膨潤土防水毯防水特點(diǎn)及施工方法

袁德泉，劉海英，劉海棠

（臨沂市岸堤水庫管理處，山東臨沂276217）

材料工業(yè)是一切工業(yè)的基礎(chǔ)，隨著復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展，大型構(gòu)筑物防水截滲應(yīng)用技術(shù)也在不斷向前推進(jìn)。膨潤土防水毯（GCL）是一種專門用于人工湖泊水景、垃圾填埋場、地下車庫、樓頂花園、水池、油庫及化學(xué)品堆場等防滲漏的土工合成材料。膨潤土防水從上世紀(jì)80年代中期起在美國建筑、環(huán)保領(lǐng)域開始得到應(yīng)用,上世紀(jì)90年代進(jìn)入中國,在北京、上海、廣州等各大城市得到推廣應(yīng)用。

1 膨潤土防水毯防滲機(jī)理

膨潤土的礦物學(xué)名稱為蒙脫石，天然的膨潤土按化學(xué)成分主要分為鈉基和鈣基兩大類。膨潤土具有遇水膨脹的特性，一般鈣基膨潤土膨脹時，其膨脹僅為自身體積的3倍左右，而鈉基膨潤土遇水時會吸附自身重量5倍的水，體積膨脹到原來的15～17倍以上。

膨潤土防水毯是將高鈉膨潤土用針刺法將其均勻地織在兩層高強(qiáng)拉力的土工織物中間而形成的毯狀織物，用針刺法制成的膨潤土防滲墊可形成許多小的纖維空間，使膨潤土顆粒不能向一個方向流動。膨潤土防水毯遇水膨脹,在兩面被均勻壓實(shí)的條件下形成一層致密的膠狀體,能有效隔絕水的入侵,形成優(yōu)異的防水層，并且能使防水毯具有一定的整體抗剪強(qiáng)度。

2 膨潤土防水毯防水特點(diǎn)及性能指標(biāo)

2.1 膨潤土防水毯防水的特點(diǎn)

（1）密實(shí)性。鈉基膨潤土在水壓狀態(tài)下形成高密度橫隔膜，其滲透系數(shù) k＜5×10-8cm／s（粘土的滲透系數(shù)k＜6×10-6cm／s），防滲性能約為粘土的100倍，厚度約3 mm時，其防滲性能約相當(dāng)于30 cm厚的粘土，具有很強(qiáng)的自保水性能。

（2）具有永久的防水性能。鈉基膨潤土系天然無機(jī)材料，即使經(jīng)過了很長的時間或周圍環(huán)境發(fā)生了變化，也不會發(fā)生老化或腐蝕現(xiàn)象，防水性能持久。

（3）施工簡便，工期短。和其他的防水材料相比較，其施工相對比較簡單，不需要加熱和粘貼，只需用膨潤土粉末和釘子、墊圈等進(jìn)行連接和固定。施工后不需要特別的檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在防水缺陷也容易維修。GCL是現(xiàn)有防水材料中施工工期最短的。

（4）不受氣溫影響?？梢栽?30℃的寒冷氣候條件下進(jìn)行施工，且不會脆斷。

（5）防水材料和對象的一體化。鈉基膨潤土遇水時，具有15～17倍甚至30倍的膨脹能力，即使混凝土結(jié)構(gòu)物發(fā)生震動和沉降，GCL內(nèi)的膨潤土也能修補(bǔ)2 mm以內(nèi)混凝土表面的裂紋。

（6）綠色環(huán)保。膨潤土為天然無機(jī)材料，對人體無害無毒，對環(huán)境沒有特別的影響，具有良好的環(huán)保性能。

2.2 膨潤土防水毯主要技術(shù)指標(biāo)

