膨润土防水毯及其在地下防水工程的应用

膨润土防水毯是依靠固定在毯内部的膨润土，利用膨润土自身遇水膨胀的特性，从而达到阻水目的的一种主动性防水材料。自其问世以来，已经被广泛用于国内外的诸多地下结构工程防水施工中，并展现了优异的防水效果。

膨润土（bentonite）是火山喷发后的火山灰沉积物，受到凝灰岩的积累作用或者玻璃岩的热水作用而形成的一种无机粘土矿物，其主要成分为蒙脱石（montmorillonite）。

    天然的膨润土按照其化学成分，可以大致分为钠基与钙基两大类，一般情况下，钠基膨润土比钙基膨润土的性能优越。主要表现在：钠基膨润土吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大，大吸水量为其体积8～15倍，膨胀倍数从几倍到30余倍，阳离子交换量高，在水中分散性好，胶质价高，并且悬浮性、触变性、热稳定性、粘接性、可塑性较好，吸水强度、干压强度、热湿拉强度也较高。可见，钠基膨润土在防水领域的应用价值远远高于钙基膨润土，所以，只有天然钠基膨润土才能应用于地下结构的防水工程。

膨润土防水原理

    由于膨润土是火山玻璃触变形成的微晶蒙脱土或沉积形蒙脱土，其粒径仅为10-8～10-11m，可谓天然的纳米材料，化学成分是含水硅酸铝(mg·na)o·al2o3(asio3·nh2o)系si-al-si结构体时，其分子是由云母状簿片堆垒而成的单个颗粒，这使得膨润土膨胀力极强，通常与水接触24h，膨胀4～5倍，48h时水化完成，体积变为原颗粒的10～15倍。膨润土经水化表面阳离子呈水合状态，吸收2个到6个水分子后，膨润土将变成凝胶，使得水不能再进入。这种凝胶体像一堵防水墙，能阻止水分的穿越，其耐久性可达上百年。

膨润土防水毯安装于地下防水工程中，具有长效、自封、施工简便、的特点。膨润土粒子吸水膨胀，在外部局限力的作用下，形成均匀的胶体系统，其渗透系数为10-9cm/s，并能充满整个空间。同时，在外力限制作用下，可使膨润土防水毯的膨胀从无序变为有序，持续的吸水膨胀，结果使防水毯自身达到密实，从而起到防水作用。有些膨润土颗粒在膨胀压力作用下可进入周围土体及混凝土结构的裂隙中，进一步保证了地下工程的防水性能。
膨润土防水毯的应用范围

     与传统的防水材料（涂料、卷材）相比，膨润土防水毯在地下工程的适用范围更加广泛，除了可以采用外防外贴的施工方式，直接应用在地下结构的底板及外墙面外，也可以采用外防内贴的施工方式，直接固定在围护结构上，围护形式包括：地下连续墙、钻孔灌注桩、木板桩、钢板桩、喷射混凝土等等。据不完全统计，在国内外的地铁工程和建筑物地下室的防水施工中，膨润土防水材料已经得到了广泛的应用，使用总量已超过8,000万平方米。

膨润土防水毯的特性

(1) 膨润土防水毯是一种环保建材

    由于材料的组成成分膨润土是一种天然黏土物质，不会对周围环境产生任何污染，所以它是完全的环保材料。

(2) 良好的防水耐久性

膨润土防水毯的使用年限为150年。首先是因为膨润土是一种天然黏土物质，不存在老化问题；其次，它同时也是无机物，不会受到地下任何物质的侵蚀；后，它遇水膨胀的过程是可逆的，干湿循环不影响它的防水功效。

(3) 施工简便
无需在混凝土施工基面上做任何前期处理，也可直接安装在夯实的土层上。
可施工于潮湿的混凝土基层，在低温下（如-32℃）亦可正常施工并发挥防水效果。
不需要找平层及保护层。
无需专业防水施工人员从事安装作业。
对于穿墙管线、地下桩头等穿过防水层的部位处理简便。

(4) 具有自愈修补裂隙的功能

    这是由于天然钠基膨润土具有独有的高膨胀性，使其能修补细小的裂缝空隙。所以，对于施工过程中，由于意外原因而对材料产生的微小损坏，不会对材料的防水效果产生根本的影响。这也是立面上可用钢钉固定的原因。

