الجبس

المقدمة
هناك علاقة وطيدة بين نوع المعادن وتوزيعها ونشاتها من حيث المكان والزمان وبين التراكيب الجيولوجية التي نشات منذ فترة طويلة خلال التطور الجيولوجي في الدرع العربي وعلى طول حفرة الانهدام. وقد ساعدت عمليات رفع الصخور وحركتها اضافة البراكين القيمة في عمليات تركيز الرواسب المعدنية في بعض المناطق.
وتتحكم في جيولوجية الاردن وعوامل هامة من ضمنها وقوعه على محاذاة الطرف الشمال للدرع العربي الذي كان مصدر الرسوبيات0وكانت هذه الرسوبيات تتجمع في الاحواض والمنخفضات نتاثير بحر التيشس الذي عمل خلال تقدمة او تراجعه على ترسيب الصخور البحرية او القارية .وكانت الحركات الارضية النشطة بمحاذاة حفرة الانهدام تعمل على تقدم البحر اوانحسارة. وبناء على ذلك نلاحظ تميز الصخور المكونة للمقطع الجيولوجي العمودي الممثل لهذه المنطقة بتعاقب الرسوبيات البحرية والقاريةالتي كانت تتراكم بسماكات متفاوتة حسب الظروف المورفولوجية والمناخية التي ساعدت في العصور الجيولوجية المختلفة .
ان صخور حقب الحياة الوسطى فهي رسوبية بحرية وقارية تتركز فيها رواسب المعادن الطينية والفوسفات والجبس والحجر الجيري والصخولر الصناعية المختلفة .
تعتبر مصادر الثروة المعدنية من اهم عوامل وضمانات التطور الاجتماعي في اي بلد.

تعريف الجبس:

يعد الجبس من الخامات الأرضية الشائعة ، وهو من أكثر معادن الكبريتات انتشارا في الطبيعة كمعدن أو كصخر رسوبي ، ويتواجد عادة مع الحجر الجيري والدولوميت والطين ، كما أنة يتداخل مع معدن الأنهيدريت ـ كبريتات الكالسيوم اللامائية ـ ويكون لونه عادة أبيض أو رمادي ، وفى بعض الأحيان مائلا إلى الاحمرار، ويوجد الجبس في الطبيعة إما على سطح الأرض أو على أعماق متفاوتة قد تصل إلى أكثر من 200متر .
الاسم الكيميائي للجبس : كبريتات الكالسيوم المائية
الصيغة الكيميائية : CaSO4.2H2O
مكونات كبريتات الكالسيوم المائية
تحتوي كبريتات الكالسيوم المائية على :79.1% من كبريتات الكالسيوم و 20.9% ماء بالوزن .
ويحتوي خام الجبس عادة على شوائب من أهمها السيليكا أو الرمل (SiO2) ، وكربونات الكالسيوم (CaCO3) .
تاريخ الجبس ووجوده في الطبيعة:
يعود استخدام الجبس في البناء إلى العصور القديمة في مصر وروما ، أي إلى أكثر من 6000 سنة قبل الميلاد ، وتعد الأهرامات أكبر شاهد على ذلك .
وللدلالة على الأهمية التي كان يتمتع بها الجبس في عهد الرومان فقد صدرت تشريعات خاصة تحتم على أصحاب المباني تلييس الجدران بمادة الجبس المقاومة للحريق ، وذلك تلافيا لانتشارالحرائق ، وهذا يدل على أن الأقدمين عرفوا الخواص التي يتمتع بها الجبس وخاصة مقاومة الحريق ، كما يعرفها و يدركها المختصون والمهتمون بمواد البناء في عصرنا الحاضر .
ومن المعلوم أن مدينة باريس تقوم على مساحات شاسعة من خامات الجبس ذات اللون الأبيض ، وقد عرف الفرنسيون منذ القدم طريقة استخراج هذه الخامات و تصنيعها واستعمالها في تلييس الجدران وأطلق عليها اسم جص باريس ( plaster of paris) ، ولا يزال يعرف الجبس عالميا بهذا الاسم .
كانت طرق تصنيع الجبس قديما بدائية ، حيث تحرق الخامات في أفران مفتوحة وبدون ضبط لدرجات الحرارة ، مما كان ينتج عنة جبس قليل الجودة الأمر الذي قلل من انتشار إستخدامه ، ومع التقدم العلمي والتقني أكُتشفت في أواخر القرن التاسع عشر طرقاً جديدة لتصنيع الجبس ، حيث بدأ الجبس عهداً تجارياً جديداً و انتشر بسرعة في جميع أنحاء العالم ، وأصبحت صناعته من الصناعات الرئيسة في العال
يترسب الجبس طبيعياً نتيجة تبخر السوائل الغنية بأيونات الكالسيوم Ca وأيونات الكبريتاتSO4 حيث يتواجد في الطبيعة بعدة أشكال مثل الجبس البلوري والإبري والكتلي.