單位面積質(zhì)量≥4 500 g／m2；

縱向斷裂強(qiáng)度≥10 kN／m；

橫向斷裂強(qiáng)度≥10 kN／m；

縱向斷裂伸長率≥10%；

橫向斷裂伸長率≥6%；

垂直滲透系數(shù)≤5×10-8cm／s；

剝離強(qiáng)度≥65 N；

GCL 抗靜水壓試驗(yàn)（0.5 MPa）24 h 無滲漏；

膨潤土膨脹系數(shù)≥24 mL／2g。

3 膨潤土防水毯的施工工法及施工防護(hù)要求

3.1 膨潤土防水毯的施工方法

（1）膨潤土防水毯材料自重較大,宜采用鏟運(yùn)機(jī)搬運(yùn)、鋪設(shè)。

（2）膨潤土防水毯材料的連接采用搭接方式。

（3）膨潤土防水毯在大于10%的坡度上鋪設(shè)時，應(yīng)盡量減少沿坡長方向的搭接數(shù)量，坡上的膨潤土墊必須超過坡腳線1 500 mm以上。

（4）用于鋪放膨潤土防水毯的任何設(shè)備不能在已鋪設(shè)好的土工合成材料上行駛。安裝膨潤土防水毯時，戶外空氣溫度不能低于0℃或高于40℃。

（5）所有外露的膨潤土防水毯邊緣必須立刻用沙袋或者其他重物壓緊，以防止膨潤土防水毯被風(fēng)吹或被拉出周邊錨固鉤。膨潤土防水毯不能在大風(fēng)的天氣情況下展開，以防止被風(fēng)吹起。

（6）膨潤土防水毯的鋪設(shè)必須保證其與下面地基直接接觸，排除褶皺。任何褶皺、折疊或拱起都可能造成土層其他土工材料發(fā)生同樣的情況。為避免褶皺、折疊和拱起，根據(jù)技術(shù)說明的要求，通過對膨潤土防水毯的重新鋪放或者切割和修補(bǔ)來消除。

（7）膨潤土防水毯的施工設(shè)備必須得到監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)才能使用，不允許使用沒有保護(hù)的剃刀或者“快速刀”。可能損傷到膨潤土毯的施工設(shè)備不能直接作用在膨潤土毯上?？尚械匿佋O(shè)方法是推土機(jī)向后行駛，將推土機(jī)前端的膨潤土毯鋪開。如果推土機(jī)在地基土上留下了車印，應(yīng)在鋪設(shè)工作繼續(xù)前恢復(fù)原狀。

（8）鋪設(shè)膨潤土毯時盡量減少膨潤土毯在地基上的拖拉，以免引起膨潤土毯和地面接觸面的損壞。如有需要，可以在地面上加放一層臨時的土工織物，以減少膨潤土毯在鋪設(shè)過程中因磨擦引起的損壞。

（9）膨潤土毯的鋪設(shè)和搭接應(yīng)當(dāng)與斜坡傾斜的方向平行，如果坡度大于4∶1，在距坡頂或坡度1m內(nèi)，膨潤土毯不能有橫向搭接。膨潤土毯的搭接方式是將兩塊膨潤土毯的末端重疊搭接，要防止松軟土或碎石進(jìn)入搭接區(qū)。

3.2 膨潤土防水毯的施工防護(hù)要求

（1）膨潤土防水毯施工前應(yīng)檢查基層,基層應(yīng)平整、無坑洼積水、無石子樹根及其他尖銳物。

（2）膨潤土防水毯在搬運(yùn)和施工過程中要盡量避免震動和沖擊，最好一次到位。

（3）膨潤土防水毯鋪設(shè)完畢后，應(yīng)及時鋪設(shè)土工膜，以避免風(fēng)雨的侵蝕。

（4）膨潤土防水毯鋪設(shè)完畢后，如不能及時鋪設(shè)土工膜，則應(yīng)該用彩條布或薄膜覆蓋，避免風(fēng)雨的侵蝕；膨潤土防水毯鋪設(shè)完畢后，應(yīng)避免車輛碾壓和其他異物損壞。

（5）施工完畢后的膨潤土墊上不得有泥塊、污物、雜物等可能損壞防滲層的異物。

4 膨潤土防水毯防滲技術(shù)的應(yīng)用和推廣

本世紀(jì)初，膨潤土防水毯技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各種防滲施工中，解決密封、隔離、防滲漏等問題，效果好、抗破壞性強(qiáng)。近期已陸續(xù)在濟(jì)南市西區(qū)景觀湖橡膠壩工程、臨沂市引祊入涑工程、祊河葛莊橡膠壩工程、金鑼集團(tuán)垃圾處理場工程中成功運(yùn)用，效果良好，對于工程的各種細(xì)部節(jié)點(diǎn),都能通過應(yīng)用膨潤土防水粉和防水漿進(jìn)行妥善處理,體現(xiàn)了膨潤土防水技術(shù)的可靠性。

[1]鐘漢華.水利水電工程施工技術(shù)[M].中國水利水電出版社，2004.

[2]紀(jì)年生.常用建筑材料試驗(yàn)手冊[S].中國建筑工業(yè)出版社，1987.