膨润土防水毯防水特点及施工方法

袁德泉，刘海英，刘海棠

（临沂市岸堤水库管理处，山东临沂276217）

材料工业是一切工业的基础，随着复合材料工业的发展，大型构筑物防水截渗应用技术也在不断向前推进。膨润土防水毯（GCL）是一种专门用于人工湖泊水景、垃圾填埋场、地下车库、楼顶花园、水池、油库及化学品堆场等防渗漏的土工合成材料。膨润土防水从上世纪80年代中期起在美国建筑、环保领域开始得到应用,上世纪90年代进入中国,在北京、上海、广州等各大城市得到推广应用。

1 膨润土防水毯防渗机理

膨润土的矿物学名称为蒙脱石，天然的膨润土按化学成分主要分为钠基和钙基两大类。膨润土具有遇水膨胀的特性，一般钙基膨润土膨胀时，其膨胀仅为自身体积的3倍左右，而钠基膨润土遇水时会吸附自身重量5倍的水，体积膨胀到原来的15～17倍以上。

膨润土防水毯是将高钠膨润土用针刺法将其均匀地织在两层高强拉力的土工织物中间而形成的毯状织物，用针刺法制成的膨润土防渗垫可形成许多小的纤维空间，使膨润土颗粒不能向一个方向流动。膨润土防水毯遇水膨胀,在两面被均匀压实的条件下形成一层致密的胶状体,能有效隔绝水的入侵,形成优异的防水层，并且能使防水毯具有一定的整体抗剪强度。

2 膨润土防水毯防水特点及性能指标

2.1 膨润土防水毯防水的特点

（1）密实性。钠基膨润土在水压状态下形成高密度横隔膜，其渗透系数 k＜5×10-8cm／s（粘土的渗透系数k＜6×10-6cm／s），防渗性能约为粘土的100倍，厚度约3 mm时，其防渗性能约相当于30 cm厚的粘土，具有很强的自保水性能。

（2）具有永久的防水性能。钠基膨润土系天然无机材料，即使经过了很长的时间或周围环境发生了变化，也不会发生老化或腐蚀现象，防水性能持久。

（3）施工简便，工期短。和其他的防水材料相比较，其施工相对比较简单，不需要加热和粘贴，只需用膨润土粉末和钉子、垫圈等进行连接和固定。施工后不需要特别的检查，如果发现存在防水缺陷也容易维修。GCL是现有防水材料中施工工期最短的。

（4）不受气温影响。可以在-30℃的寒冷气候条件下进行施工，且不会脆断。

（5）防水材料和对象的一体化。钠基膨润土遇水时，具有15～17倍甚至30倍的膨胀能力，即使混凝土结构物发生震动和沉降，GCL内的膨润土也能修补2 mm以内混凝土表面的裂纹。

（6）绿色环保。膨润土为天然无机材料，对人体无害无毒，对环境没有特别的影响，具有良好的环保性能。

2.2 膨润土防水毯主要技术指标

单位面积质量≥4 500 g／m2；

纵向断裂强度≥10 kN／m；

横向断裂强度≥10 kN／m；

纵向断裂伸长率≥10%；

横向断裂伸长率≥6%；

垂直渗透系数≤5×10-8cm／s；

剥离强度≥65 N；

GCL 抗静水压试验（0.5 MPa）24 h 无渗漏；

膨润土膨胀系数≥24 mL／2g。

3 膨润土防水毯的施工工法及施工防护要求

3.1 膨润土防水毯的施工方法

（1）膨润土防水毯材料自重较大,宜采用铲运机搬运、铺设。

（2）膨润土防水毯材料的连接采用搭接方式。

（3）膨润土防水毯在大于10%的坡度上铺设时，应尽量减少沿坡长方向的搭接数量，坡上的膨润土垫必须超过坡脚线1 500 mm以上。

（4）用于铺放膨润土防水毯的任何设备不能在已铺设好的土工合成材料上行驶。安装膨润土防水毯时，户外空气温度不能低于0℃或高于40℃。

（5）所有外露的膨润土防水毯边缘必须立刻用沙袋或者其他重物压紧，以防止膨润土防水毯被风吹或被拉出周边锚固钩。膨润土防水毯不能在大风的天气情况下展开，以防止被风吹起。

（6）膨润土防水毯的铺设必须保证其与下面地基直接接触，排除褶皱。任何褶皱、折叠或拱起都可能造成土层其他土工材料发生同样的情况。为避免褶皱、折叠和拱起，根据技术说明的要求，通过对膨润土防水毯的重新铺放或者切割和修补来消除。

（7）膨润土防水毯的施工设备必须得到监理工程师的批准才能使用，不允许使用没有保护的剃刀或者“快速刀”。可能损伤到膨润土毯的施工设备不能直接作用在膨润土毯上。可行的铺设方法是推土机向后行驶，将推土机前端的膨润土毯铺开。如果推土机在地基土上留下了车印，应在铺设工作继续前恢复原状。

（8）铺设膨润土毯时尽量减少膨润土毯在地基上的拖拉，以免引起膨润土毯和地面接触面的损坏。如有需要，可以在地面上加放一层临时的土工织物，以减少膨润土毯在铺设过程中因磨擦引起的损坏。

（9）膨润土毯的铺设和搭接应当与斜坡倾斜的方向平行，如果坡度大于4∶1，在距坡顶或坡度1m内，膨润土毯不能有横向搭接。膨润土毯的搭接方式是将两块膨润土毯的末端重叠搭接，要防止松软土或碎石进入搭接区。

3.2 膨润土防水毯的施工防护要求

（1）膨润土防水毯施工前应检查基层,基层应平整、无坑洼积水、无石子树根及其他尖锐物。

（2）膨润土防水毯在搬运和施工过程中要尽量避免震动和冲击，最好一次到位。

（3）膨润土防水毯铺设完毕后，应及时铺设土工膜，以避免风雨的侵蚀。

（4）膨润土防水毯铺设完毕后，如不能及时铺设土工膜，则应该用彩条布或薄膜覆盖，避免风雨的侵蚀；膨润土防水毯铺设完毕后，应避免车辆碾压和其他异物损坏。

（5）施工完毕后的膨润土垫上不得有泥块、污物、杂物等可能损坏防渗层的异物。

4 膨润土防水毯防渗技术的应用和推广

本世纪初，膨润土防水毯技术已被广泛应用于各种防渗施工中，解决密封、隔离、防渗漏等问题，效果好、抗破坏性强。近期已陆续在济南市西区景观湖橡胶坝工程、临沂市引祊入涑工程、祊河葛庄橡胶坝工程、金锣集团垃圾处理场工程中成功运用，效果良好，对于工程的各种细部节点,都能通过应用膨润土防水粉和防水浆进行妥善处理,体现了膨润土防水技术的可靠性。

[1]钟汉华.水利水电工程施工技术[M].中国水利水电出版社，2004.

[2]纪年生.常用建筑材料试验手册[S].中国建筑工业出版社，1987.