بلورات الجبس ( زهرة الصحراء

الجبس الإبري من نيو ساوث ويلز ، استراليا

الجبس الليفي من البرازيل
زهرة الصحراء (كريستال), 10 سم طول
معلومات عامة عن الجبس :
القسم معدن
الصيغة الكيميائية
CaSO4•2H2O
كيف يتعرف
اللون ابيض إلى رصاصي، احمر-وردي
Crystal habit
Massive, flat. Elongated and generally prismatic crystals.
الفصيلة البلورية
أحادي الميل
تشقق
2 good (66° and 114°)
المكسر
Conchoidal, sometimes fibrous
بمقياس موهس الصلادة 1.5-2
البريق حسب العينة: زجاجي إلى حريري أو لؤلؤي Refractive index
1.522
Pleochroism
None
المخدش
أَبْيَضُ
الوزن النوعي
2.31 - 2.33
Fusibility

قابلية الذوبان
لا يتفعل مع اي حمض.
الإختلافات العظمى
Satin Spar
Pearly, fibrous masses
Selenite
Transparent and bladed crystals
Alabaster
Fine-grained, slightly coloured

الصيغة الكيميائية للجبس
اسمه كبريتات الكالسيوم المائية CaSO4.2H2O حيث يرزح تحت هذا الاسم :
97.1% كبريتات الكالسيوم
20.9% ماء
شوائب مثل كربونات الكالسيوم (CaCO3) والسيليكا أو الرمل (SiO3).

المنطقة الاحتياطي الجيولوجي (مليون طن) سماكة طبقات الجبس (م)
حوض نهر الزرقاء/ الصبيحي 10 60
مناطق وسط وجنوب الأردن 8 0.2-4
الأزرق 3 0.25-0.5
الضحل 0.284 1-3
جبل بني حميدة غير محدد 0.8-1.2
ويقدر الاحتياطي من الجبس في منطقة نهر الزرقاء بحوالي 10ملايين طن متري وفي منطقة الموجب بحوالي 32ملييون طن متري وفي الازرق بحوالي 3ملايين طن وتقوم الشركة العامة للتعدين حاليا باستخراج الجبس من منطقة نهر الزرقاء لاغراض الصناعة الاسمنتية0 ويوجد الجبس على شكل طبقات رقيقة وغير اقتصادية في تكوين اللسان

الجبس في منطقة نهر الزرقاء:
يتكشف الجبس عند التقاء وادي العرب ووادي الهونة مع نهر الزرقاء حيث تصل سماكة الطبقة الى حوالي 35م0تعلوه طبقات من الحجر الجيري المارلي والطيني والحديدالاوولييتي والحجر الرملي ويوجد الجبس على شكل كتلي في الجزء الاسفل من صخور العصر الترياسي المتكشفة0وهو ناعم التبلور حيث تصل نسبة ثالث اكسيد الكبريت الى42%
وفي منطقة الصبيحي حوالي (50كم) شمال عمان , خاصة في وادي الهوني ووادي العزب ويظهر بطبقات سميكة تصل احيانا الى (35كم)وهومن نوع:

(AMORHOUS TYPE WITY AVERAGE SO4 OF 42%PART OF OWER TRIASSIC SEDIMENTS)

كيفية صنع الجبس

تؤخذ الحجارة الجيولوجية الطبيعية المستخرجة من المناجم وتنقل في شاحنات ضخمة إلى المصانع لتطحن إلى حبيبات صغيرة جدا يسهل طهيها وذلك باستعمال وحدة من وحدات المصنع تسمى هذه الوحدة بوحدة التفتيت التي تقوم بانتاج 450000 طن في السنة من الجبس حيث ثلث الانتاج يوجه إلى صناعة الاسمنت والاخر ينقل إلى السحق من جديد وتفصل حبيباته حسب القطر وذلك باستعمال الغربلة فيعطينا:
1. جبس نسبة حبيباته من 6 إلى 80 مم يطرح إلى مساحة تكون فيها الاشكال متجانسة
2. جبس نسبة حبيباته أكثر من 80 مم يمر بمفتت ذو اسطوانيتين من اجل طحنه مرة اخرى لتصبح حبيباته اقل من 80 مم ويرسل بعد ذلك عن طريق شريط ناقل ليتم طهيه في افران خاصة

