膨润土防水毯

膨润土防水垫（GCL）
 
一、简介

膨 润土防水垫（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，GCL是由高膨胀性的钠基膨润土填充在特制的复合土工布和无纺布之间，由上层的非织造布纤维通过专门的针刺方法将膨润土锁定在下层的复合机织物上而制成的毯状织物。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，遇水时在垫内形成均匀高密度的胶状防水层，有效的防止水的渗漏。

  GCL是一种介于CCL(现场厚压实粘土防渗衬垫)和高分子材料---土工膜之间的一种防渗衬垫。主要应用于环境工程中的废弃物填埋场、地下水库、地下基础设施建设等工程中，解决密封、隔离、防渗漏问题，效果好，抗破坏性强。

二、原理

  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；而钠基膨润土膨胀时，约为自身体积的l5倍左右，能吸收6倍于自身重量的水，这样膨胀的膨润土所形成的高密度胶体具有排斥水的性能。利用这个性能，人们用钠基膨润土来做防水材料。为方便施工和运输，将膨润土锁在两层土工合成材料中间，起保护和加固的作用，使GCL具有一定的整体抗剪强度。

三、膨润土防水的特点

1. 密实性：钠基膨润土在水压状态下形成高密度横隔膜，厚度约3mm时，它的透水性为α×10-11m/sec以下，相当于100倍的30cm厚度粘土的密实度，具有很强的自保水性能。

2. 具有永久的防水性能：因为钠基膨润土系天然无机材料，即使经过很长时间或周围环境发生变化，也不会发生老化或腐蚀现象，因此防水性能持久。

3. 施工简便，工期短：和其他防水材料比较，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，如果发现防水缺陷也容易维修。GCL是现有防水材料中施工工期*短的。

4. 不受气温影响：在寒冷气候条件下也不会脆断。

5. 防水材料和对象的一体化：钠基膨润土和水反应时，具有13-16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2mm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。

四、GCL的适用范围及其优越性

  GCL主要用于土木工程、水利工程、环保工程中的防渗或密封，如渠道、水库、水坝的防渗设计，垃圾场的基础、周边、盖顶密封设计，人工河流、湖泊的防漏设计等等。大多可单独使用，也可与压实粘土层或土工膜组合使用。当方案允许选用粘土、沥青、混凝土、土工膜、GCL作密封层时，GCL更具有竞争力。

  与压实粘土相比，GCL的优越性主要表现在：体积小，重量轻，施工简便，并且具有较高的抗剪强度。

  与土工膜相比，GCL的优越性主要表现在如下几个方面：

（1） GCL柔性好，能较好的适应不均匀沉降；

（2） GCL中的膨润土层吸水后的厚度增加好几倍，并且受外裹土工织物的保护，因此不易被顶破或刺破而失效，对铺设场地条件的要求比土工膜低。采用均匀的覆盖土时，一般要求*大颗粒尺寸不超过32mm。

（3） GCL的连接，尤其是GCL与管道或建筑物周边连接时，比土工膜简便，并且接缝处的密封性也容易得到保证。

（4） GCL比土工膜具有较好的界面摩擦特性。

（5） GCL易于运输和安装，其防渗性能不会因干湿和冻融反复循环而降低，并且可能的漏水点也会因膨润土的迁移而自行愈合。

五、产品主要技术指标:

实际使用宽度
 5m (有效宽度5.3m)
 
