Pěnové sklo je materiál unikátních vlastností s více než osmdesátiletou historií. Následující článek má pojednat o tom, jak se pěnové sklo vyrábí, proč vzniklo, jaké má vlastnosti a o tom, jak se pěnové sklo využívá jako izolační hmota ve stavebnictví.
Historie pěnového skla
Pěnové sklo, bylo jako produkt sovětského vojenského výzkumu, vyvinuto pracovníky Mendělejevovy chemické university již v roce 1930, ale patentováno bylo koncem třicátých let ve Francii.
Úkolem sovětského výzkumného týmu tehdy bylo vyvinout mechanicky a chemicky odolný, nehořlavý a lehký (plovoucí) materiál pro výplň konstrukčních dutin válečných plavidel.
Tento úkol byl objevem pěnového skla splněn. Pěnové sklo se s úspěchem používalo a stále používá v lodním stavitelství, ke konstrukci nepotopitelných záchranných prostředků, jako výplň pontonů a plováků. Za druhé světové války bylo využíváno jako náhrada nedostatkového korku při výrobě záchranných plovacích vest.
Vysoké schopnosti pohlcovat kinetickou energii, bylo v padesátých letech minulého století využito při vývoji vysoce odolných kompozitních pancířů vojenské obrněné techniky. Základem těchto pancířů byla unikátní kombinace pěnového a vláknitého skla, doplněná vrstvami dalších materiálů.
Později se unikátních vlastností pěnového skla začalo využívat také v civilních oblastech, průmyslu a stavebnictví.
Rozsáhlá průmyslová výroba pěnového skla se rozeběhla po skončení války nejprve v USA.
V Československu se pěnové sklo vyrábělo od roku 1958 pod obchodním názvem Spumavit. V současnosti největší závod na výrobu pěnového skla provozuje americká společnost Corning v Tessenderloo v Belgii.
Na trh se pěnové sklo dodává pod obchodními názvy např. Foamglass, Geocell, Refaglass.
Výroba pěnového skla
Pěnové sklo se vyrábí vypěněním skloviny. Výrobní postup spočívá v tavení skleněných střepů nebo skleněného prášku s přídavkem zplyňovacího činidla (uhlí, antracit, různé dehty, vápenec), ve sklářské peci. Působením vysoké teploty dojde k roztavení střepů na sklovinu, která je současně napěňována plyny uvolňovanými z plynotvorných přísad.
Kritickým faktorem celého výrobního procesu je teplotní průběh tavby. Teplota skloviny, tím pádem i její viskozita, se musí udržovat stanovenou dobu v úzkém rozsahu hodnot. Během vypěňování se objem skloviny zvětší až na dvacetinásobek původní hodnoty. Poté následuje proces řízeného vychlazování vzniklého pěnového skla.
Vlastnosti pěnového skla
Pěnové sklo se vyznačuje vysokou mechanickou pevností v širokém rozsahu teplot a téměř dokonalou chemickou odolností (chemicky reaguje pouze s kyselinou flourovodíkovou).
Je nehořlavé, nenasákavé, velmi lehké (ρ ≈ 100 – 175 kg.m-3), má nízký koeficient tepelné roztažnosti a zejména výborné termoizolační vlastnosti.
Pěnové sklo ve stavebnictví
Všechny výše uvedené vlastnosti pěnového skla se více než 60 let s úspěchem využívají ve stavebnictví. Pro tepelné izolace plášťů objektů se využívá pěnové sklo ve formě desek nebo tvárnic. Další využití nalézá jako hydroizolační materiál při konstrukci základových desek, ve formě drti, štěrku nebo granulátu se pěnové sklo používá do odlehčených betonů, k zásypům tunelů, vodovodních potrubí a k tepelné izolaci plochých střech.
Nízká hmotnost a vysoká mechanická pevnost, umožňují při instalaci izolačních desek z pěnového skla, použít minimální počet kotevních bodů. Do značné míry se tím eliminuje vznik tepelných mostů.
Tepelná odolnost a nehořlavost zajišťuje nezměněné mechanické vlastnosti izolace až do teploty 700°C. Koeficient tepelné roztažnosti pěnového skla se velmi blíží hodnotě tepelné roztažnosti betonu, pórobetonových tvárnic i dalších stavebních materiálů. Izolace z pěnového skla proto vyžaduje pouze minimální dilatační spáry.
Téměř dokonalá chemická odolnost zaručuje vysokou životnost i v agresivním ovzduší měst a průmyslových aglomerací. Pěnové sklo neposkytuje vhodný životní prostor pro plísně, houby, mechy a lišejníky. Díky vysoké mechanické pevnosti a značné abrazivnosti izolaci z pěnového skla neprokoušou hlodavci.
Nízká hygroskopičnost umožňuje využití pěnového skla jako hydroizolačního materiálu. S deskami i tvárnicemi se díky nízké hmotnosti pohodlně manipuluje a jsou snadno opracovatelné přímo na staveništi.