本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高强水泥砂浆及其制备方法。
背景技术：
普通砂浆因拉压比低，干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差，密度大，其使用范围受到很大的限制。随着工业的发展，要进一步提砂浆的性能，就要改进胶结材料的性能，因此出现了聚合物砂浆。利用聚合物对水泥砂浆进行改性使之在保持水泥原有的无机材料抗压强度、抗折强度、耐老化的优点时，增加了有机材料粘结力大、变形性好、密封性强的特点，从而使水泥砂浆的粘结力、抗冻性和抗渗力都有了较大的提高。然而，对于水泥砂浆而言，由于缺乏骨料组分，其比普通混凝土的脆性还大，同时它还具有普通混凝土的限制，如强度越大、脆性越大，因此，如何得到一种高强度同时适合工程应用的水泥砂浆存在一定的技术瓶颈，需要添加较好的增韧材料，以降低其脆性。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度水泥砂浆及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个目的是保护一种高强水泥砂浆，该水泥砂浆所用原料按重量份计包括，水泥80-100份、50～200目的细沙120-180份、水20-50份、水性聚氨酯10-15份、增韧材料10-15份、早强剂1.5-6份、粉煤灰5-10份、聚合物胶粉2-6份、新戊二醇2-8份、十二烷基苯磺酸钠0.2-0.8份、减水剂0.9-2.4份。
其中，所述减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；
所述早强剂为氯盐、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、三乙醇胺、乙酸、乙酸盐中的一种或多种；
所述聚合物胶粉为vac/veova型可再分散性乳胶粉。
所述增韧材料是采用经活化处理的埃洛石先与氯化亚砜反应，然后与双官能团有机化合物反应，使埃洛石表面负载活泼官能团；再将其与三聚氯氰反应，得到表面含氯三嗪环的埃洛石；最后将其与羟乙基纤维素经亲核取代反应制备得到；其具体制备方法包括如下步骤：
1）将1-20kg经活化处理的埃洛石和5-50kg氯化亚砜溶于30-200l有机溶剂j中，在30-50℃下搅拌5-12h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于60-80℃下超声8-12h，然后以3500-5000rpm的转速离心20-30min，分离固体并经有机溶剂k洗净后，再在30-40℃下真空干燥24-48h；
2）将3-20kg步骤1）处理后的埃洛石与1-5kg双官能团有机化合物、1-5l3-甲基吡啶于50-200l有机溶剂j中混合，在40-50℃下搅拌3-12h后，在氮气保护下、在20khz、100kw的超声波清洗机中于80-90℃下超声反应5-8h后，蒸除3-甲基吡啶和有机溶剂j，再经混合溶剂l洗净后，在10-20℃下真空干燥24-36h；
3）将2-18kg步骤2）处理后的埃洛石和0.5-5kg三聚氯氰在50-200l四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于0-10℃下超声2-6h后，再在0-10℃下反应30-72h，然后经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-48h；
4）将2-15kg步骤3）处理后的埃洛石在50-260ln-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有1-5kg羟乙基纤维素的20-80l吡啶溶液中，在10-20℃下搅拌3-10h后，在40khz、200kw的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-3h，然后在氮气保护下升温至40-60℃，恒温反应24-48h后，再升温至83-95℃，恒温反应24-48h，然后蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥24-48h，得所述增韧材料。
其中，所述有机溶剂j为二甲苯、n-甲基吡咯烷酮或n,n’-二甲基甲酰胺中的一种；所述有机溶剂k为四氢呋喃或丙酮；所述双官能团有机化合物为乙二醇或1,3-丙二醇；所述混合溶剂l由乙醇、丙酮和水按体积比3:1:6组成；所述羟乙基纤维素的粘均分子量为5000-30000，取代度为0.5-2.5。
步骤1）中所述经活化处理的埃洛石的制备方法包括如下步骤：
a）将埃洛石经机械粉碎处理并经400目筛选后待用；
b）在两个相同的12l尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入步骤a）所得埃洛石粉5kg，再分别滴加500ml无水乙醇，用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为300rpm、且每60min自动转换旋转方向的条件下球磨45-50h后，得到平均长度为180-200nm的短切埃洛石；
c）将步骤b）所得短切埃洛石加入到ph为8、浓度为12wt%的tween40的水溶液中超声20h，过滤，用水洗净后，于65-67℃下真空干燥24h后即得。
