膨润土（矿物学名称为蒙脱石）是天然的纳米级无机防水材料，因其独有的特性如自保水性、遇水自膨胀自密实性、永久防水性、施工简便、环保等，在防水中的应用越来越广泛^［1－3］，用其制成的膨润土防水毯（以下简称GCL）就是一个典型的例子。

但是，GCL在不断得到推广应用的同时，在其生产和设计施工中也存在不少问题。本文针对GCL的正确应用谈点看法，供同行参考。

1 GCL只能采用天然钠基膨润土

1.1天然钠基膨润土

膨润土是亿万年前火山爆发后火山灰在高温高压作用下形成的，其深层大多是钠基膨润土，表层和浅层经风化、蚀变成钙基膨润土。天然钠基膨润土埋深大多在100 m以下，个别浅的也有80 m，必须硐采，成本高；而天然钙基膨润土大多是露采，成本很低。

1.2人工钠基膨润土

人工钠基膨润土又称活化土、活性土。目前国内外的厂商，都是在天然钙基膨润土中直接加碱（Na₂CO₃）经陈化法或挤压法、悬浮液法制成的。而不正规小企业则是直接在膨润土中加点碱面就算“钠化”了，或加点碱面后堆放几天就算“陈化”了，复杂一点的，也就是再经多道辊压而已。这些加工工艺都无法使碱中的钠离子进人膨润土晶格结构中去，最多只附着在其表面，使其活性增强；经短时间风化或随水流失后，人工钠基膨润土会很快变回钙基膨润土。

1.3生产GCL不能用人工钠基膨润土代替天然钠基膨润土

国外的人工钠基膨润土—般只用作泥浆土或铸造砂型、球团粘结剂等，绝不用在工程防水上。因人工钠基膨润土含钠量太高，多余的Na^＋会压缩双电子层，使胶体性能受损，水密性变差，膨润土防水层就失效。而地下工程防水失效，往往需花原造价的几倍甚至十几倍才能修复。因此，国外只采用天然钠基膨润土生产GCL和其他附属防水产品（膏、粉、腻子等），其最关键的技术指标是天然钠基膨润土的含量＞5.0㎏/㎡，膨胀指数＞20mL／2g，蒙脱石含量＞70％，在有盐或污染介质时采用天然钠基膨润土加有机物处理过的防污膨润土。然而在国内，为降低成本、实现低价中标（人工钠基膨润土的价格仅为天然钠基膨润土的1/5～1/4，甚至更低），不少膨润上防水产品使用人工钠基膨润土（即国内大多数生产单位宣传的钠基膨润土）。有的仅是GCL装填了天然钠基膨润土，而附属防水产品全部使用人工钠基膨润土；也有的仅在人工钠基膨润土中掺20％的天然钠基膨润土，冒称“天然钠基膨润土”。许多工程应用已证明，天然钠基膨润土具有永久的防水作用，而人工钠基膨润土防水效果仅几年，有的甚至几个月即失效。

1.4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 Å，而人工钠基土则为15Å（1Å＝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。

2 地下工程采用GCL防水的设计施工要求

2.1防水毯适用于采用“外防内贴”法施工的地下结构迎水面防水；防水板适用于采用“外防外贴”和“外防内贴”法施工的地下结构的迎水面防水。

在有污染的环境中，应选用由抗污染膨润土制成的毯（板）及其各种配套制品，并经试验、检验合格后才可采用。

2.2铺设GCL的基层应是刚性的，如混凝土或水泥砂浆等，混凝土强度等级不得小于C15，水泥砂浆强度等级不应低于M7.5。基层应坚实、圆顺、清洁，不得有明水和积水。平整度应满足D/L≤1/50的要求（D—基层表面相邻两凸面间凹进去的最大深度；L—基层表面相邻两凸面间的最小距离）。

2.3所有阳角部位均应做成直径小于3 cm的圆弧或3 cm×3 cm的钝角；板、墙连接处的阴角采用膨润土颗粒做成5 cm×5 cm的钝角，其他部位的阴角采用1:2.5水泥砂浆做成直径不小于5 cm的圆弧或5cm×5 cm的钝角。所有阴阳角部位均应增设一层宽度不小于50 cm的相同GCL和一条长度不小于1 m的膨润土止水带。

