膨潤(rùn)土防水毯及其在地下防水工程中的應(yīng)用

1、膨潤(rùn)土防水毯及其在地下防水工程中的應(yīng)用J1彭潤(rùn)土防水毯及其在地下防水工程中的應(yīng)用郎佳川龍(捷高科技北京分公司,北京100022)摘要:介紹了膨潤(rùn)土防水毯的防水原理,特性和施工工藝,并舉例說(shuō)明了膨潤(rùn)土防水毯在地下防水工程中的應(yīng)用.關(guān)鍵詞:膨潤(rùn)土防水毯;地下防水工程;應(yīng)用膨潤(rùn)土防水毯是依靠固定在毯內(nèi)部的膨潤(rùn)土,利用膨潤(rùn)土自身遇水膨脹的特性,從而達(dá)到阻水目的的一種主動(dòng)性防水材料.自其問(wèn)世以來(lái),就被廣泛用于國(guó)內(nèi)外諸多地下結(jié)構(gòu)工程的防水施工中,并展現(xiàn)出了優(yōu)異的防水效果.1膨潤(rùn)土簡(jiǎn)介膨潤(rùn)土(Bentonite)是火山噴發(fā)后的火山灰沉積物,受到凝灰?guī)r的積累作用或者玻璃巖的熱水作用而形成的一種無(wú)機(jī)粘土礦物,其

2、主要成分為蒙脫石(Montmorillonite).天然的膨潤(rùn)土(圖1)按照其化學(xué)成分,可以大致分為鈉基與鈣基兩大類,一般情況下,鈉基膨潤(rùn)土比鈣基膨潤(rùn)土的性能優(yōu)越.主要表現(xiàn)在:鈉基膨潤(rùn)土吸水速度慢,但吸水率和膨脹倍數(shù)大,最大吸水量為其圖1膨潤(rùn)土地下防水體積的8l5倍,膨脹倍數(shù)從幾倍到30余倍,陽(yáng)離子交換量高,在水中分散性好,并且懸浮性,觸變性,熱穩(wěn)定性,粘接性和可塑性較好,吸水強(qiáng)度,干壓強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度也較高.可見(jiàn),鈉基膨潤(rùn)土在防水領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈣基膨潤(rùn)土,所以,只有天然鈉基膨潤(rùn)土才能應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)的防水工程.2膨潤(rùn)土防水產(chǎn)品美國(guó)捷高公司從上世紀(jì)60年代開(kāi)始研究膨潤(rùn)土的防水作用,196

3、3年試制成膨潤(rùn)土防水板并投入使用.膨潤(rùn)土防水板是用帶有凹槽(波紋)的牛皮紙板種產(chǎn)品一經(jīng)問(wèn)世,便在地下工程中大量應(yīng)用,其中就地鐵.主要用膨潤(rùn)土防水板防水,其底板,立墻頂部均的膨潤(rùn)土防水板防水的地下室,地鐵工程已達(dá)數(shù)百項(xiàng).國(guó)內(nèi)也有應(yīng)用膨潤(rùn)土防水板防水的成功案例,如:北京展覽中心酒店,上海希爾頓酒店,大連富麗華酒店等.到了90年代,美網(wǎng)捷高公司在膨潤(rùn)土防水板的基礎(chǔ)上研制成功膨潤(rùn)土防水毯(圖2),它是由天然鈉基瞄潤(rùn)土加上兩層土_T織物(一層有紡?fù)凉げ?一層土防水毯有效地克服了膨潤(rùn)土防水板的一些施T缺點(diǎn),使其在地下結(jié)構(gòu)防水:程中得到了更為廣泛的應(yīng)用.隨后的膨潤(rùn)土防水毯升級(jí)產(chǎn)品(網(wǎng)3),義在有紡一下防水圖