أنواع الماكينات المستخدمة -:
أنواع: سلك الإنتاح للوحة الجبس
ما تصنع بآلة الناقلة بسيرة المطاط وهو جزء الأول من تصميم لوحة الجبس, وينتهي تصميمه في غرفة التجفيف. فنعرض هنا باب العازلة ومواد عازلة.
آلة الناقلة بدرفير خالي ينقل اللوحة إلي سير الناقلة سريعا. سير الناقلة ينقل اللوحة من آلة الناقلة بدرفير خالي إلي غرفة التجفيف.تعمل معدات فصل الصفائح في غرفة التجفيف. نافخ هوائي ينفخ الهواء الحر إلي غرفة التجفيف لتجفيف لوحة الجبس.
وكان خزانة إلكترونية هي نظام الحكم الأوتوماتيكي, وعلامة نظام الحكم هي سيمانز

مراحل لإزالة الشوائب :-
أ‌- الغسل لإزالة الشوائب القابلة للذوبان وإزالة الشوائب العضوية بالطفو على الماء.
ب‌- التجفيف بنزع الماء جزئياً .
ت‌- تبلور المزيج المكون من كبريتات الكالسيوم ثنائية الماء والنصف مائية وذلك لإيجاد شكل سهل لكي لايسبب صعوبات أثناء التصنيع .
ث‌-طحن المنتج إلى جسيمات بالحجم المراد إيجاده.والذوبان لذلك يتطلب كمية كبيرة من الماء وفترة زمنية أطول للتصلب وهو الأكثر رواجاً واستخداماً وإنتاجاً.بعد التحميص يرسل الجبس إلى المطاحن ليتم طحنه حسب الطلب ويرسل إلى مستودعات خاصة لكي يتم تعبئته بأكياس خاصة ، وذلك بعد أن تؤخذ منه عينات وإجراء الاختبارات لمعرفة النقاوة وزمن التصلب وقوة الدق وأنواع الشوائب ونسبتها ليتم التصنيف

خصائص ومميزات الجبس
تتمتع مادة الجبس بخصائص ومميزات تجعلها دائماً في طليعة المواد الأساسية المستعملة في صناعة البناء , ومن أهم تلك المميزات ما يلي : مقاومة الحريق , امتصاص وعزل الصوت , عزل الحرارة , خصائص ميك****ية جيدة إذ تتراوح قوة الانحناء ما بين 40-60 كجم/سم2 , وذلك حسب نوع الجبس المستعمل , ونسبة الماء فيه , كما يمكن تحسين هذه الخصائص , وخاصة زيادة قساوة سطحه , وزيادة قوة الانحناء بخلط الجبس بمواد أخرى مثل الصوف الزجاجي , إعطاء درجة نقاوة جيدة ومختلفة للأسطح , لون أبيض جميل يمكن طلاؤه بأي لون من الدهان , طول البقاء لمدة طويلة خاصة إذا استعمل بشكل فني , سهولة استعماله وتشكيله في دقائق بسبب سرعة تصلبه , زهادة الثمن حيث يعد أرخص مواد البناء الرئيسة .
استخدامات الجبس
يدخل الجبس في العديد من الصناعات التي لها مساس بحياة الإنسان اليومية ، و في مجالات مختلفة من أهمها ما يلي :

البنـاء
يشكل الجبس المكلسن (جص باريس) حوالي 95% من استخدامات الجبس ، و تتراوح نقاوته مابين 85ـ95%، ويعتمد أساسا على تسخين الجبس إلى 130 درجة مئوية ، فيفقد الماء ذا الرابطة الضعيفة الداخلة في تركيبه فيتحول إلى جبس نصف مائي CaSO4.1/2H2O يعرف تجارياً باسم ستوكو (Stucco ) ، وتتمثل أكثر استخداماته في البناء مثل لاصقات الجدران ، والألواح اللاصقة ، والأسقف المعلقة ، وبطانة الجدران ، والقواطع ، وعوازل حرارية .

الزراعة
يتكون الجبس المستخدم في الزراعة من كبريتات الكالسيوم المائية بنسبة لا تقل عن 70% ، وكربونات الكالسيوم بنسبة تتراوح ما بين 10-15% ، وأكاسيد حديد وأكاسيد الومنيوم بنسبة 1.2 % وكلوريد صوديوم في حدود 0.5% .
يستخدم الجبس الزراعي في تحسين خواص التربة حيث يعوض نقص التربة من الكالسيوم والكبريت ، ومعالجة الأملاح الضارة والقلويات الموجودة في التربة .

