简介
膨润土防水毯（Geosynthetics Clay Liner，土工合成材料粘土衬垫）简称GCL，是一种新型环保复合防水防渗材料，也是一种利用膨润土遇水膨胀原理的防水材料。它将膨润土颗粒填充在有纺土工布和无纺土工布之间，将上层的非织布纤维通过膨润土颗粒、经过特殊的工艺和设备、用针刺方法连结在下层的织布上复合而成。GCL是一种介于GCL（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。
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吸附自身重量五倍的水，体积膨胀到原来的15-17倍以上，将钠基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。
其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形；而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性，它与塑料薄膜结合后，不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，增大了接触面的摩擦系数，有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀，在避光使用情况下，使用寿命长。
防水特点
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＆×10ˉ11m/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，不需要加热和粘帖。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最短的。
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：钠基膨润土遇水时，具有20—28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。
产品特点
性能价格比高，用途非常广泛。产品幅度可达6米，大大提高了施工效率。
适用范围及应用条件：适用于市政（垃圾填埋）、水利、环保、人工湖及建筑地下防水、防渗工程。
在传统防水材料无法施工的负温下（-20℃）仍可施工；在潮湿的基层（无明水）上也可施工；在雨雪天气下不能施工；不适合强酸、强碱性溶液防渗；由于膨润土系无机材料，故其耐久性好于有机防水材料。
分类
JG/T 193《钠基膨润土防水毯》标准中按生产工艺将膨润土防水毯分为三种：针刺法膨润土防水毯(GCL-NP)、针刺覆膜法膨润土防水毯(GCL-OF)和胶粘法膨润土防水毯(GCL-AH)。
针刺法钠基膨润土防水毯，是由两层土工布包裹钠基膨润土颗粒针刺而成的毯状材料；
针刺覆膜法钠基膨润土防水毯，是在针刺法钠基膨润土防水毯的非织造土工布外表面上复合一层高密度聚乙烯薄膜制成的；
胶粘法钠基膨润土防水毯，是用胶粘剂把膨润土颗粒粘结到高密度聚乙烯板上，压缩生产而成的一种钠基膨润土防水毯。
目前市售的膨润土防水毯，产品规格以长度、宽度或膨润土防水毯单位面积质量区分。按照幅宽一般分为4.0 m、5.0 m、5.85 m等几种规格，长度从20m到60m不等，还可以根据设计要求生产；按照膨润土防水毯单位面积质量一般分为4000g/m2、4500g/m2、5000g/m2、5500g/m2等几种规格。
注意事项
在进行膨润土防水毯的施工过程中，必须注意一下要点才能保证铺设的防水毯不会出现质量问题。
1.湖底整平时，必须彻底清除石子、树枝和一切尖角硬物，以防伤损膨润土防水毯。由于湖底土壤的含水量大，松软部位应进行挖除回填夯实，出现橡皮土应挖除回填3：7灰土。
2.保护层的铺设一定要找平拍实。
3.为保证膨润土的焊接质量，要将膨润土的焊缝面清理干净。据气温和风向、风力随时调整焊接温度和行焊速度;经常清除焊机胶轮表面及热楔表面黏附的膨润土材料的残余物，保持其表面清洁;施焊时基底一定要平整坚硬，拼缝搭接面一定要找平顺，防止焊缝褶皱不平。
