簡介
膨潤土防水毯（Geosynthetics Clay Liner，土工合成材料粘土襯墊）簡稱GCL，是一種新型環保複合防水防滲材料，也是一種利用膨潤土遇水膨脹原理的防水材料。它将膨潤土顆粒填充在有紡土工布和無紡土工布之間，将上層的非織布纖維通過膨潤土顆粒、經過特殊的工藝和設備、用針刺方法連結在下層的織布上複合而成。GCL是一種介于GCL（現場厚壓實粘土防滲襯墊）和高分子材料----土工膜之間的一種防滲襯墊。主要應用于環境工程中的廢棄物填埋場、地下水庫、地下基礎設施建設等工程中，解決密封、隔離、防滲漏問題，效果好，抗破壞性強。
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吸附自身重量五倍的水，體積膨脹到原來的15-17倍以上，将鈉基膨潤土鎖在兩層土工合成材料中間，起保護和加固的作用，使GCL具有一定的整體抗剪強度。
其主要機理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道，以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和适應壩體變形；而無紡布亦是一種高分子短纖維化學材料，通過針刺或熱粘成形，具有較高的抗拉強度和延伸性，它與塑料薄膜結合後，不僅增大了塑料薄膜的抗拉強度和抗穿刺能力，而且由于無紡布表面粗糙，增大了接觸面的摩擦系數，有利于複合土工膜及保護層的穩定。同時，它們對細菌和化學作用有較好的耐侵蝕性，不怕酸、堿、鹽類的侵蝕，在避光使用情況下，使用壽命長。
防水特點
1、密實性：鈉基膨潤土在水壓狀态下形成高密度橫隔膜，厚度約3mm時，它的透水性為＆×10ˉ11m/sec以下，相當于100倍的30cm厚度粘土的密實度，具有很強的自保水性能。
2、具有永久的防水性能：因為鈉基膨潤土系天然無機材料，即使經過很長時間或周圍環境發生變化，也不會發生老化或腐蝕現象,因此防水性能持久。
3、施工簡便，工期短：和其他防水材料比較，施工相對比較簡單，不需要加熱和粘帖。隻需用膨潤土粉末和釘子、墊圈等進行連接和固定。施工後不需要特别的檢查，如果發現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：在寒冷氣候條件下也不會脆斷。
5、防水材料和對象的一體化：鈉基膨潤土遇水時，具有20—28倍的膨脹能力，即使混凝土結構物發生震動和沉降，GCL内的膨潤土也能修補2mm以内混凝土表面的裂紋。
6、綠色環保：膨潤土為天然無機材料，對人體無害無毒，對環境沒有特别的影響，具有良好的環保性能。
産品特點
性能價格比高，用途非常廣泛。産品幅度可達6米，大大提高了施工效率。
适用範圍及應用條件：适用于市政（垃圾填埋）、水利、環保、人工湖及建築地下防水、防滲工程。
在傳統防水材料無法施工的負溫下（-20℃）仍可施工；在潮濕的基層（無明水）上也可施工；在雨雪天氣下不能施工；不适合強酸、強堿性溶液防滲；由于膨潤土系無機材料，故其耐久性好于有機防水材料。
分類
JG/T 193《鈉基膨潤土防水毯》标準中按生産工藝将膨潤土防水毯分為三種：針刺法膨潤土防水毯(GCL-NP)、針刺覆膜法膨潤土防水毯(GCL-OF)和膠粘法膨潤土防水毯(GCL-AH)。
針刺法鈉基膨潤土防水毯，是由兩層土工布包裹鈉基膨潤土顆粒針刺而成的毯狀材料；
針刺覆膜法鈉基膨潤土防水毯，是在針刺法鈉基膨潤土防水毯的非織造土工布外表面上複合一層高密度聚乙烯薄膜制成的；
膠粘法鈉基膨潤土防水毯，是用膠粘劑把膨潤土顆粒粘結到高密度聚乙烯闆上，壓縮生産而成的一種鈉基膨潤土防水毯。
目前市售的膨潤土防水毯，産品規格以長度、寬度或膨潤土防水毯單位面積質量區分。按照幅寬一般分為4.0 m、5.0 m、5.85 m等幾種規格，長度從20m到60m不等，還可以根據設計要求生産；按照膨潤土防水毯單位面積質量一般分為4000g/m2、4500g/m2、5000g/m2、5500g/m2等幾種規格。
注意事項
在進行膨潤土防水毯的施工過程中，必須注意一下要點才能保證鋪設的防水毯不會出現質量問題。
1.湖底整平時，必須徹底清除石子、樹枝和一切尖角硬物，以防傷損膨潤土防水毯。由于湖底土壤的含水量大，松軟部位應進行挖除回填夯實，出現橡皮土應挖除回填3：7灰土。
2.保護層的鋪設一定要找平拍實。