4、2膨潤(rùn)土防水毯HDPE無(wú)紡布膨潤(rùn)土顆粒(針織纖維)有紡布圖3膨潤(rùn)土防水毯的升級(jí)產(chǎn)品土工布一側(cè)加燙了一層高密度聚乙烯薄膜,使防水毯適用于施工環(huán)境較差(地下水壓較大,有化學(xué)污染等),防水要求更高的地下工程.最新型號(hào)的膨潤(rùn)土防水產(chǎn)品(U|trasea1),引入了膨潤(rùn)土一聚合物合成技術(shù)(BPA),使得膨脹倍數(shù)更大,透水性更低,化學(xué)抵抗性更好,重量是其它同類產(chǎn)品的一半,從而進(jìn)一步提高了膨潤(rùn)土防水產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì).目前,該產(chǎn)品在國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始大面積應(yīng)用.此外,膨潤(rùn)土防水產(chǎn)品系列還包括:膨潤(rùn)土止水條,膨潤(rùn)土防水漿和膨潤(rùn)土防水粉等.3膨潤(rùn)土防水原理由于膨潤(rùn)土是火山玻璃觸變形成的微晶蒙脫土的納米材料,化學(xué)成分是含水硅酸

5、鋁(Mg?Na)O?A10(SiO?nH0)系siAlSi結(jié)構(gòu)體時(shí),其分子是由云母強(qiáng),通常與水接觸24h后膨脹45倍,48h時(shí)水化完成,體積變?yōu)樵w粒的10l5倍.膨潤(rùn)土經(jīng)水化后.表面陽(yáng)離子呈水合狀態(tài),吸收26個(gè)水分子后變成凝膠,使得水不能再進(jìn)入.這種凝膠體像一堵防水墻,能阻止水分的穿越,其耐久性可達(dá)上百年.膨潤(rùn)土防水毯安裝于地下防水工程中,具有長(zhǎng)水膨脹,在外部局限力的作用下,形成均勻的膠體系時(shí),在外力限制作用下,可使膨潤(rùn)土防水毯的膨脹從無(wú)序變?yōu)橛行?持續(xù)的吸水膨脹,使防水毯自身達(dá)到一步保證了地下工程的防水性能.4膨潤(rùn)土防水毯的應(yīng)用范圍與傳統(tǒng)的防水材料(涂料,卷材)相比,膨潤(rùn)土防水毯在地下工程

6、的適用范圍更加廣泛,除了可以采用外防外貼的施工方式,直接應(yīng)用在地下結(jié)構(gòu)的底板及外墻面外,還可以采用外防內(nèi)貼的施工方式,直接固定在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上,圍護(hù)形式包括:地下連續(xù)墻,鉆孔統(tǒng)計(jì),在國(guó)內(nèi)外的地鐵工程和建筑物地下室的防水施總量已超過(guò)8000萬(wàn)m.5膨潤(rùn)土防水毯的特性(1)膨潤(rùn)土防水毯是一種環(huán)保建材,由于材料的組成成分膨潤(rùn)土是一種天然粘土物質(zhì),不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生任何污染,所以它是完全的環(huán)保材料.(2)良好的防水耐久性為膨潤(rùn)土是一種天然粘土物質(zhì),不存在老化問(wèn)題;其次,它同時(shí)也是無(wú)機(jī)物,不會(huì)受到地下任何物質(zhì)的侵響它的防水功效.(3)施工簡(jiǎn)便直接安裝在夯實(shí)的土層上;可施工于潮濕的混凝土基層,在低溫下(如一3

7、2)亦可正常施工并發(fā)揮防水效果;不需要找平層及保護(hù)層;無(wú)需專業(yè)防水施工人員從事安裝作業(yè);對(duì)于穿墻管線,地下樁頭等穿過(guò)防水層的部位處理簡(jiǎn)便.(4)具有自愈修補(bǔ)裂隙的功能天然鈉基膨潤(rùn)土具有獨(dú)有的高膨脹性,使其能修補(bǔ)細(xì)小的裂縫空隙.所以,在施工過(guò)程中,由于意外原因而對(duì)材料產(chǎn)生的微小損壞,不會(huì)對(duì)材料的防水效原因.(5)有效阻止竄水膨潤(rùn)土防水毯有紡?fù)凉げ紓?cè)的纖維能夠和現(xiàn)澆混凝土有效地結(jié)合成一體,再加上膨潤(rùn)土遇水膨脹后形成的致密的凝膠體,從而有效地阻止了可能在防水層和結(jié)構(gòu)主體之間的竄水現(xiàn)象.(6)能適應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)的伸縮變形由于材料是自然搭接,所以,材料的延展性及適應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)伸縮變形的能力,要比粘接或焊接

