本发明涉及石材技术领域，具体而言，涉及一种面层砂浆、磨石、板材及其制备方法。
背景技术：
随着天然石材资源枯竭，以及绿色、协调、可持续发展及环保导向的影响，人造磨石地坪及装饰板材料由于其具有安全、防火、耐久和性价比高等优点越来越受到社会的关注与认可。
目前市场上地坪磨石及装饰板材料主要有几种形式：一种是以有机环氧树脂材料、聚氨酯树脂材料等为基材，另一种是以(白色)硅酸盐水泥或者硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥作为无机胶凝材料，还有一种是以硅酸盐水泥(白色硅酸盐)或者硫铝酸盐水泥(铝酸盐水泥)加入一定比例石膏复配后，或者与膨胀剂复配后形成的多元体系胶凝材料。现有技术在一定程度上满足了使用需求，但存在着各自的缺点与不足，限制了无机磨石类地坪及装饰板材的推广及应用。
缺点与不足主要有以下几个方面：
1、有机树脂类材料制作地坪磨石或装饰板材虽然强度好、色泽鲜艳，但是生产过程具有一定气味，安全性差，环保性差；同时，在室外应用时，耐候性差，同时价格较高，不能得到普及和应用。
2、以(白色)硅酸盐水泥或者硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥类材料制作地坪磨石或预制板材由于其成本可控，耐久性比有机类材料好，在市场上得到了一定程度的推广，但所制作地坪磨石或预制板材尺寸变形大、收缩大，容易开裂翘曲变形，容易返碱，所以只适合一些低端场所地面的应用，很难在商业地坪或者装饰板材领域进行全面推广。
3、复合水泥体系在单一水泥作为胶凝材料基础上，与其他材料复配，制作的地坪磨石或装饰板材在一定程度上改善了变形，但是其膨胀稳定期长、后期变形大、原料采购不可控、只是解决了早期一段时间内的变形问题，后期开裂现象屡见不鲜。同时各地原料千差万别，所制作的磨石及装饰板材的性能更是大不相同，无从把控，大大增加了从业者的生产及操作难度。
因此，所期望的是提供一种地坪磨石及装饰板材料，其能够解决上述问题中的至少一个。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种面层砂浆，胶凝材料包括高贝利特硫铝酸盐水泥，控制了尺寸变形，制得的制品强度高，不变形。
本发明的目的之二在于提供一种采用面层砂浆制得的磨石，符合标准性能指标要求。
本发明的目的之三在于提供一种磨石的制备方法，采用现浇磨石砂浆方式制作，实现整体无缝连接。
本发明的目的之四在于提供一种板材，包括用面层砂浆制得的面层，板材不变形、不开裂、不返碱。
本发明的目的之五在于提供一种板材的制备方法，采用现浇砂浆方式制作，工艺简单。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，提供了一种面层砂浆，所述面层砂浆包括以下质量百分比的组分：水泥20-45％，骨料55-67％，纳米硅灰0-5.4％，矿粉0-6.5％，可再分散胶粉2-3％，缓凝剂0-0.2％，促凝剂0.1-0.3％，减水剂0.1-0.3％，消泡剂0.05-0.3％，增稠剂0.01-0.02％和颜料2-3％；
所述水泥包括高贝利特硫铝酸盐水泥和任选的普通水泥，所述高贝利特硫铝酸盐水泥的质量占所述水泥总质量的20-100％；
所述面层砂浆的水料比为0.08-0.1。
第二方面，提供了一种磨石，采用上述面层砂浆制得。
第三方面，提供了一种磨石的制备方法，包括以下步骤：
将所述面层砂浆的各组分混匀后的料浆浇筑在涂有界面剂的基层上，经硬化和打磨后，得到磨石；
优选地，所述磨石的制备方法，包括以下步骤：
将所述面层砂浆各组分混匀后的料浆浇筑在涂有界面剂的基层上，消泡后硬化1-3天，然后粗磨至50-400目后涂固化剂，固化剂硬化后精磨至800目-2000目，再精抛，得到磨石。
第四方面，提供了一种板材，包括面层，所述面层采用所述的面层砂浆制得。
优选地，所述板材还包括底层，所述底层主要由底层砂浆制得；
所述底层砂浆包括以下质量百分比的组分：水泥30-55％，矿渣粉0-9％，可再分散胶粉1-2％，缓凝剂0-0.1％，促凝剂0.01-0.05％，减水剂0.2-0.4％，消泡剂0.01-0.3％，增稠剂0.01-0.3％，骨料35-45％和玻璃纤维1-5％；
所述水泥包括高贝利特硫铝酸盐水泥和任选的普通水泥，所述高贝利特硫铝酸盐水泥的质量占所述水泥总质量的20-100％；
所述底层砂浆的水料比为0.1-0.12。
第五方面，提供了一种板材的制备方法，包括以下步骤：
将所述面层砂浆各组分混匀后的料浆浇筑于模具中，经硬化和打磨后，得到板材；或，
