديد لا يمكن له أن يتكون داخل المجموعة الشمسية، فالشمس نجم ذو حرارة وطاقة غير كافية لدمج عنصر الحديد، وهذا ما دفع بالعلماء إلى القول بأن معدن الحديد قد تم دمجه خارج مجموعتنا الشمسية، ثم نزل إلى الأرض عن طريق النيازك والشهب.
ويعتقد علماء الفلك حالياً أن النيازك والشهب ما هي إلا مقذوفات فلكية من ذرات مختلفة الأحجام، وتتألف من معدن الحديد وغيره، ولذلك كان معدن الحديد من أول المعادن التي عُرِفتْ للإنسانية على وجه الأرض، لأنه يتساقط بصورة نقية من السماء على شكل نيازك.
ومن هذا الشرح العلمي تتبين لنا دقة الوصف القرآني "أنزلنا الحديد". ولكن ما هو البأس الشديد وما هي المنافع التي أشار إليها القرآن بقوله: {فيه بأس شديد و منافع للناس}؟
لقد وجد علماء الكيمياء أن معدن الحديد هو أكثر المعادن ثباتاً ولم يتوصل العلم إلى الآن من اكتشاف معدن له خواص الحديد في بأسه وقوته ومرونته وشدة تحمله للضغط. وهو أيضاً أكثر المعادن كثافةً حيث تصل كثافته إلى 7874 كم3، وهذا يفيد الأرض في حفظ توازنها. كما يعتبر معدن الحديد الذي يشكل 35% من مكونات الأرض، أكثر العناصر مغناطيسية وذلك لحفظ جاذبيتها.
في واقع الأمر لم تعرف البشرية أهمية الحديد الصناعية إلا في القرن الثامن عشر أي بعد نزول القرآن باثني عشر قرناً، حيث اتجه العالم فجأة إلى صناعة الحديد واكتشفوا أيسر الوسائل لاستخراجه. وقد دخل الحديد الآن في كل المجالات الصناعية كأساس لها، بل أصبح حجر الزاوية في جميع استعمالات البشر، فهو يستخدم كأنسب معدن في صناعة الأسلحة وأساساً لجميع الصناعات الثقيلة والخفيفة.
ولا بد أن نذكر أيضاً أن الحديد عنصر أساسي في كثير من الكائنات الحية، كما في بناء النباتات التي تمتص مركباته من التربة، والهيموغلوبين في خلايا الدم عند الإنسان والحيوان.
نبذه عن صناعة الحديد
عاد الحديد مرة اخرى ليحتل مكانة بارزه في فنون العمارة والديكور والزخرفة وبدأ يفرض وجوده علي كل ركن من أركان المنازل والمحلات،
ويتباري مهندسوا الديكور والمصممون الآن في إنتاج أعمال ذات مستوي رفيع،
كما أصبحت من أساسيات بناء وزخرفة المدن والقري السياحية التي تستخدم الحديد المزخرف بدءاً من البوابات وحتي الشوايات!
سبق الإيطاليون العالم في استخدام الحديد لإضافة لمسات جمالية لنافوراتهم الأثرية التي تتزين بها أكبر ميادين إيطاليا بخلاف التماثيل الحديدية التي تتساقط عليها قطرات الماء بصورة رائعة..
وقد شهد القرن الثامن عشر ظهور العديد من الفنانين الإيطاليين الذين استخدموا هذا المعدن في أعمالهم الفنية، وتأثر بهم كثير من الفنانين التشكيليين في فرنسا وباقي دول أوروبا
ويتطلب المنتج الحديدي في مجال العمارة استخدام وحدات متكررة وبشكل محدد مسبقاً وفي تناغم شبه شبكي ينفذ منه الضوء وبأشكال هندسية رائعة،
يتخللها حشوات تتسم بالبساطة مع التكرارية والتوازن في التصميم وفقاً لما يتطلبه الحيز المراد تزيينه.
ويستخدم الحديد بشكل عام في تصميم الحواجز الفاصلة والبوابات بأشكالها المختلفة حيث يُضاف إلي التصميمات الهندسية المستخدمة تصميم زخرفي يُضفي لمسات جمالية تنطق بالحيوية ولابد أن تتناسب مع المكان المراد زخرفته،
وبعض هذه التصميمات عبارة عن لوحات معدنية لطيور أو أسماك يلجأ إليها المصمم للخروج من حيز التصميمات الهندسية الجافة.
للحديد المشغول (المطرق) وظيفتان أساسيتان: الحماية والتجميل. هاتان الوظيفتان لا تعملان إلا بعد اللمسات التي يضعها الصانع الفني على معدن الحديد.
إن هذه اللمسات تختصر العديد من مراحل العمل التي يقوم بها الفني لابتكار الأشكال والتصاميم من الحديد المشغول.
إن العمارة والبناء وعبر العصور، تفترض استخدام معدن الحديد بأشكال متعددة،
لقد اختلف في كل عصر الشكل المناسب لتشكيل الحديد ليتوافق مع هذا العصر أو ذاك، كما اختلفت تقنية شغله وإنتاجه،
فجاءت مختلفة حسب أحاسيس الصانع الفنان وحسب العصر الذي ينتمي إليه أو الحضارة التي يعيشها. في هذا الكتاب الذي تكاد المكتبات العربية تخلو من موضوعه، يجمع المؤلف أكثر من 150 تصميماً في الحديد المشغول، وهذه التصاميم تغطي الأبواب الخارجية الأبواب الداخلية،
الدرابزينات داخل وخارج المبنى، الفواصل الداخلية،
نوافذ ودفاعات النوافذ، وفيه لم يتجاهل المؤلف الذوق والتصميم القديم للحديد المشغول بل عمل بجهد للحصول على المراجع القديمة جداً ليخرج ذلك الفن القديم بالفن الحديث، وهذا ما جعل النماذج التي يقدمها مسايرة للعصر الحالي ومتناسبة مع كل الأذواق.
مواصفات الحديد
معدن لامع فضي أبيض اللون ، وتتراوح صلادته بين (4) إلى (5) بمقياس موس، وهو معدن ناعم الملمس قابل للسحب والطرق. ويتمغنط بسهولة في درجات الحرارة العادية، بينما تصعب عملية المغنطة عندما يسخن الحديد، وعند درجة حرارة (790) درجة مئوية، تختفي خاصية المغنطة.
والحديد من العناصر المعدنية الانتقالية التي تقع في المجموعة ( من الجدول الدوري، ورقمه الذري (26)، ووزنه الذري (55.847)، ويبلغ وزنه النوعي (7.86). وينصهر الحديد عند درجة حرارة (1535)ْ مئوية، ويغلي عند درجة حرارة (2750)ْ مئوية.
خصائص الحديد
يوجد الحديد حرا -أي غير متحد بعناصر أخرى ما خلا بعض الشوائب- في الطبيعة إلا أن نسبته ضئيلة جدا ولكن مركباته واسعة الانتشار في التربة والصخور بنسب متفاوتة، وأهم خاماته التي تصلح للتعدين والحصول على الحديد هي أكسيد الحديد المغناطيسي ويطلق عليه أحيانا اسم أكسيد الحديد الأسود. ومن خاماته الرئيسية الأخرى حجر الدم وهو أكسيد الحديديك، والليمونيت وهو أوكسيد الحديديك المائي الذي يحتوي على ماء التبلور، والسدريت وهو كربونات الحديدوز وتحتوي أغلب خامات الحديد على شوائب من مركبات وعناصر غيره، كالرمل أو ثاني أكسيد السليكلون، والفوسفور، والمنجنيز.
ومن الناحية الكيميائية، فإن الحديد معدن نشط، وهو يتحد مع الهالوجين والكبريت والفوسفور والكربون والسليكون، كما أنه يزيح الهيدروجين من كل الأحماض المخففة. ويحترق الحديد في الأكسجين مكونا أكسيد فيروسوفريك. وعندما يتعرض الحديد للهواء الرطب، فإنه يصدأ ويكون أكسيدا حديديا رقيقا يتراوح لونه بين البني والأحمر (الصدأ).