8、的材料好得多.(7)反貼法施工所謂"反貼法施工",是指膨潤(rùn)土防水毯可施工于圍護(hù)擋土結(jié)構(gòu)上,例如,木板圍護(hù)樁,鋼筋混凝土圍護(hù)墻和鋼板圍護(hù)樁等,以達(dá)到"外防內(nèi)貼"的防水效果.6施工工藝(1)施T機(jī)具膨潤(rùn)土防水毯的施工機(jī)具較為簡(jiǎn)單,主要有:裁割防水毯用的裁紙刀,固定防水毯用的長(zhǎng)度2740mm的水泥釘及墊片,射釘槍或鐵錘,用于臨時(shí)保護(hù)防水毯的厚度為1mm的白鐵皮或1mm厚的LDPE及涂抹膨潤(rùn)土防水漿的抹子.(2)下料要求捷高公司生產(chǎn)出廠的成品V0LrrEXDS"防滴"膨潤(rùn)土防水毯規(guī)格較大,在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可任意裁割,但裁割下料時(shí)應(yīng)遵循以下原則:在

9、機(jī)械或人力施工較方便的情況下,應(yīng)盡量減少搭接及避免在陰陽(yáng)角處搭接.(3)基面平整度及干燥度的要求地下防水防水基面應(yīng)清潔,堅(jiān)實(shí),平整,其平整度應(yīng)符合D/L=1/6.1/10式中:D基面相鄰兩凸面問(wèn)凹進(jìn)去的深度;,J基面相鄰兩凸面間的距離.對(duì)于不滿足上述要求的基面,要用水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)找平.施工基面要求無(wú)明流水或積水,否則,要進(jìn)行堵漏或排水后方可施工;而對(duì)于潮濕的基面,則不需要特別處理.(1)朝向面的問(wèn)題施工時(shí),高密度聚乙烯(HDPE)面為迎水面,有紡?fù)凉げ济嫦颥F(xiàn)澆鋼筋混凝土一側(cè).見(jiàn)圖4.廣l一匝圈壁延圍lP0¨'一粒狀天然鈉基膨潤(rùn)土一聚丙烯無(wú)紡?fù)?:布HDPE薄膜,n一1nnn

10、rr1Hnfn,_1圖4V0LTEXDS膨潤(rùn)土防水毯斷面構(gòu)造及鋪設(shè)朝向示意圖(2)搭接要求防水毯的搭接尺寸為150mm,按"品"字形鋪設(shè).見(jiàn)圖5,圖6.,【l_,IIIIllIIIII角)2o0)jI盟一J圖5VOLTEXDS膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)搭接方法示意圖(3)釘子固定間距的要求釘子固定間距搭接縫處300mm,一般處500mm,見(jiàn)圖7.使用射釘槍固定時(shí),注意根據(jù)基面硬度2006.增刊中國(guó)建筑防水125.地下防水,甩t)t:口T,R阻一膨斕土防水毯混凝土墊層:.一.-II-?圖6結(jié)構(gòu)底板搭接詳圖接縫處水泥釘墊片定間距300非搭接處500崮礤辯蓋舴建*j蘸11l/圖7膨潤(rùn)土防水