依次将底层砂浆各组分混匀后的料浆和面层砂浆各组分混匀后的料浆浇筑于模具中，经硬化和打磨后，得到板材。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的面层砂浆采用高贝利特硫铝酸盐水泥为基材或普硅白水泥复合一定比例的(白色)高贝利特硫铝酸盐水泥为基材加入一定比例的骨料、纳米硅灰、矿粉、可再分散胶粉、缓凝剂、促凝剂、减水剂、消泡剂、增稠剂和颜料，控制了尺寸变形，砂浆的流动度，抗折、抗压强度以及自由膨胀率满足相关指标要求，流动度满足jc/t986-2015《水泥基灌浆材料》，抗折、抗压强度满足gb17671-1999《水泥胶砂强度试验》，自由膨胀率满足jc/t-2009《膨胀水泥膨胀率检验方法》指标。
采用该面层砂浆制得的磨石或板材安全、环保，尺寸收缩小，不变形、不开裂、不返碱，制得的磨石或板材完全符合jc/t507-2012《建筑装饰用水磨石》中性能指标要求。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的第一个方面，提供了一种面层砂浆，包括以下质量百分比的组分：水泥20-45％，骨料55-67％，纳米硅灰0-5.4％，矿粉0-6.5％，可再分散胶粉2-3％，缓凝剂0-0.2％，促凝剂0.1-0.3％，减水剂0.1-0.3％，消泡剂0.05-0.3％，增稠剂0.01-0.02％和颜料2-3％。
其中，水泥包括高贝利特硫铝酸盐水泥和任选的普通水泥，高贝利特硫铝酸盐水泥的质量占水泥总质量的20-100％。即水泥可以全部是高贝利特硫铝酸盐水泥，也可以是高贝利特硫铝酸盐水泥和普通水泥(例如普硅白水泥)的混合。
采用的无机材料以(白色)抗裂双快高贝利特硫铝水泥为胶凝材料，高贝利特硫铝酸盐水泥指的是快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，优选为(白色)快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5，其4h抗压强度高达20mpa，其来源可参考专利号：201510060196.8，《一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及生产工艺》，也可参考专利号：201410416928.8，《快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及生产工艺》。
一种实施方案，白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥按以下重量百分比混配、研磨成水泥：水泥熟料26-97％、硬石膏3-19％、矿渣粉0-55％。水泥熟料由如下重量百分比的矿物组成：22.67-37.24％的
另一种实施方案，水泥熟料所含矿物组份中包括
当水泥是高贝利特硫铝酸盐水泥和普通水泥混合时，高贝利特硫铝酸盐水泥的质量超过水泥总质量的20％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％、50％、52％、55％、56％、58％、60％、62％、64％、65％、66％、68％、70％、72％、75％、78％、80％、82％、85％、88％、90％、92％、95％或98％，优选高贝利特硫铝酸盐水泥的质量占水泥总质量的20-30％。
以面层砂浆为基准，水泥典型但非限制性的质量百分比例如为20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％或45％。
其中，骨料不作限定，可以是彩色玻璃、石英砂、彩砂、采石、贝壳、云母或金属颗粒中的一种或几种。
骨料典型但非限制性的质量百分比例如为55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％或67％。
其中，纳米硅灰为粉煤灰微珠的一种，优选采用的矿渣粉为s95级的粒化高炉矿渣粉。
纳米硅灰典型但非限制性的质量百分比例如为0、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％或5.4％。
其中，矿粉典型但非限制性的质量百分比例如为0、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％或6.5％。
其中，可再分散胶粉可以是乙烯-醋酸乙烯酯类、丙烯酸类或叔碳酸酯类中的一种或几种。
优选可再分散胶粉，可再分散胶粉典型但非限制性的质量百分比例如为2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％。
