膨潤土防水毯防水特點及施工方法

袁德泉，劉海英，劉海棠

（臨沂市岸堤水庫管理處，山東臨沂276217）

材料工業是一切工業的基礎，隨著復合材料工業的發展，大型構筑物防水截滲應用技術也在不斷向前推進。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、油庫及化學品堆場等防滲漏的土工合成材料。膨潤土防水從上世紀80年代中期起在美國建筑、環保領域開始得到應用,上世紀90年代進入中國,在北京、上海、廣州等各大城市得到推廣應用。

1 膨潤土防水毯防滲機理

膨潤土的礦物學名稱為蒙脫石，天然的膨潤土按化學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,形成優異的防水層，并且能使防水毯具有一定的整體抗剪強度。

2 膨潤土防水毯防水特點及性能指標

2.1 膨潤土防水毯防水的特點

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

（2）具有永久的防水性能。鈉基膨潤土系天然無機材料，即使經過了很長的時間或周圍環境發生了變化，也不會發生老化或腐蝕現象，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、墊圈等進行連接和固定。施工后不需要特別的檢查，如果發現存在防水缺陷也容易維修。GCL是現有防水材料中施工工期最短的。

（4）不受氣溫影響。可以在-30℃的寒冷氣候條件下進行施工，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，即使混凝土結構物發生震動和沉降，GCL內的膨潤土也能修補2 mm以內混凝土表面的裂紋。

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

2.2 膨潤土防水毯主要技術指標

單位面積質量≥4 500 g／m2；

縱向斷裂強度≥10 kN／m；

橫向斷裂強度≥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≤5×10-8cm／s；

剝離強度≥65 N；

GCL 抗靜水壓試驗（0.5 MPa）24 h 無滲漏；

膨潤土膨脹系數≥24 mL／2g。

3 膨潤土防水毯的施工工法及施工防護要求

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,宜采用鏟運機搬運、鋪設。

（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%的坡度上鋪設時，應盡量減少沿坡長方向的搭接數量，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備不能在已鋪設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吹或被拉出周邊錨固鉤。膨潤土防水毯不能在大風的天氣情況下展開，以防止被風吹起。

（6）膨潤土防水毯的鋪設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生同樣的情況。為避免褶皺、折疊和拱起，根據技術說明的要求，通過對膨潤土防水毯的重新鋪放或者切割和修補來消除。

（7）膨潤土防水毯的施工設備必須得到監理工程師的批準才能使用，不允許使用沒有保護的剃刀或者“快速刀”。可能損傷到膨潤土毯的施工設備不能直接作用在膨潤土毯上。可行的鋪設方法是推土機向后行駛，將推土機前端的膨潤土毯鋪開。如果推土機在地基土上留下了車印，應在鋪設工作繼續前恢復原狀。

（8）鋪設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過程中因磨擦引起的損壞。

（9）膨潤土毯的鋪設和搭接應當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，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入搭接區。

3.2 膨潤土防水毯的施工防護要求

（1）膨潤土防水毯施工前應檢查基層,基層應平整、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）膨潤土防水毯鋪設完畢后，應及時鋪設土工膜，以避免風雨的侵蝕。

（4）膨潤土防水毯鋪設完畢后，如不能及時鋪設土工膜，則應該用彩條布或薄膜覆蓋，避免風雨的侵蝕；膨潤土防水毯鋪設完畢后，應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的應用和推廣

本世紀初，膨潤土防水毯技術已被廣泛應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。近期已陸續在濟南市西區景觀湖橡膠壩工程、臨沂市引祊入涑工程、祊河葛莊橡膠壩工程、金鑼集團垃圾處理場工程中成功運用，效果良好，對于工程的各種細部節點,都能通過應用膨潤土防水粉和防水漿進行妥善處理,體現了膨潤土防水技術的可靠性。

[1]鐘漢華.水利水電工程施工技術[M].中國水利水電出版社，2004.

[2]紀年生.常用建筑材料試驗手冊[S].中國建筑工業出版社，1987.