3.為保證膨潤土的焊接質量，要将膨潤土的焊縫面清理幹淨。據氣溫和風向、風力随時調整焊接溫度和行焊速度;經常清除焊機膠輪表面及熱楔表面黏附的膨潤土材料的殘餘物，保持其表面清潔;施焊時基底一定要平整堅硬，拼縫搭接面一定要找平順，防止焊縫褶皺不平。
4.在鋪設保層面層及用混凝土填錨固端時，不可損傷膨潤土防水毯。
5.每道工序完成後必須經現場監理工程師的驗收認可方能進行下一道工序施工。
施工方法
1、膨潤土防水毯材料自重較大,宜采用鏟機配合防水毯吊裝工具搬運、鋪設。
2、膨潤土防水毯材料的連接采用搭接的方式。
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1500mm以上。D、我們将嚴格按照遞交給監理工程師的膨潤土防水毯鋪設設計圖來鋪設，除非得業主或監理要求。
4、用于鋪放膨潤土防水毯的任何設備不能在已鋪設好土工合成材料上面行駛。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溝。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方式必須保證膨潤土防水毯與下面地基直接接觸，排除褶皺。任何褶皺、折疊或拱起都可能會造成土層其他的土工材料發生同樣的情況，為了避免褶皺、折疊和拱起，我們将會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這些問題。
7、膨潤土防水毯的設備必須要得以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”。I、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向後行駛，将吊前推土機前端的膨潤土毯鋪開。如果土機在地基土上留下了車印，應在鋪設工作繼續前恢複原狀。
8、鋪設膨潤土毯時盡量減少膨潤土毯在地基上的拖拉，以免引起膨潤土毯與地面接觸面的損壞。如有需要，可以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内，膨潤土毯不能有橫向搭接。5、搭接a、膨潤土毯的搭接方式是将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。
施工要求
1、膨潤土防水毯施工前應檢查基層,基層應夯實平整、無坑窪積水，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，避免毯體有較大的彎曲度，最好一次到位。
3、在GCL安裝、驗收以後，要盡快進行回填工作，如果是配合HDPE土工膜使用的工的程應及時對土工膜鋪裝焊接，以防被雨淋濕或弄破。
成品保護
1、膨潤土防水毯鋪設完畢後應及時鋪設土工膜，以避免承受風雨的侵蝕；
2、膨潤土防水毯鋪設完畢後如不能及時鋪設土工膜則應該用彩條布或薄膜覆蓋，以避免承受風雨的侵蝕；
3、膨潤土防水毯鋪設完畢後應避免車輛碾壓和其他異物損壞；
4、施工完畢後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存在。
存儲、運輸a、膨潤土防水毯（GCL）卷在安裝展開前要避免受到損壞。膨潤土防水毯（GCL）卷應該堆放于經平整不積水的地方，堆高不超過四卷的高度，并能看到卷的識别牌。
5、由不恰當的儲存和操作而造成膨潤土防水毯（GCL）的損壞，不允許使用于本工程上。
6、在運輸過程中（包括現場從材料存儲地到工作的運輸），膨潤土防水毯（GCL）卷應避免受到損壞。
7、受到物理損壞的膨潤土防水毯（GCL）卷必須要修複，受損壞嚴重的膨潤土墊（GCL）不能使用，我們将從現場搬走并進行替換。
8、任何接觸到洩漏化學溶劑的膨潤土（GCL）材料，根據監理工程師的判斷，不允許使用于本工程上。
9、如果膨潤土毯在安裝過程在損壞（撕裂、刺穿等），可以從一卷新的膨潤土毯上切割一塊“補丁”蓋在破損的地方來進行修補。補丁的四邊距離破損的地方長度不能小于300mm，鋪放“補丁”前應在破損周圍撒一些顆粒狀膨潤土或膨潤土漿。如有必要也可以使用一些粘合劑以防止“補丁”移位，或者在破損的地方下面墊一小塊膨潤土毯。
評價
膨潤土防水毯屬環保産品，在各種建築、人工湖等工程項目中得到廣泛采用。