ويتميز بأنه غيرمكلف ، وسهل الاستعمال ، فضلاً عن انخفاض آثاره السلبية على البيئة عند استعماله مقارنة بالمضافات الكيميائية الأخرى المستعملة في تحسين التربة

الطب
تستخـدم النوعيات الممتازة من الجبس المكلسن في أغراض طبيـة لعمل جبائر كسـور العظام

الصناعة
يدخل الجبس في العديد من الصناعات منها : الأسمنت البورتلندي حيث يضاف بنسبة 3-6 % بهدف تأخير سرعة تصلبه , صناعة الزجاج لتسهيل عملية طرد الغازات , صناعة البويات والصمغ ، كما يستخدم في صناعة حشو الورق ، وفي تركيب الطين المستخدم في عمليات حفر آبار النفط , صناعة الجير وحامض الكبريت ، وذلك عند تسخينه في أفران محدودة التهوية عند درجة حرارة 1093 درجة مئوية .

مخاطر الجبس بالنسبة للبناء
إن مخاطره كبيرة جدا حيث تتحد كبريتات الكالسيوم مع الإسمنت وبالتالي يصبح البيتون المسلح ومع مرور الزمن هش جداً مما يؤدي إلى تصدع الأبنية لذلك عندما يتواجد الجبس بترب البناء نقترح باستعمال الأسمنت المقاوم للكبريتات إذا كانت نسبة الجبس ( 6% أو أقل) أما إذا كانت نسبته ( أكثر من 6% أو أو أكثر ) ننصح باستبدال التربة مع استعمال اسمنت مقاوم أيضاً.
مخاطر الجبس قد يسبب الجبس مشاكل في صناعة الاسمنتت حيث يحدث تراكمات في الفرن وبالتالي يؤدي إلى ايقاف الفرن وضياع في الطاقة قد استخراج مادة الجبس من سد الموجب يلحق ضررا كبيرا بمياه وتجري اعمال التنقيب والتعدين لاستخراج الجبس على نطاق واسع وعلى ارتفاعات متعددة تاركة أكواماً من الرسوبيات الرخوة التي تنجرف وبشدة مع أي فيضان إلى الوادي الدائم الجريان المؤدي إلى السد وفي مجاري الأودية الفرعية الأخرى.
واكدت دراسة علمية اعدتها من وزارة المياه والري المهندسة سوزان الكيلاني حول "أثر عمليات تعدين الجبس في وادي الموجب على نوعية المياه المستخدمة لأغراض الشرب" ان هذه الانشطة تستوجب جلب المزيد من الأتربة لمدها وتسوية الأرض لتهيئة الموقع أمام الآليات مما يؤدي إلى تغيير الطبيعة البيئية والجمالية لوادي الموجب .
واكدت الدراسة انه لا يمكن وقف تدفق تلك الترسبات بأي حاجز أو مصد لوعورة وشدة انحدار المنطقة مما سيؤدي لدى وصولها لبحيرة سد الموجب إلى "تقليل العمر الافتراضي للسد".
وبينت الدراسة ان النتائج المخبرية للمعايير الكيماوية للسد ذات العلاقة بانحلال الجبس والهالايت اظهرت "ارتفاعا في المستويات الخلفية للكبريتات في سد الموجب (معدل 182 ملغم /لتر) عنه في سد الواله مثلاً (معدل 15 ملغراما /لتر)" وهذا يعود إلى طبيعة المنطقة الجيولوجية الغنية بمادة الجبس القابلة للذوبان ".
واظهرت الدراسة ان هناك إرتفاعا تدريجيا لتركيز الكبريتات في مياه السد مع الزمن ( من 154 الى 285 ملغراما /لتر في مدة أربعة عشر شهراً) ويرافق هذا الإرتفاع ارتفاع طفيف في الكالسيوم، الصوديوم والكلورايد مما يؤكد ان عمليات الإذابة هي السبب الرئيس لهذا الإرتفاع آنياً اضافة الى انه يتوقع بحسب الدراسة في حال تزايد النشاطات التعدينية في المنطقة الواقعة أعلى السد ان ترتفع تراكيز الكبريتات اكثر واكثر.
واكدت الدراسة انه "لا يوجد اثر سمي للكبريتات" وان أعمال المعالجة في مشروع الزارة - ماعين كفيلة بإزالته الا انه يتطلب التدخل حالياً لتنظيم وتقييد أعمال التعدين في المناطق ذات التأثير المباشر على السد اذ ان زيادة تركيز الكبريتات سيؤدي الى "تقليل كفاءة عمل المرشحات الغشائية وتقليل عمرها الإفتراضي وزيادة كلفة التشغيل والصيانة لها".