11、毯側(cè)墻搭接及鋼釘固定間距調(diào)節(jié)射釘槍火力,防止釘子穿透防水毯,對(duì)于穿透的地方,要用BENTOSEAL膨潤(rùn)土防水漿封填.(4)搭接預(yù)留及臨時(shí)保護(hù)VOITEXDS"防滴"膨潤(rùn)土防水毯在混凝土施工縫處的預(yù)留搭接尺寸應(yīng)大丁300mm,且應(yīng)用1mm厚的鋼板或塑料板進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)(見(jiàn)圖8),以防止進(jìn)板可用鋼釘或不干膠帶同定.圖8施工縫防水毯的預(yù)留搭接及臨時(shí)保護(hù)(5)有破損的防水毯的修補(bǔ)對(duì)于有破損的防水毯,經(jīng)過(guò)修補(bǔ)仍可利用,方法是:另裁一塊防水毯補(bǔ)在破損孔洞處,用鋼釘固定;此另裁防水毯的邊緣,應(yīng)大于孔洞邊緣300mm以上.6_3輔料的配合使用我們建議在使用膨潤(rùn)土防水毯施工的同時(shí),配合使用幾種

12、膨潤(rùn)土類輔料,以達(dá)到最佳的防水效果.(1)膨潤(rùn)土止水條南天然鈉基膨潤(rùn)土和丁基橡膠組成,適用于現(xiàn)澆特性,能有效地解決施工縫的滲漏問(wèn)題,且避免了傳統(tǒng)PVC橡膠止水帶安裝工序煩瑣的特點(diǎn),達(dá)到理想的止水效果.使用時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):施工縫基面應(yīng)清掃干凈,無(wú)雜物;止水條可用WB專用膠水或鋼釘同定,鋼釘固定問(wèn)距200300mm;接頭處可對(duì)接:對(duì)于止水條和基面間的微小空隙,只需用手下壓止水條.壓緊即可.有關(guān)止水條的應(yīng)用,見(jiàn)圖9至圖11.轉(zhuǎn)圖9膨潤(rùn)土止水條的配臺(tái)使用(2)膨潤(rùn)土防水漿膨潤(rùn)土防水漿是一種漿狀的膨潤(rùn)土,主要應(yīng)用于膨潤(rùn)土防水毯材料收邊及管線穿越防水層時(shí)的補(bǔ)強(qiáng)處理.使用時(shí)的涂抹厚度為18mm.(3)膨

13、潤(rùn)土防水粉膨潤(rùn)土防水粉是粒狀天然鈉基膨潤(rùn)土,用于陰角板毯圖10膨潤(rùn)土止水條,防水漿,防水粉的配合使用涵藤藩蓋罅卜卜圖ll膨潤(rùn)土止水條,防水漿的配臺(tái)使用等需要特別防護(hù)的地l方.具體做法是:在陰角處先均撒5mm厚的膨潤(rùn)土防水粉,再鋪設(shè)膨潤(rùn)土防水毯.7應(yīng)用案例7.1復(fù)合墻結(jié)構(gòu)防水工程(外防內(nèi)貼)地鐵防水:北京地鐵五號(hào)線,四號(hào)線,十號(hào)線;成都地鐵天府廣場(chǎng)站;上海地鐵明珠線二期,M6線:廣州地鐵海珠廣場(chǎng)站:香港新機(jī)場(chǎng)地鐵等.建筑物地下室防水:北京國(guó)貿(mào)中心三期,上海浦東金茂大廈,廣州合銀廣場(chǎng)大廈,大連富麗華酒店,南京國(guó)際大酒店等.工工藝要求及特點(diǎn)完全按照第6節(jié)所述,施工后滿足防水毯與基面平整,伏貼的要求即