ويعتبر تكون الصدأ ظاهرة كهربائية كيميائية حيث تتحد الشوائب الموجودة في الحديد اتحادا كهربيا مع معدن الحديد. ومما يزيد من سرعة التفاعل الماء والمواد المذابة المتحللة كهربائيا مثل الملح. وأثناء هذه العملية، يتحلل معدن الحديد ويتفاعل مع الأكسجين في الهواء مكونا الصدأ. ويستمر التفاعل أسرع في المواضع التي يتراكم فيها الصدأ ويصبح سطح المعدن كما لو كان به حفر. وعندما يغمس الحديد في حمض النتريك المركز، فإنه يكون طبقة من الأكسيد تجع له سالبا بمعنى أنه لا يتفاعل كيميائيا مع الأحماض أو المواد الأخرى. ويتم التخلص من طبقة الأكسيد الواقية من خلال الطرق والضرب على المعدن الذي يصبح نشطا مرة أخرى.
والخامات التي تصلح للتعدين تحتوي عادة على نسبة لا تقل عن (50%) من الحديد، وقد تصل نسبة الحديد في بعض خاماته إلى (65%) كما هو الحال في خاماته الموجودة في القارة الإفريقية.
1.يتم توريد حديد التسليح بعد اعتماد المهندس المشرف وذلك بعد إجراء اختبارات شد للحديد في مختبر معتمد ويقوم المقاول بعمل اللازم لتأمين سلامة تشوين الحديد في الموقع.
2.يقوم المقاول بدراسة قضبان التسليح الموضحة في المخططات في جميع أجزاء البناء وينسق معها كافة الفتحات التي يمكن أن توجد على الخرسانة ويقدم الرسومات التوضيحية لها إن لم توجد ويكون مسئولاً عن سلامة ترتيبها .
3.تركب قضبان التسليح وتوضع فوق كراسي مصنوعة خصيصاً لذلك من الخرسانة وتتباعد عن بعضها بنفس الأبعاد والمواصفات المذكورة في الرسومات التنفيذية للخرسانة ويتم ربط قضبان التسليح الرئيسي بواسطة أسلاك التربيط المغلفن وتحفظ في أماكنها بواسطة مباعدات وكراسي ووسائل أخرى متفق عليها. بحيث لا يقل الفراغ بين قضبان الحديد عن 2.5سم أو قطر القضيب أيهما أكبر. ولا يقل الفراغ الرأسي بين قضبان الحديد عن 2.5سم أو 3/4 قطر القضيب أيهما أكبر. وقبل أن يوضع حديد التسليح في مكانه ، يجب أن يكون منظفاً من الصدأ ومن الشوائب الأخرى، وكل ما يقلل قوة الربط بين الخرسانة وحديد التسليح وفي حالة تأخر الصب بعد وضع حديد التسليح يجب أن تدقق أوضاعها ويعاد تنظيفها. 4
.يجب تشكيل حددي التسليح قبل التركيب ولا يسمح بثني وكسح الحديد بعد التركيب.
5.لا يسمح باستعمال التسخين لثني قضبان التسليح ولا يسمح أيضاً بوجود أية قضبان لا توجد في التصميم أصلاً إلا بتعليمات من المهندس المشرف.
6.سماكة طبقة التغطية لأي قضيب حديدي لا تقل عن 2.5سم في البلاطات و3سم في الجسور والأعمدة، و5 سم في الأساسات والجدران الاستنادية.
7.لا يقل طول الوصل في الأعمدة ومناطق الضغط عن ( 45 ) مرة قطر القضبان الموصولة، ولا يقل طول الوصل في مناطق الشد عن (60) مرة قطر القضبان الموصولة ولا يسمح بعمل وصلات لأكثر من ثلث الحديد المشدود في مقطع واحد ولا تقل المسافة بين مركزي وصلتين متجاورتين بنفس الجسر عن (60) مرة قطر القضبان الموصولة ويجب أخذ موافقة المهندس عند تعديل أطوال التسليح وخصوصاً الكمرات الطويلة .
8.يتوجب اختبار جميع إرساليات قضبان الصلب .
9.وتقسم كل إرسالية إلى مجموعات متجانسة من حيث الصنف والقطر بحيث تؤخذ عينة واحدة لكل قطر مختلف، والعينة تحتوي على ثلاث قطع.
10.تؤخذ العينات من القضبان أو الأسلاك الطويلة والعرضية للشبك وبطول كاف لإجراء اختبار الشد والقص والثني وبمعدل لا يقل عن عينة لكل (25) طن من الشبك أو جزء منه .
11.جميع الحديد المستعمل في الخرسانة باستثناء الكانات من النوع المبزر ويكون إجهاد الخضوع للحديد 4200كغم/سم2. أما حديد الكانات فيكون من النوع الأملس وإجهاد خضوعه 2800كغم/سم2.
12.على المقاول توريد مواد التسليح إلى الموقع بالأنواع والأطوال والأقطار ودرجات القووة المطلوبة لضمان حسن تنفيذ أعمال التسليح وبأقل عمليات وصل ( Splicing ) ممكنة.
13.إذا لم تشمل المخططات بشكل مفصل وواضح على جداول تفصيلية لقص قضبان الحديد وثنيها، يجب على المقاول عندئذ، وقبل المباشرة بأعمال التسليح إعداد تلك الجداول وتقديمها للمهندس للموافقة عليها و مع العلم أن تلك الموافقة لا تعفي المقاول من تحمل المسئولية كاملة عن أعمال التسليح حسب شروط العقد.
14.يمنع استعمال حديد التسليح الملتوي وإن أمكن تعديله أو طرقه.
15.لا يسمح بوصل ما يزيد عن (25) بالمائة من القضبان المطلوبة عند أي مقطع . ويراعى ألا تعيق الوصلات صب الخرسانة.
16.تكون جميع القضبان والأسلاك قادرة على أن تتحمل الثني بزاوية مقدارها (180) درجة حول بكرة قطرها ثلاثة أضعاف قطر القضيب أو السلك دون حدوث أي تشقق أو تمزق لتلك القضبان أو الأسلاك. يجب أن تتحمل الأسلاك المشوهة إعادة الثني من خلال بكرة يعادل قطرها (4) مرات قطر السلك وبدون أي تشققات
مقاله عن :
المعادن والصخور الصناعية (http://www.alarab.co.uk/Previouspages/Alarab%20Weekly/2008/03/01-03/w13.pdf)
تاريخ المعدن والانسان واسمائه واستعمالاته
قد كان للمعادن دور هام وبارز على مدى التاريخ حيث استخدم الانسان الاول الصوان لصنع ادواته اليومية والمنزلية, كما اكتشف المقاشط والبلط اليدوية في الكهوف. كما استخدم الانسان البدائي الفلزات لاول مرة كمواد للتجميل والزينة مثل الذهب والنحاس. وهكذا تدرج الانسان على مر السنين باستخدام واكتشاف المعادن والصخور المختلفة واستخدم مختلف الوسائل الطبيعية والكيميائية لاستخلاص وتنقية وصهر هذه المعادن والصخور لاستخدامها لحاجاته اليومية وفي الصناعة. وفيما يلي اهم المعادن والصخور التي استخدمها الانسان:
1- البايت: معدن من مجموعة البلاجيو تلازفلسبا والصودي يتواجد في الصخور النارية الحمضية وبعض الصخور المتحولة.
2- ابليت: صخر ناري دقيق الحبيبات يتكون بصورة رئيسية من الكوارتز والفلسبار. يتواجد هذا الصخر على شكل جدر وسدود افقية في صخور الجرافيت وبالقرب منها.
3- ارجنتايت: يتكون هذا المركب الكبريتيدي ذو المظهر الفضي من Ag2S . ويعتبر من المصادر الرئيسية للفضة ويتواجد هذا المركب في الجالينا الحاملة للفضة.
4 - حجر الامازون: ويتكون من KAlSi3O8 ذو لون اخضر ويصنف ضمن مجموعة الفلسبار.
5- الاندالوسايت: معدن يوجد في الصخور الصلصالية المتحولة ويستخدم كمادة حرارية وذلك لاحتوائه على الالومنيوم. صيغته الكيميائية Al2SiO5.
