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一、前 言
膨潤土是我國開發利用較早的非金屬礦物之一，由于其物化性能非常獨特，所以在許多傳統工業如鑄造、鉆井泥漿、鐵礦球團中的應用悠久歷史。隨著科技進步，膨潤土的許多新用途也在被不斷研發出來，其產品價格大大高于傳統產品。本文將主要介紹一種新的膨潤土產品，即我院借鑒國外技術研發的膨潤土防水毯加工工藝及裝備。
二、國內膨潤土開發利用現狀
1、膨潤土的傳統用途
目前，人們利用膨潤土粘結、吸附、催化、增稠、觸變、膨脹、脫色等性能開發產品數以千計，廣泛應用于冶金、鉆井、建筑、環保、農業、化工、食品等24個領域100多個部門。
由于具有許多獨特的性能，膨潤土在傳統應用中主要被用做：鐵礦球團、鑄造、鉆井泥漿、酒及飲料澄清劑、干燥劑、紡織印染、活性白土、石油化工催化劑、動物墊圈除臭貓砂、廢水處理劑、核廢料處理的應用、涂料、陶瓷、助懸劑、吸附劑、過濾劑、乳化劑及軟膏基質、粘合劑、載體、賦形劑、動物飼料、化肥、農藥、膨潤土在電池中的應用、膨潤土在滅火劑中的應用、鍋爐和管道保溫涂膏等等領域。
2、國內膨潤土工業現狀和技術水平
據有關資料統計，目前國內膨潤土加工企業有200多家，多數為中、小規模生產企業，年產量超過１萬噸的礦山企業有20多家，其總產量約200—210多余萬噸，生產能力300萬噸以上，主要為粗加工產品。生產能力較大的省份有遼寧、河北、浙江。我國膨潤土原礦或粗粉加工產品產量約160-170萬噸。深加工產品，包括人工鈉化鈣基膨潤土、活性白土及有機膨潤土的制備等，總產量約30—40萬噸。從生產布局看，我國主要膨潤土生產企業主要集中在浙江、吉林、遼寧、新疆、河北、河南、湖北、安徽等省區。
目前, 我國膨潤土礦開采方法有露采和地采。其中露天開采礦山占90％。按產量計露天開采占75％。地下開采的主要有浙江省臨安膨潤土礦、吉林劉房子膨潤土礦、吉林九臺膨潤土礦等。目前我國膨潤土資源綜合利用程度較低，礦山企業普遍存在技術落后，經濟效益低的問題。目前國內絕大多數礦山都不經選礦，經手選后晾曬、風干或用干燥炕、烘干爐干燥后，再用雷蒙磨和其它輥碾機碾磨粉碎成用戶所需的產品，產品蒙脫石含量在50-85%之間，原礦開采成一般都在80元／噸以內，粉礦生產成本也不超過150元/噸。產品主要供應膨潤土的傳統用途用戶。濕法選礦一般用來處理低品位膨潤土，或為了獲得高檔產品結合生產工藝進行。采用濕法的選礦膨潤土礦山企業很少，產量十分有限，產品蒙脫石含量一般在85-95%之間。
我國膨潤土資源豐富，品種齊全，也不乏優質品種，基本不需要依賴國外資源，比如新疆夏子街的膨潤土，其原礦質量甚至可與美國懷俄明的土相媲美。但產品質量與國外差距較大，主要原因是膨潤土的提純和深加工技術和設備上，
雖然國內膨潤土應用范圍已涉及20多個領域，但是傳統工業領域還是占絕大多數，產量雖然很高，但產品的附加值很低，而不斷開發的膨潤土新的用途雖然用量很少，經濟效益卻非常明顯。比如，防水材料、凈水劑、增稠劑、凝膠材料等。
三、膨潤土防水毯應用技術
1、膨潤土防水毯基本情況介紹
膨潤土防水毯是一種新型的復合土工合成防水材料。防水毯內膨潤土的厚度一般為
目前市售的產品規格一般為：寬幅
膨潤土防水毯是國外開發不久的新型防水產品。目前國內已生產該產品的廠家有9家，有使用國外的工藝和技術，近兩年，由于我國的經濟建設發展很快，對新材料的需求量越來越大，發達國家紛紛看好我國防水材料市場，有的企業在我國直接投資辦廠，也有的在我國設立產品銷售代理機構。