其中，缓凝剂包括但不限于粉体柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸或硼酸等其中一种或几种。
缓凝剂典型但非限制性的质量百分比例如为0、0.05％、0.1％、0.15％或0.2％。
其中，促凝剂包括但不限于粉体碳酸锂、硫酸锂、氯化锂或氢氧化锂中的一种或几种。
促凝剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.1％、0.2％或0.3％。
其中，减水剂包括但不限于粉体聚羧酸减水剂粉末，可以采用萘系、三聚氰胺或氨基磺酸盐类等一种或几种减水剂进行替代或者复配使用。
减水剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.1％、0.2％或0.3％。
其中，消泡剂包括但不限于粉体有机硅消泡剂、矿物油消泡剂或酯类消泡剂中的一种或几种。
消泡剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.05％、0.1％、0.2％或0.3％。
其中，增稠剂优选纤维素，包括但不限于粉体甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素或羟丙基甲基纤维素等一种或几种。
增稠剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.01％、0.015％或0.02％。
其中，颜料可以是氧化铁类的无机色浆、色粉，或有机色浆。
颜料典型但非限制性的质量百分比例如为2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％。
其中，面层砂浆的水料比为0.08-0.1，例如0.085、0.09或0.095等。
本发明的面层砂浆采用高贝利特硫铝酸盐水泥为基材或普硅白水泥复合一定比例的(白色)高贝利特硫铝酸盐水泥为基材加入一定比例的骨料、纳米硅灰、矿粉、可再分散胶粉、缓凝剂、促凝剂、减水剂、消泡剂、增稠剂和颜料，控制了尺寸变形，砂浆安全、环保，砂浆的流动度，抗折、抗压强度以及自由膨胀率满足相关指标要求，制得的磨石或板材尺寸收缩小，不变形、不开裂、不返碱。
在一种实施方案中，面层砂浆包括以下质量百分比的组分：水泥20-45％，纳米硅灰0-5.4％，矿粉0-6.5％，可再分散胶粉2-3％，缓凝剂0-0.2％，促凝剂0.1-0.3％，减水剂0.1-0.3％，消泡剂0.05-0.3％，纤维素0.01-0.02％，石英砂30-40％，贝壳0.5-3％，彩色玻璃20-30％和颜料2-3％；水泥包括高贝利特硫铝酸盐水泥和任选的普通水泥，高贝利特硫铝酸盐水泥的质量占水泥总质量的20-100％。
该典型的实施方案增稠剂采用纤维素，水泥、纳米硅灰、矿粉、缓凝剂、促凝剂、减水剂、消泡剂和颜料与上文描述相同，石英砂可以采用20-40目白石英砂和/或40-80目白石英砂，石英砂的质量百分比例如为30％、32％、34％、35％、36％、38％或40％，贝壳的质量百分比例如为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％或3％，彩色玻璃可以采用1-3mm彩色玻璃或3-6mm彩色玻璃，彩色玻璃的质量百分比例如为20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％。
根据本发明的第二个方面，提供了一种磨石，采用上述面层砂浆制得。
采用上述砂浆制作的磨石完全符合jc/t507-2012《建筑装饰用水磨石》中水泥人造石的性能指标要求。
根据本发明的第三个方面，提供了一种磨石的制备方法，包括以下步骤：将面层砂浆的各组分混匀后的料浆浇筑在涂有界面剂的基层上，经硬化和打磨后，得到磨石。
具体地，包括：采用(白色)快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5或普硅白水泥复合一定比例的(白色)快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5为基材，加入减水组分、缓凝组分、促凝组分、消泡组分、可再分散胶粉组分，以及彩色玻璃、石英砂、彩砂和颜料，按一定比例预混后加水进行搅拌形成流态料浆，浇筑在涂有界面剂预先处理好的地面基层上，用消泡滚筒进行消泡，硬化1-3天后，用打磨机用50-400目进行打磨抛光在400目时涂刷固化剂，固化剂硬化后继续进行抛光，抛光打磨至800-2000目(视光泽度要求)完成后喷洒罩面乳液进行精抛，精抛处理完毕后形成的地坪磨石。
