抗鹽型膨潤土防水毯在深圳地鐵工程中的應(yīng)用 摘要:天然鈉基膨潤土具有高度的水密實(shí)性和自修補(bǔ)、復(fù)元功能，具有較佳的防水功能，是與混凝土結(jié)構(gòu)有同等壽命的優(yōu)質(zhì)防水材料。分析了普通膨潤土與抗鹽型膨潤土的區(qū)別，介紹了抗鹽型膨潤土防水毯及其防水機(jī)理，以及在深圳地鐵工程上的施工應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:膨潤土防水毯；施工；處理方法；地鐵工程 1 工程概況 深圳地鐵1號線續(xù)建工程總長23.4 km，全線共15個(gè)車站。其中6#、7#2個(gè)標(biāo)段的5個(gè)車站設(shè)計(jì)采用了抗鹽型覆膜天然鈉基膨潤土防水毯，這是我國首例應(yīng)用抗鹽型膨潤土防水毯。6#標(biāo)段3個(gè)車站的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為樁基圍護(hù)結(jié)構(gòu)，7#標(biāo)段2個(gè)車站為連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)。 2 抗鹽型膨潤土防水毯介紹 膨潤土防水毯是將具有高膨脹性能和較好吸水性能的天然鈉基膨潤土填充在織布和非織布之間，采用針刺工藝使膨潤土顆粒不能聚集和移動(dòng)，形成均勻防水層的毯狀防水卷材。 2.1 防水機(jī)理 膨潤土屬蒙脫石系三層板（Si—Al—Si）結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽黏土礦物質(zhì)，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Al2Si（4OH）n，在干燥情況下是層狀結(jié)構(gòu)，在層與層間有微量的水分子，層的側(cè)面帶有陽離子，上下表面帶有陰離子。當(dāng)膨潤土遇到水時(shí)在陰陽離子的作用下水分子不斷地被吸收，吸附在層與層的空間里，表面的陰離子也不斷增多，這樣原來的層狀結(jié)構(gòu)被膨脹破壞，形成新的像紙牌疊成的房子狀，體積急劇膨脹10～15倍 （鈉基膨潤土），這就是它的膨脹原理。 構(gòu)成規(guī)則的紙牌疊成的房子狀的分子連接起來具有粘結(jié)性，膨潤土與其它物質(zhì)混合將其它物質(zhì)粘結(jié)起來，而且本身不發(fā)生化學(xué)變化，所以也不改變被粘結(jié)物質(zhì)的特性，高溫中其化學(xué)性質(zhì)也不發(fā)生變化。而分子結(jié)構(gòu)在吸收了一定量的水分子（自身質(zhì)量的5倍）后形成濃稠的凝膠體。這種凝膠體具有排斥水的性能，在壓密實(shí)的狀態(tài)下其透水系數(shù)k=a×10-9 cm/（sa=1～9），而且能夠填補(bǔ)結(jié)構(gòu)物的2 mm以內(nèi)的裂縫和裂紋，又能提高結(jié)構(gòu)物自身的防水性能。這一性能我們稱之為自我修復(fù)性能。同時(shí)膨潤土具有良好的復(fù)元性能，在干燥條件下又恢復(fù)為原來的層板式分子結(jié)構(gòu)，這樣可以反復(fù)無限次。因此，膨潤土具有膨脹性、粘性、密實(shí)性、自我修復(fù)性、復(fù)元性和永久性的特點(diǎn)。 2.2 抗鹽型膨潤土防水毯 膨潤土在淡水中具有優(yōu)異的膨脹性能和粘性，但是在鹽（海）水和污水中膨潤土分子結(jié)構(gòu)中層與層間的水分子首先與鹽（海）水或污水中的含有大量電解質(zhì)的雜物起反應(yīng)，膨潤土的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)被破壞或分子結(jié)構(gòu)間不能形成連接。所以膨潤土在鹽（海）水、污水中的膨脹系數(shù)和黏度大大降低，使膨潤土的透水系數(shù)急劇下降。天然鈉基膨潤土在淡水中的透水系數(shù)k=α×10-9 cm/（sα=1～9）最高可以達(dá)到k=α×10-10 cm/s，但是在鹽水條件下其透水系數(shù)k=α×10-7 cm/s以上，滿足不了防水防滲要求。 2.2.1 抗鹽型膨潤土的防水機(jī)理 在鹽（海）水、污水中使用膨潤土防水材料，最大問題是膨潤土的分子結(jié)構(gòu)間不能連接和膨潤土分子結(jié)構(gòu)的破壞，使防水性能嚴(yán)重下降。解決辦法是在膨潤土中添加聚合物，聚合物把膨潤土分子結(jié)合到一起，防止其結(jié)構(gòu)被破壞，進(jìn)而把分子結(jié)構(gòu)連接起來，保持膨潤土的粘性（見圖1），保證在鹽（海）水、污水中原有的防水性能。
2.2.2普 通膨潤土與抗鹽型膨潤土的區(qū)別
普通膨潤土與抗鹽型膨潤土在淡水中的性能沒有明顯區(qū)別，但在鹽（海）水、污水中的差異非常明顯。
（1）膨脹性
普通膨潤土與抗鹽型膨潤土在膨脹性能上沒有很大的差異。只是抗鹽型膨潤土比普通膨潤土的膨脹系數(shù)約高出10%～20%。因?yàn)榭果}型膨潤土的防水主要是靠黏性，而不是靠膨脹性，所以，研究開發(fā)的重點(diǎn)是提高膨潤土的黏性上。
（2）黏性
普通膨潤土與抗鹽型膨潤土的主要區(qū)別在于黏性。抗鹽型膨潤土的原理是通過增強(qiáng)膨潤土分子間的連接能力，提高黏性來提高防水性能。普通膨潤土和抗鹽型膨潤土的比較試驗(yàn)比較簡單。在鹽水中普通膨潤土水化后霧化散落，不形成粘稠的膠體隔膜，而抗鹽型膨潤土水化后粘結(jié)成稠狀膠體，形成隔膜。
（3）透水系數(shù)
膨潤土防水材料的關(guān)鍵參數(shù)是透水系數(shù)。抗鹽型膨潤土防水材料在鹽水中進(jìn)行測試，每一次的測試結(jié)果都稍有不同，但結(jié)果都在k=α×[1][2][3]下一頁
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