6- انهايدرايت: معدن يتواجد كملح متبق مع الجبس والملح الصخري في الطبقات الرسوبية. يستخدم في صناعة كبريتات الامونيوم وحمض الكبريتيك ونيترات الطباشير.
7- الشب: يتكون من كبريتات الالومنيوم المائية مع فلز قلوي.
8- انورثايت: احد معادن الفلسبار البلاجيوكلازي الكلسي. يتواجد بكثرة في الصخور النارية فوق القاعدية.
9- الونايت: معدن يستخدم كمصدر اساسي للشب البوتاسي ولفلز الالومنيوم.
10- الكهرمان: صمغ متحجر ذو لون اصفر يستخدم كحجر كريم للزينة.
11- اراجونايت: من المعادن المتبلورة من فصيلة المعين المستقيم. يتواجد على هيئة بلورات ابرية.
12- اباتايت: معدن له قيمة كبيرة كمصدر للمخصبات السوبرفوسفاتية وسيتخرج بصورة كبيرة من المناجم.
13- جمشت: احد انواع معدن الكوارتز, بنفسجي اللون ذو شفافية ويستخدم كحجر كريم. رمزه الكيميائي SiO2.
14- انديسيت: صخر بركاني يتواجد على شكل طفوح بركانية. يتكون من فلسبار بلاجيوكلازي متوسط مع معادن الفروماغنسيومية مثل البوتايت.
15- مجموعة الامفيبول: من مجموعات معدن السليكات المكونة للصخور, شائعة الوجود في الصخور النارية والمتحولة.
16- اسبستوس: تشمل مجموعة الحرير الصخري هذه الانواع الامفيبول والسربانتين الليفية القادرة على مقاومة الحرارة.
17- ازورايت: معدن ركازي يؤكسد النحاس, ذو لون ازرق ازوري يوجد في الاجزاء العليا من عروق النحاس.
18- اوجايت: من المعادن الاساسية في مجموعة البيروكسين المكونة للصخور.
19- اكسينايت: يتكون على شكل بلورات سدابية وتدية وبلون قرنفلي , يستخدم كحجر كريم.
20- اوتونايت: من مركبات فوسفات الكالسيوم واليورانيوم المائية. يتميز بلون اصفر ليموني حيث تتفلور في الضوء فوق البنفسجي.
21-صلصال كرويك:صلصال رسوبي حراري قابل للتشكيل,ويتلون بلون ابيض عند حرقه,لذا فانه شائع الاستعمال للادوات البيضاء لقوة صفات تماسكه.22-بيوتايت:يتميز بمظهر بني,ويعتبر من مجموعه الميكا.
23-بوكسيت:من الصخور المتكونه من اكاسيد الالومنيوم المائيه,ويعتبر مصدرا مهما لاستخراج فلز الالومنيوم.
24-باديليايت:يتواجد على شكل حصى, ويعتبرمصدرا رئيسيا للزركونيوم.
25-بازلت:من الحمم البركانيه الشائعه.يصنف كصخر اسود دقيق الحبيبات من قلسبار والبلاجيوزكلاز الكلسي والوجايت.
26-بنتونيت: من المواد الصلصاليه المتواجده في الغبار البركاني,له شراهه شديده لامتصاص المياه.
27-البوراكس:معدن رئيسي لصناعه البورات.
28-بورت:ماس اسود اللون,يستخدمفي عمليات القطع والصنفره.
29-بروسايت:معدن بمثابه مصدر مهم لاستخراج المغنسيوم.
30-خامه حديد المستنقع:راسب غير نقي من الليمونايت,ويتواجد في البرك والمستنقعات وله اثر فعل البكتيريا والطحالب.
31-بورنايت:معدن خام كبريتيدي ذو لون ارجواني,يتاثر حين تعرضه للجو.
32-محقيق احمر<كارنيليان>:شبه شفاف,يميل لونهللاحمر المصفر ويستخدم كحجر شبه ثمين.
33-كالسايت:مصدر شائع للكربونات والحجر الجيري والرخام والطباشير.
34-كربوناتات:املاح حمض الكربونيك ويدخل في تركيبها الكالسيات والدولومايت.
35-سيليستايت:من المصادر الرئيسيه لاملاح السترنسيوم.
36-كالكوتريكايت:يتواجد على شكل صوره ليفيه حمراء من معدن الكوبرايت.ويسمى احيانا النحاس المخملي
37-الصلصال:صخر ترابي دقيق يتصلب عند حرقه ويسهل تشكيله عندغمسه بالماء.
يتكون من سيليكات الالومنيوم المائيه والميكا والكلورايت ومن مواد غرويه وكوارتز.
38-كورد بيرايت: يتواجد كمعدن في الصخور المتحوله.ويستخدم كحجر كريم المسمى السفير المائي.
39-الطباشير:من احجار الجير بيضاء اللون,يتواجد على شكل كربةنات الكالسيوم محتويه على العديد من حفريات المنخريات الدقبقه.
40-كوفلليت:من مصادر النحاس,يمتاز باللون النيلي.
41-سينابار:معدن ثقيل يتميز باللون الاحمر,ويعتبر من المصادر الرئيسيه للزئبق.
42-خام رئيسي لعنصر الكوبلت ويمتاز باللون الابيض الفضي.
43-دولومايت:معدن من الطراز المعيني ذو اوجه مقوسه ومن مجموعه الكربونات.يعتبر صخر الدولوميت من المصادر الرئيسيه لهذا المعدن.يستخدم في البناء وتحضير الاسمنت,كما ان هذا المعدن مصدر مهم للمغنيسيوم.
44-الماس:معدن كربوني صلب,يستخدم كحجر كريم وفي الصناعه وعمليات القطع.
45-الزمرد:من الاحجار الكريمه.ذو لون اخضر شفاف.
46-صلصال التبييض:صلصال يمتاز بقدرته الفائقه على الامتصاص وبقابليه اقل
للتشكيل.يستعمل في الترشيح وتصفيه الشحوم والزيوت وتنظيف الاقمشه.
47-الصوان:احد صور السيليكا الكالسيدونيه المتبلوره ويوجد بصوره غير منتظمه الشكل في الطباشير.
48-الجرانت:مجموعه معادن تتكون من سيليكات الفلزات الثنائيه والثلاثيه التكافؤ.يستعمل كحجر نفيس وكماده مصنفره.
49-الجرافيت:يصير بمثابه صوره سوداء قشريه طريه للكربون,له استخدامات عديده منها صناعه البواتق الحراريه, الطلاءات ومواد التشحيم,افران الصهر واقلام الرصاص,يطلق عليه اسماء اخرى مثل-بلمباجو ورصاص اسود والاسرب.
50-الجبس:يتواجد كماده ملحيه من تبخر مياه البحر في الصوره الرسوبيه,ويستعمل لحشو الطلاءات وصناعه الورق والاسمنت وعجينه باريس.
51-هيماتايت:من الخامات الرئيسيه للحديد وخاصه الحديد الاسود اللامع.
52-الجاد:حجر ثمين يحتوي علىمعدني النفرايت والالجاديايت.ذو لون بين الابيض والاخضر.
53-حجر مغناطيسي:من الاحجار المغناطيسيه ذو ميزه استقطابيه مغناطيسيا.54-ليمونايت:من المصادر الرئيسيه للحديد وصبغه المغره الصفراء.ينجم عن تغير المعادن الاخرى المحتويه على الحديد.
55-اللازرد:من الاحجار الجيريه ذات اللون الازرق,يستعمل كحجر زينه ولاصباغ الطلاء.56-الحجر الجيري:من الصخور الرسوبيه المتكونه من كربونات الكالسيوم وكربونات المغنيسيوم وحبيبات الكوارتز.
57-الميكا:وهو من معادن السيليكات المتميزه بالتشقق الكامل وبسهوله الطي والمرونه ومقاومتها للانصهار,كما انها ذات قوه عاليه لعزل الكهرباء.58-حجر القمر:من انواع الفلسبار البوتاسي المحتويه على مواد دقيقه تضفي عليها بريق اللون.
