土工合成材料膨潤(rùn)土墊(GCL)是近十年來(lái)在國(guó)外(主要是德國(guó)和美國(guó))發(fā)展起來(lái)的一種新型的、主要用于防滲工程的土工復(fù)合材料,它是在壓實(shí)性粘土襯墊(Compacted Clay Liner)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,大多數(shù)GCL在兩層土工織物之間夾一層薄薄的膨潤(rùn)土,因此它可以兼有土工織物和膨潤(rùn)土的優(yōu)點(diǎn)。它可以在城市固體廢棄物垃圾填埋場(chǎng)中用于防止?jié)B濾液污染地下水和防止雨水深人廢棄物填埋場(chǎng)中,也可以用于渠道防
滲。目前,GCL在發(fā)達(dá)國(guó)家用于渠道防滲的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。GCL主要生產(chǎn)國(guó)是美國(guó)和德國(guó),可用的產(chǎn)品主要有如下幾種:Bentofix,Bentomat,Claymat,Gundseal和NaBento。GCL的厚度一般為7—10 ln/n,遇水膨脹后厚度可增大到原來(lái)的4-5倍。
2、地鐵、鐵路、市政公路、輕工、石油和冶金等行業(yè)的各種防水工程;
3、土石方維修加固的防滲工程;
4、沙漠治理、環(huán)境改造、垃圾填埋場(chǎng)、人工湖、人造景觀(guān)等土層大面積防水鋪蓋;
5、在水利工程中的表現(xiàn)更為優(yōu)異,在蓄水建筑物、小型水庫(kù)庫(kù)區(qū)、水庫(kù)大壩、灌溉渠道、水塘魚(yú)池等大面積防滲施工中都可以有廣泛應(yīng)用
—— 具有優(yōu)異的防水防滲性能,抗?jié)B靜水壓可達(dá) 1.0MPa 以上,滲透系數(shù) 10 -2 cm/s
—— 膨潤(rùn)土是天然無(wú)機(jī)材料,不會(huì)發(fā)生老化反應(yīng),耐久性好;不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何不利影響,屬環(huán)保材料
—— 具有土工布材料的全部特性,如分離、加固、防護(hù)、過(guò)濾等
—— 施工簡(jiǎn)便且不受施工環(huán)境溫度的限制, 0 ℃ 以下也可施工。施工時(shí)只需將 GCL 防水毯平鋪在地上,立
—— 容易修補(bǔ);即使在防水(滲)施工結(jié)束以后,如防水層發(fā)生意外破損,只要對(duì)破損的部位加以簡(jiǎn)單的修 補(bǔ),就可重新獲得完美如初的防水性能。
—— 性能價(jià)格比高,用途非常廣泛。
—— 產(chǎn)品幅寬可達(dá) 6 米,與國(guó)際上土工布(膜)的規(guī)格相匹配,大大提高了施工效率。
膨潤(rùn)土防水毯(GCL)的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
(1)GCL柔性好,在張應(yīng)變達(dá)20%的情況下,也不會(huì)增加其滲透率,而處在相同應(yīng)變下的壓實(shí)性粘土和土工膜,其水力滲透系數(shù)會(huì)急劇增加。
(3)GCL有極強(qiáng)的自我愈合能力。由于膨潤(rùn)土的存在,它會(huì)在土工織物刺破處自我愈合,而且,上下層土工織物在針織或縫合纖維的作用下也約束了膨潤(rùn)土的遷移,進(jìn)一步提高了其自我愈合能力。
(4)GCL抗張應(yīng)變的能力強(qiáng)。大多數(shù)GCL產(chǎn)品有著驚人的彈性和可塑性,他們能變形到抵抗5%甚至更多的張應(yīng)變而不會(huì)導(dǎo)致其水力滲透系數(shù)大幅度提高。如果在GCL產(chǎn)品上覆蓋60 cm厚的土層,某些GCL產(chǎn)品能承受更加嚴(yán)重的不均勻沉陷(張應(yīng)變達(dá)30%),而不會(huì)增加其水力滲透系數(shù)值。
(5)GCL抗干濕循環(huán)的能力強(qiáng)。受熱后的GCL產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)干縮現(xiàn)象,但是當(dāng)脫水后的GCL產(chǎn)品被重新注入水后,出現(xiàn)的裂縫會(huì)再次閉合,其水力滲透系數(shù)又會(huì)回到原先的低值。
(6)GCL抗凍融循環(huán)的能力強(qiáng)。有學(xué)者曾在一個(gè)大油罐內(nèi)對(duì)3種GCL產(chǎn)品進(jìn)行多次凍融循環(huán)的水洗滲透試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中的各種GCL產(chǎn)品(Bentomat,Claymat,Gundseal)至少在3個(gè)凍融循環(huán)后,其水力滲透系數(shù)不會(huì)有明顯的提高。
(7)GCL比壓實(shí)性粘土搭接方便,安裝簡(jiǎn)單,施工速度快。