膨潤土防水毯已在世界上許多重要工程中使用，并證明具有很好的防水防滲效果，據有關資料介紹，在同比條件下，膨潤土防水效能可達傳統的五層防水，且耐久性能優良。但其高昂的價格使國人難以接受，2004年北京綠色建材博覽會上獲悉，英國某公司的產品在中國市場的售價為80元/平米，在國際市場的售價約13美元/平米，同樣規格的國內合資廠的產品在國內市場的售價為30多元，遠遠低于國際市場的售價。
除以上介紹的以外，膨潤土防水毯還具備使用范圍廣、耐久性好的優點，特別適合于人工湖、垃圾處理場、隧道、水渠、建筑物地下防水、樓頂花園防滲漏，水處理廠防漏以及具有含有害元素或重金屬離子的垃圾焚燒灰填埋場等等。經過試驗，膨潤土可耐受多次的凍融循環，由于膨潤土是一種天然的礦物，在遇到多種外界條件下不分解、不變質，其使用壽命可達一百年以上。
在防滲工程中，該產品可單獨使用，也可與壓實黏土防滲體組合使用，當設計方案允許使用黏土、瀝青、混凝土、土工膜、膨潤土防水毯做防滲層時，膨潤土防水毯則顯示出很強的競爭能力。其產品本身具備如下特點：1）因膨潤土與非織造土工織物纖維充分纏繞，止水性強，耐沖刷，且不會因干濕和凍融反復循環而降低防滲性能，且可在—
與黏土和土工膜相比，，該產品還具有如下優勢：1）比壓實黏土襯體積小、重量輕、施工簡便抗剪強度和抗拉強度高。2）、與土工膜相比該產品柔性好，較好地適應不均勻性沉降；具有更好的界面摩擦性，對鋪設場地的要求比土工膜低；因為有外裹織物的保護，使其不易被刺破或劃破而導致失效；與管道和建筑物周邊連接時施工更簡便，接縫處的密封性更好；使用壽命更長。
膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的粘土礦，通常含量范圍為40%～90%，其雜質主要有高嶺石、石英、方英石、伊利石等。膨潤土的性能與蒙脫石類型和含量有關。
蒙脫石晶體化學成分復雜，變化大。晶體中的低價陽離子常常置換高價陽離子，使結構層產生多余的負電價。為了保持電中性，在結構層之間除水分子外，存在較大半徑的陽離子Na+、Ca2+等，因此膨潤土就被劃分為鈉基土、鈣基土。由于陽離子的可交換性，使蒙脫石族礦物具備了很多有價值的特性，比如離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、粘結性、吸附性等。
遇水時，膨潤土可吸附是自身重量幾十倍的水量，吸水后體積可增大數十倍。由于膨潤土這種優良的特性其廣泛用于防水材料領域。用于防水材料的膨潤土首選優質鈉基土，這是由于鈉離子在水中容易分散，鈉離子半徑大，電荷低，在水中更易分散且分散層數多，鈣基土則相反，鈣基土的膨脹速度雖然快，但是其膨脹的倍數比鈉基土低，因此，選擇高膨脹倍數的天然鈉基土是本項目的先題條件。防水毯中的膨潤土遇水后，水分子能夠進入膨潤土晶格之間，使其晶格膨脹，由于膨潤土防水毯在施工時，按要求其上部要覆蓋
2、應用情況介紹
國內采用的傳統防水辦法，在效果上不是很理想。而國外一些發達國家采用的膨潤土防水材料雖效果好，但因價格較高在國內較少被采用，我國前幾年只在少數的國外獨資工程中使用，隨著膨潤土防水毯的國產化，價格也只有進口產品三分之一，我國許多工程也開始使用膨潤土防水毯，椐有關資料記載，膨潤土防水毯應用十分廣泛，可用于市政、環保、水利、公路、鐵路、垃圾填埋場、水利工程及工業與民用建筑地下防水防滲施工，比如在垃圾填埋場、污水處理廠使用，具有良好的防滲功能、加固功能；在水利工程中使用，可提高灌渠的防滲作用，還可以提高大壩、河堤的強度，避免和減輕水土流失，大堤發生管涌的隱患；地鐵工程的防水防滲，公路的路基和邊坡，橋梁的基礎防水可以改變道路的性能，提高路面的承載能力，延長公路的使用壽命；在工業民用建筑工程使用，可以提高防水的可靠性和耐久性；以及在礦山、人工湖、隧道、游泳池等處均可使用。