上述打磨工艺采用干磨收尘的打磨工艺，打磨机采用行星式多头打磨机进行打磨，根据需求也可采用水磨工艺，采用其他类型石材打磨机进行打磨。打磨磨片的目数可以根据光泽度需要进行调配。
该体系可以采用现浇磨石砂浆的方式制作磨石地坪，实现地坪的整体无缝连接，提高地面可使用年限，减少缝隙污染，提高表面光洁度。
根据本发明的第四个方面，提供了一种板材，包括面层，面层采用上述面层砂浆制得。
采用本发明砂浆制得的板材尺寸收缩小，不变形、不开裂、不返碱，完全符合jc/t507-2012《建筑装饰用水磨石》中性能指标要求。
在一种实施方案中，板材还包括底层，底层可以采用普通的底层砂浆制作。
优选的底层砂浆包括以下质量百分比的组分：水泥30-55％，矿渣粉0-9％，可再分散胶粉1-2％，缓凝剂0-0.1％，促凝剂0.01-0.05％，减水剂0.2-0.4％，消泡剂0.01-0.3％，增稠剂0.01-0.3％，骨料35-45％和玻璃纤维1-5％，水泥包括高贝利特硫铝酸盐水泥和任选的普通水泥，高贝利特硫铝酸盐水泥的质量占水泥总质量的20-100％，底层砂浆的水料比为0.1-0.12。
对水泥、可再分散胶粉、缓凝剂、促凝剂、减水剂、消泡剂、增稠剂和骨料的描述与第一方面中的对应描述相同。
水泥典型但非限制性的质量百分比例如为30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％或55％。
矿渣粉典型但非限制性的质量百分比例如为0、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％。
可再分散胶粉典型但非限制性的质量百分比例如为1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％。
缓凝剂典型但非限制性的质量百分比例如为0、0.05％或0.1％。
促凝剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％或0.05％。
减水剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.2％、0.3％或0.4％。
消泡剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.1％、0.2％或0.3％。
增稠剂典型但非限制性的质量百分比例如为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.1％、0.2％或0.3％。
骨料典型但非限制性的质量百分比例如为35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％或45％。
玻璃纤维典型但非限制性的质量百分比例如为1％、2％、3％、4％或5％。
玻璃纤维优选高抗碱玻璃纤维，可以用其它玻璃纤维，如聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维毡或碳纤维中的一种或几种，或纤维网格布进行替代。在预制板中底层砂浆中放入高抗碱纤维以增加其抗拉、抗折、抗弯及抗裂性能。
高贝利特硫铝酸盐水泥的质量超过水泥总质量的20％，例如20％、22％、24％、26％、28％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或98％。
底层砂浆的水料比例如为0.1、0.11或0.12。
进一步优选的底层砂浆包括以下质量百分比的组分：水泥30-55％，矿渣粉0-9％，可再分散胶粉1-2％，缓凝剂0-0.1％，促凝剂0.01-0.05％，减水剂0.2-0.4％，消泡剂0.01-0.3％，纤维素0.01-0.3％，石英砂35-45％和玻璃纤维1-5％；高贝利特硫铝酸盐水泥的质量占水泥总质量的20-30％。
增稠剂优选纤维素、骨料优选石英砂。
根据本发明的第五个方面，提供了一种板材的制备方法，包括以下步骤：
将面层砂浆各组分混匀后的料浆浇筑于模具中，经硬化和打磨后，得到板材；或，依次将底层砂浆各组分混匀后的料浆和面层砂浆各组分混匀后的料浆浇筑于模具中，经硬化和打磨后，得到板材。