59-الرخام:من الاحجار الجيريه المتكونه من حبيبات الكالسيات المتداخله.ويمتاز ببياض اللون في حالته النقيه.60-مالاكايت:يوجد في الاجواء المؤكسده لرواسب النحاس.من مصادر النحاس المهمه,ويستخدم لمواد الزينه ولصنع الزهريات.
61-نيفيلين:من المصادر الرئيسيه لعنصر الالومنيوم ويستخدم كذلك في صناعه الزجاج.
62-المغره:يتواجد كخليط من الليمونايت والهيماتايت والصلصال,يستعمل في تحضير الاصباغ الطبيعيه ذات اللون الاصفر والاحمر والبني.
63-العقيق:من انواع السيليكا الكالسيدونيه شريطيه المظهر,يستخدم كحجر ثمين.
64-اوبال:من المعادن الغرويه ذات ثمن مرتفع لكونه حجرا كريما.يتواجد كغلاف خارجي في الارض الدياتوميه.يستخدم كماده عازله ومرشحه وكذلك لحشو المواد.
65-بتشبلند:احد انواع اليورانيات ذو اللون الاسود,ويعتبر من الركائز المهمه للراديوم واليورانيوم.
66-رواسب الفوسفات:تحتوي هذه الرواسب على طبقات رسوبيه بحريه من صخر الفوسفات والطين الجيري والاحجار الجيريه الفوسفاتيه ورواسب اخرى من الطبقات الفوسفاتيه.
67-الكوارتز:يتواجد هذا المعدن بكثره في الصخور الناريه الحمضيه والصخور المتحوله.يعتبر من المكونات الاساسيه للاحجار الرمليه.له استخدامات شائعه ومتعدده مثل صناعه الزجاج والبناء واعمال السباكه والصهر والاجهزه الكهربائيه والاحجار الكريمه.68-الياقوت:من احجار الكوراندام الكريمه الشفافه ذات اللون الاحمر الغامق.
69-روتايل:من ركائز عنصر التيتانيوم.له استعمالات في مجال صناعه الطلاءات البيضاء وقضبان اللحام الكهربائيه والصلب.
70- شيلايت:من مصادر التنغستن الرئيسيه,يتخلص من البجماتيت والعروق الملزمه للصخور الجرانيتيه.
71-صفير:من احجار الكوراندام الكريمه الشفافه زرقاء اللون.
72-طين صفحي:من الصخور الرسوبيه التي تتكون على هيئه طبقات دقيقه ناجمه عن تماسك الطين والصلصال.
73-سميث سونايت:يتواجد في الحجر الجيري وذلك للتغير الذي يطرا على تغير السالفاليرايت.من المصادر الرئيسيه لمعدن الزنك.
74-حجر القصدير:يوجد متلازما مع الصخور الجرانيتيه,المعدن الرئيسي للقصدير.75-توباز:يستخرج من الصخور الجرانيتيه مثل صخور البجماتيت الحامله للقصدير.يستخدم كحجر كريم.
76-الفيروز:من المعادن المستخدمه كحجر كريم,ذو لون ازرق.يستخلص من العروق الصغيره القاطعه للصخور البركانيه المتحلله.
77-الطوف:من الصخور البركانيه المتكونه من تماسك الرماد الدقيق والقطع الصغيره الناجمه من البراكين.
78-يورانينايث:من الخامات المهمه للعنصرين المشعين الراديوم واليورانيوم.يتواجد على عده انواع ,من اشهرها ذو اللون الاسود المخملي والذي يطلق عليه اسم البتشنلند.
79-ولفرامايت:يستخلص من عروق المرو وصخور البجماتيت الملازمه للجرافيت.يعتبر مصدرا مهما لعنصر التنغستن.80-الزيولايت:مجموعه من معادن السيليكات المائيه للالومنيوم مع الصوديوم والكالسيوم.له قابليه شديده للانصهار,تستخلص من فجوات الحمم القاعديه,يستخدم في الصناعه كعامل حفاز او وسيط.
يمكن تعريف المعدن بأنه عبارة عن مادة طبيعية ذات تركيب كيميائي مميز أو متغير في نطاق محدود وله تركيب بلوري داخلي ثابت ويظهر أحياناً على شكل بلورات ويوجد على شكل متبلور في أغلب الأحيان.
ويلاحظ من التعريف السابق أن المعدن هو مادة توجد في الطبيعة وليس للإنسان أو الحيوان أو النبات دخل في تكوينها.
كما نلاحظ أن التركيب الكيميائي ليس كافياً لتحديد المعدن حيث أنه لا بد أن نعرف التركيب البلوري الذي يتحكم في كثير من الصفات الطبيعية للمعدن مثل الصلابة والمخدش والوزن النوعي واللون.
وتوجد المادة الكيميائية على صورة معدن أو أكثر يختلف كل منهما تمام الإختلاف عن الآخر فمثلاً يوجد الكربون في الطبيعة على صورة معدن الألماس وهو أصلب المعادن المعروفة كما يوجد على صورة معدن الجرافيت وهو من أقل المعادن صلابة
. وقد تمكن العلماء حتى الآن من وصف أكثر من ألفين معدن مختلف إلا أن جميع المعادن الشائعة التي تدخل في تركيب الصخور وكذلك المعادن الاقتصادية لا تتجاوز مئتي معدن فقط.
الأنظمة البلورية :
توجد المعادن في أشكال بلورية مختلفة والبلورة عبارة عن جسم من وسط صلب متجانس التركيب الكيميائي ويحدها أسطح ومستويات طبيعية تعرف باسم أوجه البلورة وتتميز بوجود علاقات تماثل معينة
. ويمكن تقسيم البلورات عادة إلى سبعة نظم بلورية وذلك على أساس أطوال المحاور البلورية أ , ب , ج , والزوايا البلورية ? ، ? ، ?
، والنظم البلورية السبعة هي:
1- نظام المكعب
2- نظام الرباعي
2- نظام السداسي
4- نظام الثلاثي
5- نظام المعيني القائم
6- نظام احادي الميل
7- نظام ثلاثي الميل
الخواص الطبيعية للمعادن
إن نوع الذرات وترتيبها الداخلي في أي معدن لا يحددان شكله البلوري فقط ولكنهما يحددان أيضاً خواصه الطبيعية والكيميائية والضوئية.
ويمكن التعرف على المعادن لإما بواسطة فحصها بالعين المجردة أو إختبارات طبيعية أو كيميائية أو ضوئية. وتعتبر الخواص الطبيعية مهمة جداً للتعرف على المعادن ويمكن تقسيمها إلى التالي :
1- الخواص البصرية:
وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الضوء مثل اللون والمخدش والشفافية والبريق والتضوء (التفلور والتفسفر).
2- الخواص التماسكية:
وهي مجموعة من الخواص التي تتوقف على مقدار تماسك المعدن مثل الصلابة والانفصام والانفصال والمكسر وكذلك قابلية المعدن للسحب والطرق والتشكيل.
3- الوزن النوعي :
وتتوقف هذه الخاصية على كيفية رص وترابط جزيئات وذرات المعدن.
4- الخواص الحسية:
وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الحواس مثل الطعم والملمس والرائحة.
5- الخواص الحرارية:
وهي الخواص التي تعتمد على الحرارة مثل قابلية المعدن للانصهار.
الخواص التي تعتمد على المغناطيسية والكهربائية والنشاط الإشعاعي للمعدن.
الخواص التي تعتمد على الشكل البلوري للمعدن.
وفيما يلي استعراض موجز ومبسط للخواص الطبيعية :
التصنيف الكيميائي للمعادن:
يوجد المعدن على شكل مركب كيميائي يمكن بواسطة التحليل الكيميائي تحديد العناصر المكونة له وأيضاً معرفة معادلته الكيميائية وتوجد عدة طرق لتقسيم المعادن،
بيد أن التصنيف الكيميائي يعد من أبسط وأشمل الطرق لتقسيم المعادن، وهو التصنيف المتبع في معظم جامعات ومتاحف الجيولوجيا في الوقت الحاضر. وتقسم المعادن من حيث تركيبها الكيميائي إلى عدة مجموعات كنا يلي:
1- مجموعة المعادن العنصرية : مثل الذهب والماس والكبريت.