“膨潤土防水毯”是一種很優秀的防水材料，但不适合用在地鐵站的防水中。它存在“施工中經扭曲和彎折，内部的膨潤土顆粒容易碎成粉末；垂直懸挂造成膨潤土顆粒分布不均；延展性差，牆角等區域容易導緻撕裂；多塊膨潤土防水毯之間的連接處受震動(地鐵行車燈)易出現松動、斷裂等”，這些缺陷導緻用于地鐵站防水，解決不了竄水難題。“竄水”是指如一個點發生滲漏，水會沿着空隙，竄到别的地方，并沿裂縫流出去。
中國建築防水專家李谷雲認為，“膨潤土防水毯”不适用于地鐵，膨潤土防水的原理是，遇水膨脹變成乳狀，使水不能進入，達到防水目的，但它易于受潮影響防水效果，而且鋪設在側牆等位置時，由于空間較大，容易出現縫隙，造成竄水。
鑒别方法
天然鈉基膨潤土和人工鈉基膨潤土的鑒别方法
鑒于目前工程上應用的技術指标還無法判斷GCL采用的是天然鈉基膨潤土還是人工鈉基膨潤土，在還沒有找到檢測人工鈉基膨潤土老化的方法和設備前．建議用以下方法進行鑒别。
1）用試紙測膨潤土水溶液的pH值，一般天然鈉基膨潤土的pH值為8～9，人工鈉基膨潤土的pH值在9～10以上。
2）在天然鈉基膨潤土和人工鈉基膨潤土中同時分别加水後，用手搓，人工鈉基膨潤土比天然鈉基膨潤土粘性感強，原因是Na2CO3附着在人工鈉基膨潤土表面。
3）可采用“看、嘗、捏、澆、洗”的方法鑒别是天然鈉基膨潤土原礦還是天然鈣基膨潤土原礦：“看”，天然鈉基膨潤土絕大多數顔色較深（深灰、黑灰、藍灰、綠灰等），而天然鈣基膨潤土絕大多數顔色較淺（白、灰白、淺黃、淺灰、粉紅等）；“嘗”，用舌舔天然鈉基膨潤土有苦澀味道，而天然鈣基膨潤土無苦澀味道；“捏”，用手拈捏天然鈉基膨潤土較重、有一定硬度，而天然鈣基膨潤土較輕、較軟；“澆”，膨潤土澆上稀酸，天然鈉基膨潤土原礦起泡明顯，天然鈣基膨潤土原礦僅起微細小泡，而人工鈉基膨潤土反應強烈、氣泡很多；“洗”，用中性水将土樣進行不少于4次漂洗，直至水溶液的pH值為7，凡天然鈉基膨潤土漂後的膨脹指數/漂洗前的膨脹指數之比>80%，而人工鈉基膨潤土則<50%。若有條件，可将漂洗樣烘幹後作Ⅹ衍射，測蒙脫石的d（001），天然鈉基膨潤土仍顯示出鈉蒙脫石的特征峰值d（001）為12.5 ?，而人工鈉基土則為15? （1?=l 0－10m）。
4）追蹤GCL所用膨潤土的來源，判斷所使用的是天然鈉基膨潤土還是人工鈉基膨潤土，或者是在人工鈉基膨潤土中隻摻加了少量的天然鈉基膨潤土。一般的膨潤土礦，國土資源部門均有較詳細的地質勘探資料，都檢測過膨潤土的礦物組成、化學組成、物化指标。一般天然鈉基膨潤土原礦的Na2O含量都高于1%，鈣基膨潤土原礦的Na2O含量都低于1%；而人工鈉基膨潤土的Na2O含量比天然鈉基膨潤土則高得多。
目前市售的膨潤土防水毯分類
JG/T 193《鈉基膨潤土防水毯》标準中按生産工藝将膨潤土防水毯分為三種:針刺法膨潤土防水毯(GCL-NP)、針刺覆膜法膨潤土防水毯(GCL-OF)和膠粘法膨潤土防水毯(GCL-AH)。針刺法鈉基膨潤土防水毯,是由兩層土工布包裹鈉基膨潤土顆粒針刺而成的毯狀材料;針刺覆膜法鈉基膨潤土防水毯,是在針刺法鈉基膨潤土防水毯的非織造土工布外表面上複合一層高密度聚乙烯薄膜制成的;膠粘法鈉基膨潤土防水毯,是用膠粘劑把膨潤土顆粒粘結到高密度聚乙烯闆上,壓縮生産而成的一種鈉基膨潤土防水毯。
目前市售的膨潤土防水毯,産品規格以長度、寬度或膨潤土防水毯單位面積質量區分。按照幅寬一般分為4.0 m、5.0 m、5.85 m等幾種規格,長度從20m到60m不等,還可以根據設計要求生産;按照膨潤土防水毯單位面積質量一般分為4000g/m2、4500g/m2、5000g/m2、5500g/m2等幾種規格。
膨潤土防水毯損壞後修複方法
1、膨潤土墊（GCL）外表面土工織物的破損，應采用土工織物補丁覆于破損處，每邊超過300mm，并用熱風焊接。
2、我們将協同監理工程師檢查全部的膨潤土墊（GCL）片和接縫。有缺陷的膨潤土墊（GCL）片和接縫在膨潤土墊（GCL）上清楚的标出，及時做出修補。
3、如果在某地方的補片的數量太多，那麼整個地方用整塊補片或膨潤土墊（GCL）幅片修補。
4、如果膨潤土防水毯在安裝過程在損壞（撕裂、刺穿等），可以從一卷新的膨潤土毯上切割一塊“補丁”蓋在破損的地方來進行修補。補丁的四邊距離破損的地方長度不能小于300mm，鋪放“補丁”前應在破損周圍撒一些顆粒狀膨潤土或膨潤土漿。如有必要也可以使用一些粘合劑以防止“補丁”移位，或者在破損的地方下面墊一小塊膨潤土毯。