4.在铺设保层面层及用混凝土填锚固端时，不可损伤膨润土防水毯。
5.每道工序完成后必须经现场监理工程师的验收认可方能进行下一道工序施工。
施工方法
1、膨润土防水毯材料自重较大,宜采用铲机配合防水毯吊装工具搬运、铺设。
2、膨润土防水毯材料的连接采用搭接的方式。
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1500mm以上。D、我们将严格按照递交给监理工程师的膨润土防水毯铺设设计图来铺设，除非得业主或监理要求。
4、用于铺放膨润土防水毯的任何设备不能在已铺设好土工合成材料上面行驶。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沟。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方式必须保证膨润土防水毯与下面地基直接接触，排除褶皱。任何褶皱、折叠或拱起都可能会造成土层其他的土工材料发生同样的情况，为了避免褶皱、折叠和拱起，我们将会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这些问题。
7、膨润土防水毯的设备必须要得以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”。I、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向后行驶，将吊前推土机前端的膨润土毯铺开。如果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，以免引起膨润土毯与地面接触面的损坏。如有需要，可以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。5、搭接a、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。
施工要求
1、膨润土防水毯施工前应检查基层,基层应夯实平整、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，避免毯体有较大的弯曲度，最好一次到位。
3、在GCL安装、验收以后，要尽快进行回填工作，如果是配合HDPE土工膜使用的工的程应及时对土工膜铺装焊接，以防被雨淋湿或弄破。
成品保护
1、膨润土防水毯铺设完毕后应及时铺设土工膜，以避免承受风雨的侵蚀；
2、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，以避免承受风雨的侵蚀；
3、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；
4、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存在。
存储、运输a、膨润土防水毯（GCL）卷在安装展开前要避免受到损坏。膨润土防水毯（GCL）卷应该堆放于经平整不积水的地方，堆高不超过四卷的高度，并能看到卷的识别牌。
5、由不恰当的储存和操作而造成膨润土防水毯（GCL）的损坏，不允许使用于本工程上。
6、在运输过程中（包括现场从材料存储地到工作的运输），膨润土防水毯（GCL）卷应避免受到损坏。
7、受到物理损坏的膨润土防水毯（GCL）卷必须要修复，受损坏严重的膨润土垫（GCL）不能使用，我们将从现场搬走并进行替换。
8、任何接触到泄漏化学溶剂的膨润土（GCL）材料，根据监理工程师的判断，不允许使用于本工程上。
9、如果膨润土毯在安装过程在损坏（撕裂、刺穿等），可以从一卷新的膨润土毯上切割一块“补丁”盖在破损的地方来进行修补。补丁的四边距离破损的地方长度不能小于300mm，铺放“补丁”前应在破损周围撒一些颗粒状膨润土或膨润土浆。如有必要也可以使用一些粘合剂以防止“补丁”移位，或者在破损的地方下面垫一小块膨润土毯。
评价
膨润土防水毯属环保产品，在各种建筑、人工湖等工程项目中得到广泛采用。