2- مجموعة معادن الكبريتيدات : وهي المعادن التي يتحد فيها الكبريت مع العناصر الأخرى، مثل الجالينا والبايرايت.
3- مجموعة معادن الأكاسيد : وهي المعادن الناتجة عن اتحاد الكسجين بالعناصر الأخرى، مثل الكوارتز والهيماتايت والليمونايت.
4- مجموعة الهاليدات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع عناصر الهالوجين (فلور, كلور, بروم, يود) مثل معدن الهالايت والفلورايت.
5- مجموعة معادن الفوسفات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الفوسفات, مثل معدن الأباتايت.
6- مجموعة معادن الكربونات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكربونات، مثل الكالسايت والدولومايت.
7- مجموعة معادن الكبريتات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكبريتات مثل الانهيدرايت والجبس.
8- مجموعة معادن السيليكات : وهي المعادن التي تتكون نتيجة اتحاد مجموعة السيليكا مع عنصر أو أكثر. وتعد السيليكات من أكبر مجموعات المعادن,
معدن الحديد مُنَزّلٌ من الفضاء الخارجي
قال الله تعالى: {لَقَدْ أَرْسَلْنَا رُسُلَنَا بِالْبَيِّنَاتِ وَأَنْزَلْنَا مَعَهُمُ الْكِتَابَ وَالْمِيزَانَ لِيَقُومَ النَّاسُ بِالْقِسْطِ وَأَنْزَلْنَا الْحَدِيدَ فِيهِ بَأْسٌ شَدِيدٌ وَمَنَافِعُ لِلنَّاسِ وَلِيَعْلَمَ اللَّهُ مَنْ يَنْصُرُهُ وَرُسُلَهُ بِالْغَيْبِ إِنَّ اللَّهَ قَوِيٌّ عَزِيزٌ} [الحديد: 25].
فهم المفسرين:
نقل عن علماء التفسير في تفسير هذه الآية قولهم بأن الحديد منزل من السماء، واستدلوا كذلك بالحديث المروي عن عمر بن الخطاب رضي الله عنه عن النبي صلى الله عليه وسلم أنه قال: "أنزل الله أربع بركات من السماء: الحديد، والنار، والماء، والملح". أما منافع الحديد فقد أفاض المفسرون في الحديث عنها.
حقائق علمية:
- كشف علماء الجيولوجيا أن 35% من مكونات الأرض من الحديد.
- الحديد أكثر المعادن ثباتاً وتصل كثافته إلى 7874 كم3، وبذلك يحفظ توازن الأرض.
- يتميز الحديد بأعلى الخصائص المغناطيسية وذلك للمحافظة على جاذبية الأرض.
- أصل الحديد من مخلفات الشهب والنيازك التي تتساقط من الفضاء الخارجي على كوكب الأرض، حيث تتساقط آلاف النيازك التي قد يزن البعض منها عشرات الأطنان وقد تم اكتشاف بعضها في أستراليا وأميركا.
- لا تتكوّن ذرّة واحدة من معدن الحديد إلا بطاقة هائلة تفوق مجموع الطاقة الشمسية.
التفسير العلمي:
إن القرآن يقدّر في هذه الآية الكريمة أن معدن الحديد قد تم إنزاله من السماء ولم يكن موجوداً على كوكب الأرض.
وقد ذكر هذه الحقيقة علماء التفسير، كما أفاضوا في الكلام عن بأس الحديد ومنافعه. أما العلم فإنه لم يتوصل إليها إلا في أوائل الستينات حيث وجد علماء الفضاء أن أصل معدن الحديد ليس من كوكب الأرض بل من الفضاء الخارجي، وأنه من مُخلّفات الشهب والنيازك، إذ يحول الغلاف الجوي بعضاً منها إلى رماد عندما تدخل نطاق الأرض، ويسقط البعض الآخر على أشكال وأحجام مختلفة.
كشف علماء الفضاء مؤخراً أن عنصر الحديد لا يمكن له أن يتكون داخل المجموعة الشمسية، فالشمس نجم ذو حرارة وطاقة غير كافية لدمج عنصر الحديد، وهذا ما دفع بالعلماء إلى القول بأن معدن الحديد قد تم دمجه خارج مجموعتنا الشمسية، ثم نزل إلى الأرض عن طريق النيازك والشهب.
ويعتقد علماء الفلك حالياً أن النيازك والشهب ما هي إلا مقذوفات فلكية من ذرات مختلفة الأحجام، وتتألف من معدن الحديد وغيره، ولذلك كان معدن الحديد من أول المعادن التي عُرِفتْ للإنسانية على وجه الأرض، لأنه يتساقط بصورة نقية من السماء على شكل نيازك.
ومن هذا الشرح العلمي تتبين لنا دقة الوصف القرآني "أنزلنا الحديد". ولكن ما هو البأس الشديد وما هي المنافع التي أشار إليها القرآن بقوله: {فيه بأس شديد و منافع للناس}؟
لقد وجد علماء الكيمياء أن معدن الحديد هو أكثر المعادن ثباتاً ولم يتوصل العلم إلى الآن من اكتشاف معدن له خواص الحديد في بأسه وقوته ومرونته وشدة تحمله للضغط. وهو أيضاً أكثر المعادن كثافةً حيث تصل كثافته إلى 7874 كم3، وهذا يفيد الأرض في حفظ توازنها. كما يعتبر معدن الحديد الذي يشكل 35% من مكونات الأرض، أكثر العناصر مغناطيسية وذلك لحفظ جاذبيتها.
في واقع الأمر لم تعرف البشرية أهمية الحديد الصناعية إلا في القرن الثامن عشر أي بعد نزول القرآن باثني عشر قرناً، حيث اتجه العالم فجأة إلى صناعة الحديد واكتشفوا أيسر الوسائل لاستخراجه. وقد دخل الحديد الآن في كل المجالات الصناعية كأساس لها، بل أصبح حجر الزاوية في جميع استعمالات البشر، فهو يستخدم كأنسب معدن في صناعة الأسلحة وأساساً لجميع الصناعات الثقيلة والخفيفة.
ولا بد أن نذكر أيضاً أن الحديد عنصر أساسي في كثير من الكائنات الحية، كما في بناء النباتات التي تمتص مركباته من التربة، والهيموغلوبين في خلايا الدم عند الإنسان والحيوان.
نبذه عن صناعة الحديد
عاد الحديد مرة اخرى ليحتل مكانة بارزه في فنون العمارة والديكور والزخرفة وبدأ يفرض وجوده علي كل ركن من أركان المنازل والمحلات،
ويتباري مهندسوا الديكور والمصممون الآن في إنتاج أعمال ذات مستوي رفيع،
كما أصبحت من أساسيات بناء وزخرفة المدن والقري السياحية التي تستخدم الحديد المزخرف بدءاً من البوابات وحتي الشوايات!
سبق الإيطاليون العالم في استخدام الحديد لإضافة لمسات جمالية لنافوراتهم الأثرية التي تتزين بها أكبر ميادين إيطاليا بخلاف التماثيل الحديدية التي تتساقط عليها قطرات الماء بصورة رائعة..
وقد شهد القرن الثامن عشر ظهور العديد من الفنانين الإيطاليين الذين استخدموا هذا المعدن في أعمالهم الفنية، وتأثر بهم كثير من الفنانين التشكيليين في فرنسا وباقي دول أوروبا
ويتطلب المنتج الحديدي في مجال العمارة استخدام وحدات متكررة وبشكل محدد مسبقاً وفي تناغم شبه شبكي ينفذ منه الضوء وبأشكال هندسية رائعة،
يتخللها حشوات تتسم بالبساطة مع التكرارية والتوازن في التصميم وفقاً لما يتطلبه الحيز المراد تزيينه.