单位面积质量
 ≥5000 g/m2
 
膨润土质量
 ≥4500 g/m2
 
渗透系数
 ≤5×10-11 m/sec
 
膨胀系数
 ≥24 ml/2g
 

七、膨润土垫层的施工

1. 施工工艺流程：

  施工准备--基层处理--铺设准备--膨润土垫（GCL）的铺设--防护措施。

2. 施工准备

2.1 准备8×10米以上的平整空地，以便进行卸货和放样裁剪。

2.2 准备少量水源，和直径400mm、深500mm的水桶，以便配制膨润土膏（胶体）。

2.3 准备几把电工刀，以便按地形裁割膨润土垫。

2.4 准备4块长4m、厚25mm、宽250mm以上的木板，以便卸货。

2.5 卸货时依据小心轻放的原则，将木板均衡地搁在卡车边缘，用人力或机械将膨润土垫卷材缓慢地从车上滚下，堆放整齐。

2.6 堆放卷材的上方进行防雨遮盖，下方垫空10cm以上，并保持有良好的排水条件，预防下雨淋湿。

3. 基层处理

3.1 基层包括支持层、垫层，以及相关的基础、墙体、底面和坡面等。

3.2 将需铺设面的素土用必要的设备整平夯实，压实度达90%以上，表面应平整光滑，不能有凸出2cm以上的岩石和其他尖锐物体，也不能有明显的空洞。

3.3 基层表面应基本干燥，不能有明显的积水，如果地面有积水，要先进行排水作业，可设置排水沟、槽、坑进行排水。

3.4 基层及构造阳角修圆半径一般不小于30cm。

3.5 膨润土垫（GCL）施工前应对基层进行验收合格。

4. 铺设准备

4.1 分析需铺设地形条件，安排先后次序，制定合理的铺设方案。

4.2 根据材料宽度和长度，预计分配合理的裁剪图或预案，做下料准备。

4.3 将准备铺设的膨润土垫（GCL）卷材在空地上展平，按预定方案裁剪成需要的形状。

4.4 检查外观质量，记录并修补已发现的机械损伤和生产创伤、孔洞等缺陷。

4.5 膨润土防水毯(GCL)的施工应在无雨、无雪天气下进行，施工时如遇下雨，下雪应用塑料薄膜进行遮盖，防止GCL提前水化。

5. 膨润土垫（GCL）的铺设

5.1 大面积的铺设宜采用机械施工，条件不具备或小面积的也可采用人工铺设。

5.2 按规定顺序和方向分区分块进行膨润土垫(GCL)的铺设。

5.3 对裁剪后的材料，需小心缓慢卷起，用人力或机械运至铺设位置，再按要求展开拉平。

5.4 按连接方案，将膨润土垫平整、搭接完美地铺设。垫与垫之间的接缝应错开，不宜形成贯通的接缝。

5.5 膨润土垫(GCL)搭接面不得有砂土、积水(包括霉水)等影响搭接质量的杂质存在。

5.6 发现有孔洞等缺陷或损伤时，应及时用膨润土粉或用破损部位尺寸放大15cm以上的GCL及膨润土粉进行局部覆盖修补即可，边缘部位按搭接的要求处理。

6. 防护措施

6.1 在铺设混凝土压实面以前，为防止接缝的走动，需在接缝处、GCL周边与素土结合处用水泥砂浆压缝，一般不小于10cm宽、2cm高。

6.2膨润土垫铺设完毕后，应立即进行混凝土的施工，以防止地下水造成膨润土垫过度预膨胀，引起防渗功能下降。

八、GCL的连接

GCL之间的连接，以及GCL与结构物之间的连接都很简便，并且接缝处的密封性也容易得到保证。

1. GCL与GCL的连接

1.1简单搭接--条带法

将GCL在长度和宽度方向搭接25cm（其中主体部分10cm，边缘部分15cm）,应保证接缝无褶皱，无杂土和其他材料。在离边25cm处，用人工或机械铺宽10cm、高1cm的条状膨润土粉末搭接在两层GCL中间。

1.2 密搭接封--膏体法

一般在较平整的接缝处用"条带法"直接铺封，在斜坡和特殊点用膨润土膏。（膨润土膏--可在膨润土粉末中加水（重量比1：3），连续均匀拌和，直到获得平滑柔软的膏体。）

2. GCL与管道和结构物的连接

2.1 应用"条带法"或"膏体法"仔细密封，与结构物相连时，对水平面上的GCL末端应精细施工，保证密封。

2.2 立面及坡面上铺设膨润土垫(GCL)时，为避免其滑动，可用销钉加垫片将其固定，除了在膨润土垫重叠部分和边缘部位用钢钉固定外，整幅膨润土垫中间也需视平整度加钉，务求膨润土垫稳固服帖地安装在墙面和地面，必要时用膨润土膏抹浆贴合在墙体上。钉孔部位可视需要作出处理，详见上图。

九、注意事项

1. 如果地面有积水，要先进行排水作业。

2. 如果地面有水气时，要做好排水措施后铺设，以防止膨润土垫层的早期水化。

3. 膨润土垫*少要搭接10cm主体部分和15cm边，并可以30cm间隔用钉子（也可用竹钉）和垫圈将其固定。

4. 膨润土垫施工后，施工人员一定要注意防止膨润土垫层的损伤。

5. 为了防止因雨水而发生的早期水化，垫层施工后应铺设3-5cm厚的水泥砂浆，以防止防水层接触水而早期水化。一般混凝土总压实量不低于10cm。

6. 在进行下道工序之前要检查膨润土防水层是否流失，如有流失或损伤的部位要用密封剂或膨润土粉末进行修补。

7. 为了增加膨润土垫搭接部位的水密性，可以使用膨润土粉末或膨润土密封剂加以补强。

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