14、可.另外,如施工后遇到雨,雪天氣,無(wú)需對(duì)防水毯進(jìn)行特別的保護(hù),亦不會(huì)對(duì)防水毯的防水效果產(chǎn)生影響,但是遇水后的防地下防水水毯應(yīng)避免對(duì)其進(jìn)行揉搓等擾動(dòng),以保證膨潤(rùn)土的均勻分布(見(jiàn)圖l2至圖l4).圖12鉆孔灌注樁基面圖l3木板圍護(hù)樁圖14鋼板圍護(hù)樁7.2分離式結(jié)構(gòu)防水T程(外防外貼)地鐵防水:香港新機(jī)場(chǎng)地鐵(見(jiàn)圖l5),韓國(guó)仁J圖15香港新機(jī)場(chǎng)地鐵地下防水明挖隧道(見(jiàn)圖16),美國(guó)亞特蘭大機(jī)場(chǎng)地鐵,瑞典地鐵明挖隧道(見(jiàn)圖17),馬來(lái)西亞公路隧道等.圖16韓國(guó)仁川明挖隧道圖17瑞典地鐵明挖隧道建筑物地下室防水:北京國(guó)貿(mào)中心三期,英國(guó)曼徹斯特機(jī)場(chǎng)等.膨潤(rùn)土防水毯應(yīng)用于分離式結(jié)構(gòu)防水工程時(shí),施工工藝除按

15、照第6節(jié)的要求外,可在防水毯鋪設(shè)完成后,回填前.在防水毯外進(jìn)行保護(hù),以免在回填土并夯實(shí)的過(guò)程中,對(duì)防水毯造成破壞,夯實(shí)強(qiáng)度務(wù)必大于85%.地鐵防水:北京地鐵5號(hào)線天磁區(qū)間(見(jiàn)同18),希臘雅典地鐵3號(hào)線(見(jiàn)圖19)等.膨潤(rùn)土防水毯應(yīng)用于礦山法暗挖隧道防水工程i,128CBWSuuvlement2006圖18北京地鐵5號(hào)線夭磁區(qū)間圖l9希臘雅典地鐵3號(hào)線時(shí),施工T藝除按照第6節(jié)的要求外,可以使用簡(jiǎn)單的支架及滑輪器具等輔助施工,從而大大提高了施工效率,降低了由于自身重量而造成的施工困擾,保證了拱頂部位防水毯與基面平整,伏貼.文章編號(hào):1007497X(2006)一13一o12306中圖分類號(hào):TU

16、57+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A收稿日期:20060929作者簡(jiǎn)介:郎佳川龍,男,1980年生,捷高科技北京分公司技術(shù)工程師,指導(dǎo)膨潤(rùn)土防水毯在地鐵項(xiàng)目中的安裝與使用,參與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范的編寫(xiě). :100022北京市朝陽(yáng)區(qū)建國(guó)路88號(hào)SOHO現(xiàn)代城B座ll10室,聯(lián)系 :010858O38942212.地下防水ApplicationofGeosyntheticClayLinerinundergroundwaterproofingprojectsLangJiachuanlong(JiegaotechnologyBeijingfiliale,Beijing100022)Abstract:VohexDSisa

17、highlyefficientwaterproofingcompositeofpersquarefootandwithaintegrallybondedpolyethyleneliner.Thehighlyswelling,lowpermeablesodiumbentoniteisneedlepunchprocessinterlocksthegeotextilestogether,forminganextremelystrongcompositethatmaintainstheequalcoverageofbentonite,aswellas,protectsitfrominclementwe

18、atherandconstructionrelateddamage.Oncehackfilled,VohexDShydratescontainszeroVOCandcanbeinstalledinalmostanyweatherconditions,andmostimportantly,hasproveneffectiveonbothnewandremedialwaterproofingprojectsworldwide.VohexDSworksbyformingalowpermeabilitymembraneuponcontactwithwater.Whenwetted,unconfined

19、bentonitecanpressuretheswelliscontrolled,formingadense,impervioussealsmallconcretecrackscausedbygroundsettlement,concretebondtoconcretewhenthegeotextilefibersareencapsulatedintothesurfaceofcast-in-placeconcrete.VohexDSisdesignedforbelow-gradestructuraltoundationin-placeconcreteapplicationsincludebackfilledconcretewalls,earhcoveredroofs,structuralslabs,applicationsincludesoldierpileantilagging,metalsheetpiling,structuresundercontinuous('internfittenthydrostaticpressure.Wherecontaminatedground