ويستخدم الحديد بشكل عام في تصميم الحواجز الفاصلة والبوابات بأشكالها المختلفة حيث يُضاف إلي التصميمات الهندسية المستخدمة تصميم زخرفي يُضفي لمسات جمالية تنطق بالحيوية ولابد أن تتناسب مع المكان المراد زخرفته،
وبعض هذه التصميمات عبارة عن لوحات معدنية لطيور أو أسماك يلجأ إليها المصمم للخروج من حيز التصميمات الهندسية الجافة.
للحديد المشغول (المطرق) وظيفتان أساسيتان: الحماية والتجميل. هاتان الوظيفتان لا تعملان إلا بعد اللمسات التي يضعها الصانع الفني على معدن الحديد.
إن هذه اللمسات تختصر العديد من مراحل العمل التي يقوم بها الفني لابتكار الأشكال والتصاميم من الحديد المشغول.
إن العمارة والبناء وعبر العصور، تفترض استخدام معدن الحديد بأشكال متعددة،
لقد اختلف في كل عصر الشكل المناسب لتشكيل الحديد ليتوافق مع هذا العصر أو ذاك، كما اختلفت تقنية شغله وإنتاجه،
فجاءت مختلفة حسب أحاسيس الصانع الفنان وحسب العصر الذي ينتمي إليه أو الحضارة التي يعيشها. في هذا الكتاب الذي تكاد المكتبات العربية تخلو من موضوعه، يجمع المؤلف أكثر من 150 تصميماً في الحديد المشغول، وهذه التصاميم تغطي الأبواب الخارجية الأبواب الداخلية،
الدرابزينات داخل وخارج المبنى، الفواصل الداخلية،
نوافذ ودفاعات النوافذ، وفيه لم يتجاهل المؤلف الذوق والتصميم القديم للحديد المشغول بل عمل بجهد للحصول على المراجع القديمة جداً ليخرج ذلك الفن القديم بالفن الحديث، وهذا ما جعل النماذج التي يقدمها مسايرة للعصر الحالي ومتناسبة مع كل الأذواق.
مواصفات الحديد
معدن لامع فضي أبيض اللون ، وتتراوح صلادته بين (4) إلى (5) بمقياس موس، وهو معدن ناعم الملمس قابل للسحب والطرق. ويتمغنط بسهولة في درجات الحرارة العادية، بينما تصعب عملية المغنطة عندما يسخن الحديد، وعند درجة حرارة (790) درجة مئوية، تختفي خاصية المغنطة.
والحديد من العناصر المعدنية الانتقالية التي تقع في المجموعة ( من الجدول الدوري، ورقمه الذري (26)، ووزنه الذري (55.847)، ويبلغ وزنه النوعي (7.86). وينصهر الحديد عند درجة حرارة (1535)ْ مئوية، ويغلي عند درجة حرارة (2750)ْ مئوية.
خصائص الحديد
يوجد الحديد حرا -أي غير متحد بعناصر أخرى ما خلا بعض الشوائب- في الطبيعة إلا أن نسبته ضئيلة جدا ولكن مركباته واسعة الانتشار في التربة والصخور بنسب متفاوتة، وأهم خاماته التي تصلح للتعدين والحصول على الحديد هي أكسيد الحديد المغناطيسي ويطلق عليه أحيانا اسم أكسيد الحديد الأسود. ومن خاماته الرئيسية الأخرى حجر الدم وهو أكسيد الحديديك، والليمونيت وهو أوكسيد الحديديك المائي الذي يحتوي على ماء التبلور، والسدريت وهو كربونات الحديدوز وتحتوي أغلب خامات الحديد على شوائب من مركبات وعناصر غيره، كالرمل أو ثاني أكسيد السليكلون، والفوسفور، والمنجنيز.
ومن الناحية الكيميائية، فإن الحديد معدن نشط، وهو يتحد مع الهالوجين والكبريت والفوسفور والكربون والسليكون، كما أنه يزيح الهيدروجين من كل الأحماض المخففة. ويحترق الحديد في الأكسجين مكونا أكسيد فيروسوفريك. وعندما يتعرض الحديد للهواء الرطب، فإنه يصدأ ويكون أكسيدا حديديا رقيقا يتراوح لونه بين البني والأحمر (الصدأ).
ويعتبر تكون الصدأ ظاهرة كهربائية كيميائية حيث تتحد الشوائب الموجودة في الحديد اتحادا كهربيا مع معدن الحديد. ومما يزيد من سرعة التفاعل الماء والمواد المذابة المتحللة كهربائيا مثل الملح. وأثناء هذه العملية، يتحلل معدن الحديد ويتفاعل مع الأكسجين في الهواء مكونا الصدأ. ويستمر التفاعل أسرع في المواضع التي يتراكم فيها الصدأ ويصبح سطح المعدن كما لو كان به حفر. وعندما يغمس الحديد في حمض النتريك المركز، فإنه يكون طبقة من الأكسيد تجع له سالبا بمعنى أنه لا يتفاعل كيميائيا مع الأحماض أو المواد الأخرى. ويتم التخلص من طبقة الأكسيد الواقية من خلال الطرق والضرب على المعدن الذي يصبح نشطا مرة أخرى.
والخامات التي تصلح للتعدين تحتوي عادة على نسبة لا تقل عن (50%) من الحديد، وقد تصل نسبة الحديد في بعض خاماته إلى (65%) كما هو الحال في خاماته الموجودة في القارة الإفريقية.
1.يتم توريد حديد التسليح بعد اعتماد المهندس المشرف وذلك بعد إجراء اختبارات شد للحديد في مختبر معتمد ويقوم المقاول بعمل اللازم لتأمين سلامة تشوين الحديد في الموقع.
2.يقوم المقاول بدراسة قضبان التسليح الموضحة في المخططات في جميع أجزاء البناء وينسق معها كافة الفتحات التي يمكن أن توجد على الخرسانة ويقدم الرسومات التوضيحية لها إن لم توجد ويكون مسئولاً عن سلامة ترتيبها .
3.تركب قضبان التسليح وتوضع فوق كراسي مصنوعة خصيصاً لذلك من الخرسانة وتتباعد عن بعضها بنفس الأبعاد والمواصفات المذكورة في الرسومات التنفيذية للخرسانة ويتم ربط قضبان التسليح الرئيسي بواسطة أسلاك التربيط المغلفن وتحفظ في أماكنها بواسطة مباعدات وكراسي ووسائل أخرى متفق عليها. بحيث لا يقل الفراغ بين قضبان الحديد عن 2.5سم أو قطر القضيب أيهما أكبر. ولا يقل الفراغ الرأسي بين قضبان الحديد عن 2.5سم أو 3/4 قطر القضيب أيهما أكبر. وقبل أن يوضع حديد التسليح في مكانه ، يجب أن يكون منظفاً من الصدأ ومن الشوائب الأخرى، وكل ما يقلل قوة الربط بين الخرسانة وحديد التسليح وفي حالة تأخر الصب بعد وضع حديد التسليح يجب أن تدقق أوضاعها ويعاد تنظيفها. 4
.يجب تشكيل حددي التسليح قبل التركيب ولا يسمح بثني وكسح الحديد بعد التركيب.
5.لا يسمح باستعمال التسخين لثني قضبان التسليح ولا يسمح أيضاً بوجود أية قضبان لا توجد في التصميم أصلاً إلا بتعليمات من المهندس المشرف.
6.سماكة طبقة التغطية لأي قضيب حديدي لا تقل عن 2.5سم في البلاطات و3سم في الجسور والأعمدة، و5 سم في الأساسات والجدران الاستنادية.
7.لا يقل طول الوصل في الأعمدة ومناطق الضغط عن ( 45 ) مرة قطر القضبان الموصولة، ولا يقل طول الوصل في مناطق الشد عن (60) مرة قطر القضبان الموصولة ولا يسمح بعمل وصلات لأكثر من ثلث الحديد المشدود في مقطع واحد ولا تقل المسافة بين مركزي وصلتين متجاورتين بنفس الجسر عن (60) مرة قطر القضبان الموصولة ويجب أخذ موافقة المهندس عند تعديل أطوال التسليح وخصوصاً الكمرات الطويلة .
8.يتوجب اختبار جميع إرساليات قضبان الصلب .