板材采用(白色)快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5或普硅白水泥复合一定比例的(白色)快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5为基材，加入减水组分、缓凝组分、促凝组分、消泡组分和可再分散胶粉组分，再加入彩色玻璃、石英砂、颜料等按一定比例预混后加水进行搅拌形成流态料浆。采用浇筑的工艺(可以是单一匀质的面层砂浆，也可以是面层砂浆与底层砂浆复合)注入一定规格尺寸的模具中，硬化后1-3天后，用打磨机用50-400目进行打磨抛光，在400目时涂刷固化剂，固化剂硬化后继续进行抛光，抛光打磨至800-2000目(视光泽度要求)，完成后喷洒罩面乳液进行精抛，精抛处理完毕后形成预制板。预制板材时，从成本考虑分为底层与面层，一般底层厚度15-17mm，面层厚度8-10mm，先浇筑底层后连续浇筑面层，经过打磨抛光形成最终装饰效果，可用于地面、墙面、台面和立面等室内外不同部位的装饰板材。
上述打磨工艺采用干磨收尘的打磨工艺，打磨机采用行星式多头打磨机进行打磨，根据需求也可采用水磨工艺，采用其他类型石材打磨机进行打磨。打磨磨片的目数可以根据光泽度需要进行调配。
下面结合具体实施例和对比例进一步详细的说明。
实施例所用到的原料来源如下：
白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5按照专利201510060196.8中实施例1的方法制备；
普通白水泥：江西银杉白水泥股份有限公司，po42.5；
纳米硅灰：深圳道特科技有限公司，工业级；
矿粉：唐钢唐龙新型建材有限公司，s95级；
可再分散胶粉：德国瓦克化学(中国)有限公司，型号5010；
缓凝剂为柠檬酸缓凝剂：潍坊英轩实业有限公司，工业级；
促凝剂为氢氧化锂：新疆锂盐厂，工业级；
减水剂为聚羧酸系高性能减水剂：江苏兴邦化学建材有限公司，型号xb-200；
消泡剂为聚醚消泡剂：德国明凌化工集团，型号p8850。
实施例1-8
实施例1-8提供的面层砂浆按质量百分比计的原料配比，见表1。
面层砂浆的制备方法如下：将白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5、普通白水泥、纳米硅灰、矿粉、可再分散胶粉、缓凝剂、促凝剂、减水剂、消泡剂、纤维素、20-40目白石英砂、40-80目白石英砂、彩色玻璃1-3mm、彩色玻璃3-6mm、贝壳2-3mm和颜料共同混拌后得到面层干砂浆。将实施例1-8的面层干砂浆与适量的水均匀搅拌，并依照以下标准规定的测试方法对其主要性能进行测试：
流动度执行jc/t986-2015《水泥基灌浆材料》；
自由膨胀率执行jc/t-2009《膨胀水泥膨胀率检验方法》；
板材抗折强度、吸水率执行：jc/t507-2012《建筑装饰用水磨石》，结果如表1所示。
表1实施例1-8的面层砂浆
实施例9-16
实施例9-16提供的底层砂浆按质量百分比计的原料配比，见表2。
底层砂浆的制备方法如下：将白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥42.5、普通白水泥、矿渣粉、可再分散胶粉、缓凝剂、促凝剂、减水剂、消泡剂、纤维素、20-40目白石英砂、40-80目白石英砂和高抗碱纤维(12mm)共同混拌后得到底层干砂浆。将实施例9-16的底层干砂浆与适量的水均匀搅拌，并依照实施例1相同的方法对其主要性能进行测试，结果如表2所示。
表2实施例9-16的底层砂浆
由表1-表2可以看出，本发明提供的面层砂浆和底层砂浆的流动度，抗折、抗压强度，自由膨胀率和吸水率满足相关指标要求。
实施例17-24
分别采用实施例1-8的面层砂浆和实施例9-16的底层砂浆制备板材，具体为：实施例17采用实施例1的面层砂浆和实施例9的底层砂浆制备板材，实施例18采用实施例2的面层砂浆和实施例10的底层砂浆制备板材，实施例19采用实施例3的面层砂浆和实施例11的底层砂浆制备板材，实施例20采用实施例4的面层砂浆和实施例12的底层砂浆制备板材，实施例21采用实施例5的面层砂浆和实施例13的底层砂浆制备板材，实施例22采用实施例6的面层砂浆和实施例14的底层砂浆制备板材，实施例23采用实施例7的面层砂浆和实施例15的底层砂浆制备板材，实施例24采用实施例8的面层砂浆和实施例16的底层砂浆制备板材。
具体制备方法如下：依次将底层砂浆和面层砂浆注入模具中，底层厚度15mm，面层厚度10mm，硬化3天后，用打磨机400目进行打磨抛光，然后涂刷固化剂，固化剂硬化后继续进行抛光，抛光打磨至1000目，完成后喷洒罩面乳液进行精抛，精抛处理完毕后形成预制板。
将实施例17-24制备的板材进行性能测试，采用上述面层砂浆和底层砂浆制得的板材的吸水率≤2％，体积密度≥2.35g/cm3，抗折强度≥15mpa，该板材尺寸收缩小，不变形、不开裂、不返碱。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。