2.4GCL防水层施工应采用单层机械固定法铺设

1）GCL采用水泥钉和铝合金或防腐铁垫片固定，水泥钉的长度应为27～40 mm，垫片应为圆形或方形，垫片的厚度不应小于1 mm，直径或边长不小于25 mm。

2）固定点应呈梅花型布设，立面和斜面上的固定间距应为40～50 cm，平面仅在搭接缝处固定。

3）防水毯的织布面应与结构外表面贴紧或底板应铺细石混凝土保护层；防水板的膨润土面应与结构外表面或底板垫层贴紧。

4）GCL可采用纵、横向铺设，但不应采用十字形搭接。GCL的搭接缝宽度为100 mm，搭接缝的两层GCL之间应涂膨润土密封膏，密封膏的宽度应为80～100 mm，用量不少于0.3～0.5 kg/m。搭接缝部位的水泥钉固定间距应为200～300 mm，水泥钉距搭接缝边缘应为15～20mm。膨润土在斜面上，应视倾斜角大小和摩擦力、重力大小，在斜面顶部设锚固层，其长度应大于50㎝。

2.5GCL铺设过程中应采用以下技术措施，确保其成为完全封闭的防水层。

1）GCL分段铺设完成后，应采用临时遮挡防护措施，避免膨润上遇水（雨水、施工用水等）提前膨胀而受到破坏。已经遇水完全膨胀并受到扰动的GCL应割除和修补。

2）GCL甩头与下幅GCL连接时，应先将封口压板、塑料保护膜等去掉，并将搭接部位清理干净，涂抹膨润土密封膏，然后进行搭接固定。严禁GCL与塑料薄膜同时浇筑在混凝土内。

3）GCL永久封口部位应用封口压条和水泥钉固定，封口压条断面尺寸不小于30 mm×1 mm，水泥钉固定间距不大于30 cm。封口压条用膨润土密封膏进行覆盖。

4）GCL与其它防水材料过渡时，应确保过渡搭接宽度不小于50 cm，搭接范围内应涂抹膨润土密封膏或膨润土粉。

5）GCL破损部位应采用同种GCL进行修补，补丁边缘与破损部位边缘的最小距离不小于25 cm。GCL表面膨润土颗粒损失严重的部位应涂抹膨润土密封膏。

6）底板和顶板防水层采用厚度不小于5 cm的细石混凝土保护层进行保护，细石混凝土的强度等级不应低于C20；“外防外贴”法施工的GCL宜采用及时填土或砌筑砖墙或其他护板的方法进行保护。在立面和斜面上GCL应上幅压下幅铺设，GCL与基层、GCL与GCL之间应紧贴、平整、无皱褶。

7）施工缝（包括后浇带）、变形缝等部位应骑缝设置与大面防水相同的GCL防水加强层、加强层宽度不小于50 cm。加强层必须与结构外表面紧贴。

8）穿墙管、桩、柱与底板连接等部位采用膨润土止水带、膨润土密封膏或膨润土粉进行加强处理。

2.6膨润土配套防水材料确保地下工程整体防水质量的变形缝构造要求

1）膨润土止水条（又称BW止水条）用于施工缝优于其他材料的止水条，因为膨润土止水条在混凝土终凝后膨胀，其凝胶微粒可追踪进入混凝土的微孔和微裂缝。

2）膨润土止水条（带）不能用于变形缝。因为膨润土止水条与变形缝两侧主体结构的粘结性较差。

3）应确保变形缝中的橡胶止水带、止水条在整个工程使用期内保持弹性变形工作状态，若超过弹性变形工作状态就不能起止水作用。为使止水带、条长久保持弹性变形工作状态，就必须在变形缝的两侧设置若干刚性支点。如不设刚性支点，大型地下工程的变形缝处必然首先漏水，往往更换、修补也很难解决问题。国外地下1～9 m直径的钢筋混凝土输水管、交通通道的变形缝两侧均设置了刚性支墩（条），既能保证工程运营安全，又可大大节省维护费用。