本发明第二个目的是保护所述高强水泥砂浆的制备方法，即先将水泥、细沙、粉煤灰加入搅拌机，干搅2-3min；然后依次加入水性聚氨酯、增韧材料、早强剂、聚合物胶粉、新戊二醇、十二烷基苯磺酸钠、减水剂和水，继续搅拌5-10min后进行施工；经标养28天得到成品水泥砂浆。
与已有技术相比，本发明的技术方案有如下有益效果：
（1）本发明所提供的改性埃洛石，是通过多步骤表面改性反应，将增韧效能优异的埃洛石和羟乙基纤维素这两种增韧材料有效结合，从而形成的一种独特的复合增韧体系。该改性埃洛石能在水泥砂浆中充分分散，并能有效发挥材料协同增韧的效果，赋予水泥砂浆良好的韧性、各向同性、抗疲劳性，是一种高性能水泥砂浆增韧材料。
（2）本发明增韧用改性埃洛石可以很方便地与水泥砂浆中的其它组分混合均匀，且所制备的水泥砂浆的强度可以达到40-60mpa，并具有良好韧性。
（3）本发明所提供的改性埃洛石对环境友好，且其原料来源丰富，成本较低，制备条件容易满足。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
所用埃洛石为市售，其主要规格：性状：白色粉末；密度：2.4-2.5g/cm3；组成成分：sio2：58.23、al2o3：40.96、fe2o3：0.34、tio2：0.15、p2o5：0.14；管外径：40-60nm；管内径：15-20nm；长度：<1.1μm；比表面积：52.6m2/g。
所用tween40（casno.9005-66-7）为市售，其主要规格：性状：琥珀色油状液体；酸值(kohmg/g)：≤2.0；羟值(kohmg/g)：85-100；hlb值：15.5；皂化值(kohmg/g)：40-55；水份(%)：≤2.5。
所用羟乙基纤维素的粘均分子量为5000-30000，取代度为0.5-2.5。
所用减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%。
所用聚合物胶粉为vac/veova型可再分散性乳胶粉。
实施例1埃洛石的活化处理
a）将埃洛石经机械粉碎处理并经400目筛选后待用；
b）在两个相同的12l尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入步骤a）所得埃洛石粉5kg，再分别滴加500ml无水乙醇，用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为300rpm、且每60min自动转换旋转方向的条件下球磨45h后，得到平均长度为200nm的短切埃洛石；
c）将步骤b）所得短切埃洛石加入到ph为8、浓度为12wt%的tween40的水溶液中超声20h，过滤，用水洗净后，于65℃下真空干燥24h后即得。
实施例2改性埃洛石的制备
1）将15kg实施例1所得经活化处理的埃洛石和35kg氯化亚砜溶于150ln-甲基吡咯烷酮中，在40℃下搅拌10h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于70℃下超声10h，然后以4000rpm的转速离心25min，分离固体并经丙酮洗净后，再在35℃下真空干燥40h；
2）将12kg步骤1）处理后的埃洛石与3.5kg乙二醇、3.5l3-甲基吡啶于120ln-甲基吡咯烷酮中混合，在45℃下搅拌8h后，在氮气保护下、在20khz、100kw的超声波清洗机中于85℃下超声反应6h后，蒸除3-甲基吡啶和n-甲基吡咯烷酮，再经混合溶剂l洗净后，在15℃下真空干燥30h；
3）将10kg步骤2）处理后的埃洛石和3kg三聚氯氰在130l四氢呋喃中混合，在0℃下搅拌20h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于0℃下超声4h后，再在0℃下反应60h，然后经四氢呋喃洗净，在12℃下真空干燥40h；
4）将9kg步骤3）处理后的埃洛石在200ln-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有3kg羟乙基纤维素的60l吡啶溶液中，在15℃下搅拌6h后，在40khz、200kw的超声波清洗机中于15℃下超声2h，然后在氮气保护下升温至55℃，恒温反应40h后，再升温至90℃，恒温反应36h，然后蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥32h，即得改性埃洛石。
步骤2）中所用混合溶剂l由乙醇、丙酮和水按体积比3:1:6组成；
实施例3高强水泥砂浆的制备
先将水泥80重量份、50～200目细沙120重量份、粉煤灰10重量份加入搅拌机，干搅2-3min；然后依次加入水性聚氨酯15重量份、增韧材料（实施例2所得改性埃洛石）15重量份、早强剂1.5重量份、聚合物胶粉3重量份、新戊二醇2重量份、十二烷基苯磺酸钠0.4重量份、减水剂0.9重量份和水50重量份，继续搅拌5-10min后进行施工；经标养28天得到成品水泥砂浆。
经检测，所得成品水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、粘结强度、吸水率和收缩率分别是42.85mpa、19.8mpa、3.45mpa、0.35%和0.38%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。