3、膨潤土防水毯產品標準及對原料的技術要求
目前，我國尚沒有針對膨潤土防水毯的專用標準，對用膨潤土的技術要求也不多，各個廠家大都根據美國ASTM標準、韓國標準來制定自己的企業標準。如某中韓合資廠家，其技術標準完全按韓國標準執行，按其規范要求必須使用天然鈉基土。美國ASTM D5890，要求膨潤土的膨脹指數要大于24。而我國對膨潤土原材料尚沒有明確標準，事實上，膨潤土的類型、蒙脫石含量、吸水率、膨脹指數都應該是防水毯用膨潤土的重要技術指標。
對于膨潤土防水毯使用的土工布，各國均有一定標準，我國近年來相繼頒布了多個相關的標準。但涉及到土工合成材料應用、測試的標準有18項，均是近年頒布的，而膨潤土防水毯標準，我國現采用的均為美國材料與試驗協會標準。
對于膨潤土防水毯的原料要求，有文字報道的很少，目前國內的廠家有選用天然鈉基土的，也有選用人工鈉化土的，但是無論選擇什么原料，其膨脹倍數必須滿足產品的質量要求。我國的膨潤土資源雖然比較豐富，但是能達到要求的優質天然鈉基土不是很多。有些廠家由于沒有找到優質天然鈉基土，加之價格的原因，而不得不采用鈣基土進行人工鈉化處理，其鈉化方法非常簡單，即在鈣基土中加入一定量的碳酸鈉，然后加水攪拌，放置兩天使其均化后即可使用。有業內人士明確提出：人工鈉基土使用壽命短，如果使用必須經過百年老化實驗。美國對防滲膨潤土提出pH為中性或弱堿性要求，試驗證明膨潤土pH越高，其抗滲能力會隨時間遞減，甚至半年就完全失效，特別是人工鈉化的膨潤土。
我國多數天然鈉基土的膨脹倍數達不到膨潤土防水毯所需的質量要求，膨脹指數要大于24。就必須首先在選擇高質量原礦的同時，對原礦進行提純，去除高嶺石、石英、方英石等雜質礦物，在可能的情況下，對其進行再鈉化處理，提高堿性系數，也可以通過添加有機高分子材料的方法使其膨脹系數發生變化，但其成本增加很多，如果材料和用量選擇得當，這種方法還是可行的，既達到了使膨潤土膨脹24倍的質量要求，又不增加太多的成本，在此方面，咸陽非金屬礦研究設計院做了一些工作，通過選用有機高分子化合物和其他原料，使膨潤土的膨脹倍數提高到了100多倍，但是這種產品更適合另作它用，在此不再贅述。
膨潤土防水毯生產工藝并不復雜，但需要專門的生產設備，其重點是在對原料的處理方面。目前我國尚沒有廠家生產膨潤土防水毯專用設備。而國內已有的膨潤土防水毯生產企業，多數都是引進國外全自動化膨潤土防水毯生產線的，也有的企業自主研發的生產線。 生產膨潤土防水毯的廠家也同時生產輔助材料，輔助材料有：膨潤上防水粉，漿狀膨潤土，防水條，這些輔助材料配合膨潤土防水毯鋪設共同使用。
四、膨潤土防水毯市場分析
1、防水材料市場總體評價
改革開放以來，我國的經濟建設速度發展很快，建筑防水材料的消耗量隨之增長，平均增長率達到30%以上，特別是新型防水材料增長很快。據有關資料顯示，在品種眾多的防水材料市場，作為防水材料新貴的膨潤土防水毯，因其是最近兩年才開始進入市場的，其消費總量還微不足道，甚至在中西部很多地區還沒有出現使用該產品的先例，國內使用量較多的地區主要集中在東部大城市和經濟發達地區。目前我國防水材料市場每年的防水材料總需求量超過
我國近年來防水材料市場變化很大，消費結構從傳統的以工業和民用建筑為主要對象，逐步向以市政建設、大型水利建設工程轉移。在這些領域中，膨潤土防水毯與其他防水材料相比優勢明顯。