“膨润土防水毯”是一种很优秀的防水材料，但不适合用在地铁站的防水中。它存在“施工中经扭曲和弯折，内部的膨润土颗粒容易碎成粉末；垂直悬挂造成膨润土颗粒分布不均；延展性差，墙角等区域容易导致撕裂；多块膨润土防水毯之间的连接处受震动(地铁行车灯)易出现松动、断裂等”，这些缺陷导致用于地铁站防水，解决不了窜水难题。“窜水”是指如一个点发生渗漏，水会沿着空隙，窜到别的地方，并沿裂缝流出去。
中国建筑防水专家李谷云认为，“膨润土防水毯”不适用于地铁，膨润土防水的原理是，遇水膨胀变成乳状，使水不能进入，达到防水目的，但它易于受潮影响防水效果，而且铺设在侧墙等位置时，由于空间较大，容易出现缝隙，造成窜水。
鉴别方法
天然钠基膨润土和人工钠基膨润土的鉴别方法
鉴于目前工程上应用的技术指标还无法判断GCL采用的是天然钠基膨润土还是人工钠基膨润土，在还没有找到检测人工钠基膨润土老化的方法和设备前．建议用以下方法进行鉴别。
1）用试纸测膨润土水溶液的pH值，一般天然钠基膨润土的pH值为8～9，人工钠基膨润土的pH值在9～10以上。
2）在天然钠基膨润土和人工钠基膨润土中同时分别加水后，用手搓，人工钠基膨润土比天然钠基膨润土粘性感强，原因是Na2CO3附着在人工钠基膨润土表面。
3）可采用“看、尝、捏、浇、洗”的方法鉴别是天然钠基膨润土原矿还是天然钙基膨润土原矿：“看”，天然钠基膨润土绝大多数颜色较深（深灰、黑灰、蓝灰、绿灰等），而天然钙基膨润土绝大多数颜色较浅（白、灰白、浅黄、浅灰、粉红等）；“尝”，用舌舔天然钠基膨润土有苦涩味道，而天然钙基膨润土无苦涩味道；“捏”，用手拈捏天然钠基膨润土较重、有一定硬度，而天然钙基膨润土较轻、较软；“浇”，膨润土浇上稀酸，天然钠基膨润土原矿起泡明显，天然钙基膨润土原矿仅起微细小泡，而人工钠基膨润土反应强烈、气泡很多；“洗”，用中性水将土样进行不少于4次漂洗，直至水溶液的pH值为7，凡天然钠基膨润土漂后的膨胀指数/漂洗前的膨胀指数之比>80%，而人工钠基膨润土则<50%。若有条件，可将漂洗样烘干后作Ⅹ衍射，测蒙脱石的d（001），天然钠基膨润土仍显示出钠蒙脱石的特征峰值d（001）为12.5 ?，而人工钠基土则为15? （1?=l 0－10m）。
4）追踪GCL所用膨润土的来源，判断所使用的是天然钠基膨润土还是人工钠基膨润土，或者是在人工钠基膨润土中只掺加了少量的天然钠基膨润土。一般的膨润土矿，国土资源部门均有较详细的地质勘探资料，都检测过膨润土的矿物组成、化学组成、物化指标。一般天然钠基膨润土原矿的Na2O含量都高于1%，钙基膨润土原矿的Na2O含量都低于1%；而人工钠基膨润土的Na2O含量比天然钠基膨润土则高得多。
目前市售的膨润土防水毯分类
JG/T 193《钠基膨润土防水毯》标准中按生产工艺将膨润土防水毯分为三种:针刺法膨润土防水毯(GCL-NP)、针刺覆膜法膨润土防水毯(GCL-OF)和胶粘法膨润土防水毯(GCL-AH)。针刺法钠基膨润土防水毯,是由两层土工布包裹钠基膨润土颗粒针刺而成的毯状材料;针刺覆膜法钠基膨润土防水毯,是在针刺法钠基膨润土防水毯的非织造土工布外表面上复合一层高密度聚乙烯薄膜制成的;胶粘法钠基膨润土防水毯,是用胶粘剂把膨润土颗粒粘结到高密度聚乙烯板上,压缩生产而成的一种钠基膨润土防水毯。
目前市售的膨润土防水毯,产品规格以长度、宽度或膨润土防水毯单位面积质量区分。按照幅宽一般分为4.0 m、5.0 m、5.85 m等几种规格,长度从20m到60m不等,还可以根据设计要求生产;按照膨润土防水毯单位面积质量一般分为4000g/m2、4500g/m2、5000g/m2、5500g/m2等几种规格。
膨润土防水毯损坏后修复方法
1、膨润土垫（GCL）外表面土工织物的破损，应采用土工织物补丁覆于破损处，每边超过300mm，并用热风焊接。
2、我们将协同监理工程师检查全部的膨润土垫（GCL）片和接缝。有缺陷的膨润土垫（GCL）片和接缝在膨润土垫（GCL）上清楚的标出，及时做出修补。
3、如果在某地方的补片的数量太多，那么整个地方用整块补片或膨润土垫（GCL）幅片修补。
4、如果膨润土防水毯在安装过程在损坏（撕裂、刺穿等），可以从一卷新的膨润土毯上切割一块“补丁”盖在破损的地方来进行修补。补丁的四边距离破损的地方长度不能小于300mm，铺放“补丁”前应在破损周围撒一些颗粒状膨润土或膨润土浆。如有必要也可以使用一些粘合剂以防止“补丁”移位，或者在破损的地方下面垫一小块膨润土毯。