9.وتقسم كل إرسالية إلى مجموعات متجانسة من حيث الصنف والقطر بحيث تؤخذ عينة واحدة لكل قطر مختلف، والعينة تحتوي على ثلاث قطع.
10.تؤخذ العينات من القضبان أو الأسلاك الطويلة والعرضية للشبك وبطول كاف لإجراء اختبار الشد والقص والثني وبمعدل لا يقل عن عينة لكل (25) طن من الشبك أو جزء منه .
11.جميع الحديد المستعمل في الخرسانة باستثناء الكانات من النوع المبزر ويكون إجهاد الخضوع للحديد 4200كغم/سم2. أما حديد الكانات فيكون من النوع الأملس وإجهاد خضوعه 2800كغم/سم2.
12.على المقاول توريد مواد التسليح إلى الموقع بالأنواع والأطوال والأقطار ودرجات القووة المطلوبة لضمان حسن تنفيذ أعمال التسليح وبأقل عمليات وصل ( Splicing ) ممكنة.
13.إذا لم تشمل المخططات بشكل مفصل وواضح على جداول تفصيلية لقص قضبان الحديد وثنيها، يجب على المقاول عندئذ، وقبل المباشرة بأعمال التسليح إعداد تلك الجداول وتقديمها للمهندس للموافقة عليها و مع العلم أن تلك الموافقة لا تعفي المقاول من تحمل المسئولية كاملة عن أعمال التسليح حسب شروط العقد.
14.يمنع استعمال حديد التسليح الملتوي وإن أمكن تعديله أو طرقه.
15.لا يسمح بوصل ما يزيد عن (25) بالمائة من القضبان المطلوبة عند أي مقطع . ويراعى ألا تعيق الوصلات صب الخرسانة.
16.تكون جميع القضبان والأسلاك قادرة على أن تتحمل الثني بزاوية مقدارها (180) درجة حول بكرة قطرها ثلاثة أضعاف قطر القضيب أو السلك دون حدوث أي تشقق أو تمزق لتلك القضبان أو الأسلاك. يجب أن تتحمل الأسلاك المشوهة إعادة الثني من خلال بكرة يعادل قطرها (4) مرات قطر السلك وبدون أي تشققات
مقاله عن :
المعادن والصخور الصناعية (http://www.alarab.co.uk/Previouspages/Alarab%20Weekly/2008/03/01-03/w13.pdf)
تاريخ المعدن والانسان واسمائه واستعمالاته
قد كان للمعادن دور هام وبارز على مدى التاريخ حيث استخدم الانسان الاول الصوان لصنع ادواته اليومية والمنزلية, كما اكتشف المقاشط والبلط اليدوية في الكهوف. كما استخدم الانسان البدائي الفلزات لاول مرة كمواد للتجميل والزينة مثل الذهب والنحاس. وهكذا تدرج الانسان على مر السنين باستخدام واكتشاف المعادن والصخور المختلفة واستخدم مختلف الوسائل الطبيعية والكيميائية لاستخلاص وتنقية وصهر هذه المعادن والصخور لاستخدامها لحاجاته اليومية وفي الصناعة. وفيما يلي اهم المعادن والصخور التي استخدمها الانسان:
1- البايت: معدن من مجموعة البلاجيو تلازفلسبا والصودي يتواجد في الصخور النارية الحمضية وبعض الصخور المتحولة.
2- ابليت: صخر ناري دقيق الحبيبات يتكون بصورة رئيسية من الكوارتز والفلسبار. يتواجد هذا الصخر على شكل جدر وسدود افقية في صخور الجرافيت وبالقرب منها.
3- ارجنتايت: يتكون هذا المركب الكبريتيدي ذو المظهر الفضي من Ag2S . ويعتبر من المصادر الرئيسية للفضة ويتواجد هذا المركب في الجالينا الحاملة للفضة.
4 - حجر الامازون: ويتكون من KAlSi3O8 ذو لون اخضر ويصنف ضمن مجموعة الفلسبار.
5- الاندالوسايت: معدن يوجد في الصخور الصلصالية المتحولة ويستخدم كمادة حرارية وذلك لاحتوائه على الالومنيوم. صيغته الكيميائية Al2SiO5.
6- انهايدرايت: معدن يتواجد كملح متبق مع الجبس والملح الصخري في الطبقات الرسوبية. يستخدم في صناعة كبريتات الامونيوم وحمض الكبريتيك ونيترات الطباشير.
7- الشب: يتكون من كبريتات الالومنيوم المائية مع فلز قلوي.
8- انورثايت: احد معادن الفلسبار البلاجيوكلازي الكلسي. يتواجد بكثرة في الصخور النارية فوق القاعدية.
9- الونايت: معدن يستخدم كمصدر اساسي للشب البوتاسي ولفلز الالومنيوم.
10- الكهرمان: صمغ متحجر ذو لون اصفر يستخدم كحجر كريم للزينة.
11- اراجونايت: من المعادن المتبلورة من فصيلة المعين المستقيم. يتواجد على هيئة بلورات ابرية.
12- اباتايت: معدن له قيمة كبيرة كمصدر للمخصبات السوبرفوسفاتية وسيتخرج بصورة كبيرة من المناجم.
13- جمشت: احد انواع معدن الكوارتز, بنفسجي اللون ذو شفافية ويستخدم كحجر كريم. رمزه الكيميائي SiO2.
14- انديسيت: صخر بركاني يتواجد على شكل طفوح بركانية. يتكون من فلسبار بلاجيوكلازي متوسط مع معادن الفروماغنسيومية مثل البوتايت.
15- مجموعة الامفيبول: من مجموعات معدن السليكات المكونة للصخور, شائعة الوجود في الصخور النارية والمتحولة.
16- اسبستوس: تشمل مجموعة الحرير الصخري هذه الانواع الامفيبول والسربانتين الليفية القادرة على مقاومة الحرارة.
17- ازورايت: معدن ركازي يؤكسد النحاس, ذو لون ازرق ازوري يوجد في الاجزاء العليا من عروق النحاس.
18- اوجايت: من المعادن الاساسية في مجموعة البيروكسين المكونة للصخور.
19- اكسينايت: يتكون على شكل بلورات سدابية وتدية وبلون قرنفلي , يستخدم كحجر كريم.
20- اوتونايت: من مركبات فوسفات الكالسيوم واليورانيوم المائية. يتميز بلون اصفر ليموني حيث تتفلور في الضوء فوق البنفسجي.
21-صلصال كرويك:صلصال رسوبي حراري قابل للتشكيل,ويتلون بلون ابيض عند حرقه,لذا فانه شائع الاستعمال للادوات البيضاء لقوة صفات تماسكه.22-بيوتايت:يتميز بمظهر بني,ويعتبر من مجموعه الميكا.
23-بوكسيت:من الصخور المتكونه من اكاسيد الالومنيوم المائيه,ويعتبر مصدرا مهما لاستخراج فلز الالومنيوم.
24-باديليايت:يتواجد على شكل حصى, ويعتبرمصدرا رئيسيا للزركونيوم.
25-بازلت:من الحمم البركانيه الشائعه.يصنف كصخر اسود دقيق الحبيبات من قلسبار والبلاجيوزكلاز الكلسي والوجايت.
26-بنتونيت: من المواد الصلصاليه المتواجده في الغبار البركاني,له شراهه شديده لامتصاص المياه.
27-البوراكس:معدن رئيسي لصناعه البورات.
28-بورت:ماس اسود اللون,يستخدمفي عمليات القطع والصنفره.
29-بروسايت:معدن بمثابه مصدر مهم لاستخراج المغنسيوم.
30-خامه حديد المستنقع:راسب غير نقي من الليمونايت,ويتواجد في البرك والمستنقعات وله اثر فعل البكتيريا والطحالب.
31-بورنايت:معدن خام كبريتيدي ذو لون ارجواني,يتاثر حين تعرضه للجو.
32-محقيق احمر<كارنيليان>:شبه شفاف,يميل لونهللاحمر المصفر ويستخدم كحجر شبه ثمين.