在膨潤土防水毯的應用領域，首先，在大型水利工程中的使用應該是一個潛在的應用領域，在國家發改委2004年12月頒布的[中國節水技術大綱]第二章中明確指出“推廣采用經濟適用的防滲材料。。。。鼓勵在試驗研究的基礎上，使用復合土工膜、改性瀝青防水卷材等土工膜料以及聚合物纖維混凝土、土壤固化劑和土工合成材料膨潤土墊等防滲材料；加強不同氣候和土質條件下渠道防滲新材料、新工藝、新施工設備的研究；加強渠道防滲防凍脹技術的研究和產品開發”。
近年來，節水灌溉作為解決我國水資源日益短缺的一項革命性措施，正得到國家領導人前所未有的高度重視，全國節水灌溉事業的快速發展，帶動了節水灌溉產品市場的迅速增長，市場需求量大幅增加，從事節水灌溉產品生產的企業逐漸增多，迎來了我國節水灌溉產業化發展的大好時機。
根據節水灌溉和旱作農業分區發展規模預測，“十一五”期間全國計劃發展農田節水灌溉面積1.5億畝，在相應的投資方面，發展1.5億畝農田節水灌溉面積需投入1000億元，其中渠道防滲工程350億元。根據“十一五”期間全國節水灌溉和旱作農業的發展規模，國內市場對節水灌溉產品、材料和制劑的需求預測為：在高效輸配水設備與新產品研發方面，國內外普遍將高分子材料應用在渠道防滲中，尤其是在高分子膜料的應用上已取得不少實用的成果。如寬幅高分子膜料的規模化生產、齊全的規格品種都能滿足目前市場的需求，但薄膜易刺破和在凍脹地區易受漿融破壞的問題還沒有很好的解決。因此，“各國都正在不斷研究開發技術可靠、經濟合理的高分子合成新材料，如德國和美國開始應用一種新型復合土工合成防滲材料膨潤土防水毯，該材料利用膨潤土膨脹防滲的性能，利用土工織物承載和護面結構，具有防滲性能好、抗刺穿性能強的特點”。目前，我國利用的渠道防滲防凍材料多以保溫、整體剛性的防滲防凍脹措施為主，適應性較差、易損壞且成本較高。膨潤土防水毯的主要原料為天然礦物，性能優越，是我國現有的渠道防滲防凍材料的最好的替代品。2003年，我國南水北調工程已經開始啟動，包括引水工程，預計15年內，每年需要地下防水工程材料在4000萬平米以上。通過三峽工程膨潤土防水毯的應用成功，必將帶動我國南水北調水利工程對其需求量的大增。
其次，城市垃圾已成為困擾城市發展和影響城市環境的嚴重問題之一，全國每年要建成500—700個垃圾填埋場，按平均每個垃圾填埋場為5萬平米計，消耗膨潤土防水毯為2500-3500萬平米。膨潤土用量為12.5-17.5萬噸。
第三，2003年，全國已經開工和擬建的污水處理廠有1000多個，投資3000多億元，加上越來越多的城市生活小區中水回用系統的建立，以及城市綠化系統、人工湖的使用量，需要防水材料1200多萬平米。
由于膨潤土防水毯具有成本低、效果好、易施工等優點，可以預言，在未來的若干年內，其在防滲工程中的應用必將更加廣泛。消耗量將大幅增加，目前國內現有的幾個膨潤土防水毯生產廠家經營業績成倍增加，國內現有多家企業對該產品表現出了濃厚的興趣，計劃上馬，但由于該產品對膨潤土的要求較高，企業對原料和加工技術不掌握，所以真正上項目的企業并不多，據了解，今年又有幾家外資機構計劃在中國建立合資廠，生產膨潤土防水毯。經過以上分析，我們認為膨潤土防水毯產品在未來的10年內國內對其的需求量應該保持持續增長的態勢。
通過參閱有關資料，在未來的十年內，膨潤土防水毯的市場需求量將會保持大幅增長的趨勢。在這段時間內，其利潤率將保持較高的水平。國內目前的產量總和為2000多萬平米， 2-3年后的市場需求量將遠遠大于這個數字，由于膨潤土的獨特性能，該產品在今后勢必會代替現有的普通防水材料。特別是當前人們對環保及節能的認識程度越來越高，該產品在國內防水材料市場一定會越來越普及。
