Pěnové sklo (pěnové sklo, komůrkové sklo) je tepelně izolační materiál, což je hmota pěnového skla. Pro výrobu pěnového skla se využívá schopnosti silikátových skel měknout a (v přítomnosti nadouvadla) pěnit při teplotách okolo 1000 °C. Když se viskozita zvyšuje , když se hmota pěnového skla ochladí na teplotu místnosti, získá výsledná pěna významnou mechanickou pevnost.
Předpokládá se, že pěnové sklo vynalezl ve 30. letech sovětský akademik I. I. Kitaygorodsky a v USA počátkem 40. let společnost Corning Glass Work. Nejprve se předpokládalo, že jako plovoucí materiál bude použito pěnové sklo. Brzy se však ukázalo, že má navíc vysoké tepelně a zvukově izolační vlastnosti, snadno se opracovává a lepí. Betonové desky s izolační vrstvou z pěnového skla byly poprvé použity v roce 1946 při stavbě jedné z budov v Kanadě . Tato zkušenost se ukázala být natolik úspěšná, že materiál okamžitě získal univerzální uznání jako odolná izolace střech, příček, stěn a podlah pro všechny typy budov. Ale v SSSR nebyl široce používán kvůli vysokým nákladům a neověřené technologii výroby tohoto jedinečného tepelně izolačního materiálu. Současně do 70. let 20. století byla výroba pěnového skla v SSSR prováděna ve 4 závodech.
V současné době je hlavní technologií výroby pěnového skla tzv. "prášek": jemně mleté silikátové sklo (částice 2 - 10 mikronů) se smíchá s nadouvadlem (obvykle uhlík ), výsledná homogenní mechanická směs ( vsázka ) ve formách nebo na dopravním pásu vstupuje do speciální tunelové pece. Následkem zahřátí na 800–900°C částice skla měknou do viskózního kapalného stavu a dochází k oxidaci uhlíku za vzniku plynného CO2 a CO , které napěňují skelnou hmotu. Reakční mechanismus tvorby plynu a pěny je poměrně komplikovaný a neomezuje se pouze na reakci oxidace uhlíku se vzdušným kyslíkem, důležitější roli hrají redoxní procesy interakce mezi uhlíkem a složkami měkčeného skla. K tomuto účelu se používá běžný skleněný odpad nebo snadno spékatelné horniny s vysokým obsahem alkálií - trachyt , syenit , nefelin , obsidián , vulkanický tuf . Jako nadouvadla se používá uhelný koks , antracit , vápenec , mramor . Nadouvadla obsahující uhlík vytvářejí v pěnovém skle uzavřené póry, zatímco uhličitany vytvářejí póry propojené. [1] Pěnové sklo by se nemělo zaměňovat s pěnivými produkty vodných roztoků ve vodě rozpustného skla . Napěnění tzv. " Tekuté sklo " se vyskytuje při teplotách asi 100-200 °C v důsledku rychlého odstranění vody z roztoku, který se stává viskózním. Rozpustný přípravek na pěnění skla absolutně neodolává působení i studené vody, na rozdíl od pěnového skla, jehož chemická odolnost je srovnatelná s originálním tabulovým nebo obalovým sklem.
Pěnové sklo se vyrábí ve formě bloků, desek, drceného kamene a granulí. Hustota pěnového skla je 100-600 kg/m. krychle Sorpční vlhkost pěnového skla je 0,2-0,5 %, při f=97 %. Tepelná vodivost pěnového skla je 0,04-0,08 W/(m K) (při +10°C). Paropropustnost pěnového skla je 0-0,005 mg / (m.h. Pa). Pevnost v tlaku je 0,7-4 MPa. Mezní pevnost v ohybu - 0,4-0,6 MPa. Teplota, při které se pěnové sklo začíná deformovat, je 450 °C. Nasákavost pěnového skla je 0-5 % objemových. Absorpce hluku: až 56 dB. Efektivní teplotní rozsah: od -260°С do +500°С. [2] Skutečný rozsah použití bez ztráty vlastností a destrukce pěnového skla od -260°С do +230°С
Spolu s vynikajícími tepelně izolačními vlastnostmi a úplnou ekologickou a hygienickou nezávadností má pěnové sklo vysokou pevnost, nehořlavost, snadné zpracování a snadnou instalaci, schopnost udržovat tyto indikátory po dlouhou dobu konstantní. Materiál je odolný vůči všem běžně používaným kyselinám a jejich výparům, nepropouští vodu a páru, odolává bakteriím a plísním, nepropouští hlodavce, nepodporuje hoření, neuvolňuje kouř ani toxické látky.
Pěnové sklo se používá především jako univerzální tepelný izolant: v komplexu budov; bytový a komunální komplex; v zemědělství; energie; strojírenství; chemický a petrochemický průmysl; jídlo; papír; farmaceutický a další průmysl.
Výroba kvalitního blokového (deskového) pěnového skla (a ještě více z něj tvarovaných výrobků) je právem považována za technicky velmi obtížný úkol. Důvodem je složitost fyzikálních a chemických procesů přímo při pěnění a také přísné požadavky na procesy fixace a ochlazování (žíhání) hotové pěny. Fixaci tedy komplikuje například skutečnost, že sklo se nevyznačuje prudkým tvrdnutím při ochlazení (podobně jako krystalizace při přechodu vody v led) a fixaci pěnového skla mohou provázet takové „rušivé“ procesy jako např. exotermické reakce ve sklářské tavenině, spontánní krystalizace (devitrifikace) skleněné hmoty, výrazná nehomogenita teplotního pole v pěnovém poli atd. Správné chlazení pěnového bloku také není jednoduché - materiál má extrémně nízký koeficient tepelné vodivosti s známá křehkost tenkých skleněných pěnových buněk. V důsledku toho se žíhání prodlouží na 10–15 hodin a ukládá významná omezení na výšku (tloušťku) žíhaných bloků (přípustná rychlost ochlazování je nepřímo úměrná druhé mocnině tloušťky). Mnohem méně komplikovaná je výroba granulovaného pěnového skla, jehož hromadná výroba je méně náročná na složení skla a dokonalost tepelně technických celků. Granulované pěnové sklo je z hlediska tepelné účinnosti poněkud horší než blokové sklo, ale má výrazně nižší cenu, je velmi žádané při výrobě lehkého betonu, provádění tepelně izolačních výplní a výrobě geometricky složitých výrobků, včetně zvukové izolace.