33-كالسايت:مصدر شائع للكربونات والحجر الجيري والرخام والطباشير.
34-كربوناتات:املاح حمض الكربونيك ويدخل في تركيبها الكالسيات والدولومايت.
35-سيليستايت:من المصادر الرئيسيه لاملاح السترنسيوم.
36-كالكوتريكايت:يتواجد على شكل صوره ليفيه حمراء من معدن الكوبرايت.ويسمى احيانا النحاس المخملي
37-الصلصال:صخر ترابي دقيق يتصلب عند حرقه ويسهل تشكيله عندغمسه بالماء.
يتكون من سيليكات الالومنيوم المائيه والميكا والكلورايت ومن مواد غرويه وكوارتز.
38-كورد بيرايت: يتواجد كمعدن في الصخور المتحوله.ويستخدم كحجر كريم المسمى السفير المائي.
39-الطباشير:من احجار الجير بيضاء اللون,يتواجد على شكل كربةنات الكالسيوم محتويه على العديد من حفريات المنخريات الدقبقه.
40-كوفلليت:من مصادر النحاس,يمتاز باللون النيلي.
41-سينابار:معدن ثقيل يتميز باللون الاحمر,ويعتبر من المصادر الرئيسيه للزئبق.
42-خام رئيسي لعنصر الكوبلت ويمتاز باللون الابيض الفضي.
43-دولومايت:معدن من الطراز المعيني ذو اوجه مقوسه ومن مجموعه الكربونات.يعتبر صخر الدولوميت من المصادر الرئيسيه لهذا المعدن.يستخدم في البناء وتحضير الاسمنت,كما ان هذا المعدن مصدر مهم للمغنيسيوم.
44-الماس:معدن كربوني صلب,يستخدم كحجر كريم وفي الصناعه وعمليات القطع.
45-الزمرد:من الاحجار الكريمه.ذو لون اخضر شفاف.
46-صلصال التبييض:صلصال يمتاز بقدرته الفائقه على الامتصاص وبقابليه اقل
للتشكيل.يستعمل في الترشيح وتصفيه الشحوم والزيوت وتنظيف الاقمشه.
47-الصوان:احد صور السيليكا الكالسيدونيه المتبلوره ويوجد بصوره غير منتظمه الشكل في الطباشير.
48-الجرانت:مجموعه معادن تتكون من سيليكات الفلزات الثنائيه والثلاثيه التكافؤ.يستعمل كحجر نفيس وكماده مصنفره.
49-الجرافيت:يصير بمثابه صوره سوداء قشريه طريه للكربون,له استخدامات عديده منها صناعه البواتق الحراريه, الطلاءات ومواد التشحيم,افران الصهر واقلام الرصاص,يطلق عليه اسماء اخرى مثل-بلمباجو ورصاص اسود والاسرب.
50-الجبس:يتواجد كماده ملحيه من تبخر مياه البحر في الصوره الرسوبيه,ويستعمل لحشو الطلاءات وصناعه الورق والاسمنت وعجينه باريس.
51-هيماتايت:من الخامات الرئيسيه للحديد وخاصه الحديد الاسود اللامع.
52-الجاد:حجر ثمين يحتوي علىمعدني النفرايت والالجاديايت.ذو لون بين الابيض والاخضر.
53-حجر مغناطيسي:من الاحجار المغناطيسيه ذو ميزه استقطابيه مغناطيسيا.54-ليمونايت:من المصادر الرئيسيه للحديد وصبغه المغره الصفراء.ينجم عن تغير المعادن الاخرى المحتويه على الحديد.
55-اللازرد:من الاحجار الجيريه ذات اللون الازرق,يستعمل كحجر زينه ولاصباغ الطلاء.56-الحجر الجيري:من الصخور الرسوبيه المتكونه من كربونات الكالسيوم وكربونات المغنيسيوم وحبيبات الكوارتز.
57-الميكا:وهو من معادن السيليكات المتميزه بالتشقق الكامل وبسهوله الطي والمرونه ومقاومتها للانصهار,كما انها ذات قوه عاليه لعزل الكهرباء.58-حجر القمر:من انواع الفلسبار البوتاسي المحتويه على مواد دقيقه تضفي عليها بريق اللون.
59-الرخام:من الاحجار الجيريه المتكونه من حبيبات الكالسيات المتداخله.ويمتاز ببياض اللون في حالته النقيه.60-مالاكايت:يوجد في الاجواء المؤكسده لرواسب النحاس.من مصادر النحاس المهمه,ويستخدم لمواد الزينه ولصنع الزهريات.
61-نيفيلين:من المصادر الرئيسيه لعنصر الالومنيوم ويستخدم كذلك في صناعه الزجاج.
62-المغره:يتواجد كخليط من الليمونايت والهيماتايت والصلصال,يستعمل في تحضير الاصباغ الطبيعيه ذات اللون الاصفر والاحمر والبني.
63-العقيق:من انواع السيليكا الكالسيدونيه شريطيه المظهر,يستخدم كحجر ثمين.
64-اوبال:من المعادن الغرويه ذات ثمن مرتفع لكونه حجرا كريما.يتواجد كغلاف خارجي في الارض الدياتوميه.يستخدم كماده عازله ومرشحه وكذلك لحشو المواد.
65-بتشبلند:احد انواع اليورانيات ذو اللون الاسود,ويعتبر من الركائز المهمه للراديوم واليورانيوم.
66-رواسب الفوسفات:تحتوي هذه الرواسب على طبقات رسوبيه بحريه من صخر الفوسفات والطين الجيري والاحجار الجيريه الفوسفاتيه ورواسب اخرى من الطبقات الفوسفاتيه.
67-الكوارتز:يتواجد هذا المعدن بكثره في الصخور الناريه الحمضيه والصخور المتحوله.يعتبر من المكونات الاساسيه للاحجار الرمليه.له استخدامات شائعه ومتعدده مثل صناعه الزجاج والبناء واعمال السباكه والصهر والاجهزه الكهربائيه والاحجار الكريمه.68-الياقوت:من احجار الكوراندام الكريمه الشفافه ذات اللون الاحمر الغامق.
69-روتايل:من ركائز عنصر التيتانيوم.له استعمالات في مجال صناعه الطلاءات البيضاء وقضبان اللحام الكهربائيه والصلب.
70- شيلايت:من مصادر التنغستن الرئيسيه,يتخلص من البجماتيت والعروق الملزمه للصخور الجرانيتيه.
71-صفير:من احجار الكوراندام الكريمه الشفافه زرقاء اللون.
72-طين صفحي:من الصخور الرسوبيه التي تتكون على هيئه طبقات دقيقه ناجمه عن تماسك الطين والصلصال.
73-سميث سونايت:يتواجد في الحجر الجيري وذلك للتغير الذي يطرا على تغير السالفاليرايت.من المصادر الرئيسيه لمعدن الزنك.
74-حجر القصدير:يوجد متلازما مع الصخور الجرانيتيه,المعدن الرئيسي للقصدير.75-توباز:يستخرج من الصخور الجرانيتيه مثل صخور البجماتيت الحامله للقصدير.يستخدم كحجر كريم.
76-الفيروز:من المعادن المستخدمه كحجر كريم,ذو لون ازرق.يستخلص من العروق الصغيره القاطعه للصخور البركانيه المتحلله.
77-الطوف:من الصخور البركانيه المتكونه من تماسك الرماد الدقيق والقطع الصغيره الناجمه من البراكين.
78-يورانينايث:من الخامات المهمه للعنصرين المشعين الراديوم واليورانيوم.يتواجد على عده انواع ,من اشهرها ذو اللون الاسود المخملي والذي يطلق عليه اسم البتشنلند.
79-ولفرامايت:يستخلص من عروق المرو وصخور البجماتيت الملازمه للجرافيت.يعتبر مصدرا مهما لعنصر التنغستن.80-الزيولايت:مجموعه من معادن السيليكات المائيه للالومنيوم مع الصوديوم والكالسيوم.له قابليه شديده للانصهار,تستخلص من فجوات الحمم القاعديه,يستخدم في الصناعه كعامل حفاز او وسيط.