世界上較早開發利用膨潤土防水毯的國家是韓國和英國，由于其的獨特的性能，很快被美國和歐洲國家所認知，目前已在世界發達國家被廣泛使用。比如，在只有3000萬人口的韓國，此產品的加工企業就有4家，該產品在其國內得到了充分的利用，而中國的經濟正處于上升階段，國家又頒布了有關環保和節能的多項法律法規，擁有13億人口的中國，各種需用防水材料的工程建設隨處可見，有理由相信，性能更加優越的膨潤土防水毯一定會替代目前的普通防水材料，在防水領域處于主導地位。
然而，隨著人們對其認識程度的逐漸深入，投資膨潤土防水毯的企業也將會增加，其銷售市場也將面臨挑戰和調節。目前國外進口產品在中國的市場售價為70—80元/平米，而國內企業的產品銷售價為35—38元/平米，最低也要28元/平米。所以該產品的利潤空間是相當大的。
目前，國內只有5-6個膨潤土防水毯生產企業，各企業的銷售量增加較快，效益較好，但以后肯定有更多的新建膨潤土防水毯生產線投產，市場競爭也會逐步出現，但最終供需平衡或生產過盛的時間至少可能到十年以后。
隨著膨潤土防水毯在我國的發展十分迅速，使用日益廣泛，可以說，迄今為止幾乎已滲透到水利、環保、土木工程的所有領域。2001我國新頒布城市垃圾衛生填埋技術規范（CJJ17-2001，J122-2001）和土工合成材料應用技術規范（GB50290-98），已將膨潤土防水毯列入規范，為膨潤土防水毯的推廣使用鋪平了技術市場，也為今后更好更廣地應用，提供了十分良好的環境和條件。
2、存在問題
我國膨潤土防水毯的實際應用已經有2-3年的時間，產品推廣的最大障礙有如下幾個方面：（1）、我國尚未制定與其相適應的技術規范，國內設計單位在以往的工程設計中沒有設計使用過這種材料，也沒有現成的規范可以遵循。（2）、建設單位對這種新材料的使用還存有疑慮。（3）、市場對該產品還存在認知程度問題。
六、結束語
目前，膨潤土防水毯的應用領域正在不斷被發現，性能更優越的防水材料也在研發之中，根據我國的資源情況，可完全滿足膨潤土防水毯原料要求的土資源很少，既就是現有的生產廠家，也有部分企業因無法得到質量指標能達到要求的優質鈉基土而不得不選用鈣基土進行人工鈉化。符合質量要求的優質鈉基土資源以及鈣基土的人工鈉化工藝現已成為制約膨潤土防水毯進一步開發利用的瓶頸，建議有關科研設計單位加大對其的研發力度。就該產品的市場而言，其發展空間非常之大，隨著人們對其的認知程度的不斷提高，其應用領域及使用量勢必大大提高。
施工工藝流程如下:
施工準備——基層處理——鋪設準備——膨潤土防水毯的鋪設——防護措施。
A、準備8*
B、準備少量水源和直徑
C、分析需鋪設地形條件，先排先后次序,材料長度寬度，預計分配合理的裁剪圖和預案，做下料準備
D、按規定順序和方向分區分塊進行膨潤土防水毯的鋪設,將膨潤土防水毯平整搭接, 毯與毯的接縫應錯開，不宜形成貫通的接縫
E、進行防護措施在鋪設混凝土壓實面以前，以防止接縫的走動，需在接縫處，膨潤土防水毯周邊與素土結合出用水泥砂漿壓縫，一般不小于
膨潤土防水毯與膨潤土防水毯之間的連接
1、簡單的搭接——條帶法
將膨潤土防水毯在長度和寬度方向搭接
用人工鋪寬
2、密封搭接——膏體法
在比較平整的接縫處用“條帶法”直接鋪封，在斜坡和特殊點用膨潤土膏。
膨潤土防水毯與管道和結構物的連接
1、應用“條帶法”或“膏體法”仔細密封，與結構物相連時，對水平面上的膨潤土防水毯末端應精細施工 保證密封。
2、立面及坡面上鋪設膨潤土防水毯時，為避免其滑動，可用鋼釘加墊片將其壓條固定, 務求膨潤土防水毯穩固服貼的安裝在墻面和地面，必要時用膨潤土膏抹漿貼合在墻體。釘孔部位視需要作處理。
聯系電話：15094808881 0538-6606565
傳 真：0538-8530154
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