(5) 有效阻止窜水

    膨润土防水毯有纺土工布一侧的纤维能够和现浇混凝土有效地结合成一体，再加上膨润土遇水膨胀后形成的致密的胶凝体，从而有效的阻止了可能在防水层和结构主体之间的窜水现象。

(6) 能适应混凝土结构的伸缩变形

    由于材料是自然搭接，所以，材料的延展性及适应混凝土结构伸缩变形的能力，要比粘接或焊接的材料好的多。

(7) 反贴法施工

    所谓“反贴法施工”，是指膨润土防水毯可施工于围护挡土结构上，例如，木板围护桩，钢筋混凝土围护墙，和钢板围护桩等，以达到“外防内贴”的防水效果。

六、施工工艺

1.施工前的准备工作及要求

（1） 施工机具

    施工膨润土防水毯的机具较为简单，主要有：裁割防水毯用的裁纸刀；固定防水毯用的长度27—40mm的水泥钉及垫片；射钉枪或铁锤；用于临时保护防水毯的厚度为1mm的白铁皮或1mm厚的ldpe；及涂抹膨润土防水浆的抹子。

（2）下料要求

    成品出厂的voltex ds『防滴』膨润土防水毯规格较大，在现场施工时可任意裁割，但裁割下料时应遵循以下原则：在机械或人力施工较方便的情况下，应尽量减少搭接及避免在阴阳角处搭接。

（3）基面平整度及干燥度的要求

    防水基面应清洁、坚实、平整，其平整度应符合

             d/l=1/6~1/10

             d——基面相邻两凸面间凹进去的深度

             l——基面相邻两凸面间的距离

    对于不满足上述要求的基面，要用水泥砂浆进行修补找平。施工基面要求无明流水或积水，否则，要进行堵漏或排水后方可施工，而对于潮湿的基面，则不需要特别处理。

2.膨润土防水毯铺设的基本要求

（1）朝向面的问题

    施工时，高密度聚乙烯（hdpe）面为迎水面，有纺土工布面向现浇钢筋混凝土一侧。

 

（2） 搭接要求

    防水毯的搭接尺寸为150mm，按“品”字形铺设。

 

（3） 钉子固定间距的要求

    搭接缝处钉子固定间距@300,一般处@500，见图四。使用射钉枪固定时，注意根据基面硬度调节射钉枪火力，防止钉子穿透防水毯，对于穿透的地方，要用bentoseal膨润土防水浆封填。

 

（4） 搭接预留及临时保护

voltex ds『防滴』膨润土防水毯在混凝土施工缝处的预留搭接尺寸应大于300mm，且应用1mm厚的钢板或塑料板进行临时保护，见图五，以防止进行下一步结构施工时损坏甩头部分。此钢板或塑料板可用钢钉或不干胶带固定。

 

（5） 有破损的防水毯的修补

    对于有破损的防水毯，经过修补仍可利用，方法是：另裁一块防水毯补在破损孔洞处，用钢钉固定；此另裁防水毯的边缘，应大于孔洞边缘的300mm以上。

3.附料的配合使用

    我们建议在使用膨润土防水毯施工的同时，配合使用几种膨润土类附料，以达到的防水效果。

（1）膨润土止水条

    由天然钠基膨润土和丁基橡胶组成，适用于现浇混凝土施工缝处。它秉承了膨润土遇水膨胀的天然特性，能有效的解决施工缝的渗漏问题；且避免了传统pvc橡胶止水带安装工序烦琐的特点，达到理想的止水效果。使用时，应注意以下几点。

施工缝基面应清扫干净，无杂物

止水条可用wb专用胶水或钢钉固定，钢钉固定间距@200~300

接头处可对接

 对于止水条和基面间的微小空隙，只需用手下压止水条，压紧即可有关止水条的应用。

（2） 膨润土防水浆

    是一种浆状的膨润土，主要应用于膨润土防水毯材料收边及管线穿越防水层时的补强处理。使用时的涂抹厚度为18mm。

（3） 膨润土防水粉

    是粒状天然钠基膨润土，用于阴角等需要特别防护的地方。具体做法是：在阴角处先均撒5mm厚的膨润土防水粉，再铺设膨润土防水毯。

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