本发明涉及自流平砂浆领域，具体是一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆及其制备方法。
背景技术：
自流平砂浆是特种砂浆中的一种，具有承重和装饰功能，自流平砂浆加水搅拌即可形成自由流体浆料，能快速展开而获得高平整度，可大幅降低劳动成本，提高施工效率，较传统人工找平效率高5-10倍，且在短时间内即可提供通行和承重，大幅缩短工期，施工现场干净整洁。
自流平砂浆按照施工要求可分为面层自流平和垫层自流平，二者一般组合配合使用，面层自流平砂浆要求高，摊铺的厚度比较薄。按照材料可分为石膏基自流平砂浆和水泥基自流平砂浆，水泥基自流平砂浆强度高、硬度高、耐磨擦等，水泥基自流平砂浆的缺点是早期强度低，需要养护，且容易出现空鼓开裂等问题。石膏基自流平砂浆早期强度高，膨胀收缩小，其缺点是不耐水，表面硬度差，不耐磨，容易出现掉砂等一系列问题。面层自流平砂浆由于直接和其他物体接触，在使用过程易出现脱皮、砂化、麻面和开裂等问题，其主要不是因为抗压强度不够，而是表面的柔韧性和耐磨性不够。面层自流平的早强、耐磨、不空鼓、不开裂、抗冲击性是面层自流平的技术难点。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆及其制备方法，以克服当前实际应用中的不足。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆，其是由下列原料按质量百分比组成：半水石膏30-60％、水泥5-20％、重钙5-15％、石英砂10-30％、石英粉10-20％、缓凝剂0.05-0.25％、减水剂0.2-0.5％、可再分散乳胶粉0.1-1.0％、增稠稳定剂0.03-0.1％、消泡剂0.1-0.5％、颜料0.1-0.5％、二氧化硅纤维0.4-1.0％、防水剂0.2-0.5％、成膜助剂0.3-1.0％。
作为本发明进一步的方案：所述半水石膏为α-半水石膏或β-半水石膏，石膏为天然石膏、工业副产石膏或合成石膏。
作为本发明进一步的方案：所述水泥为普通硅酸盐42.5或52.5、高铝水泥、硫铝水泥中的一种或者多种。
作为本发明进一步的方案：所述重钙的目数为300目，白度≧85％。
作为本发明进一步的方案：所述石英砂是由40-80目、80-120目和120-180目三种混合而成，三者的质量比为1：1.2-1.5：1.5-2.0。
作为本发明进一步的方案：所述石英粉是由800目、1250目、3250目三种混合而成，三者质量比为1：1-3：2-5。
作为本发明进一步的方案：所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯的共聚物组成，为瓦克的通用型328n。
作为本发明进一步的方案：所述缓凝剂为蛋白质类缓凝剂，所述减水剂为聚羧酸粉末减水剂，所述增稠稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚和温轮胶混合而成，粘度400-600mpa.s，所述的消泡剂为有机硅类粉末消泡剂，所述颜料为无机氧化铁类，所述二氧化硅纤维目数为50-300目，所述的防水剂为有机硅类，所述的成膜助剂为聚乙二醇类物质。
本发明还提供一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：
1)加水搅拌均匀，使得砂浆的初始流动性为150±5mm；
2)将搅拌好的自流平砂浆均匀的摊铺在已涂有界面剂的基面，用齿耙辅助摊平，再用消泡滚筒来回滚动若干次；
3)待砂浆硬化干燥后，在砂浆表面进行打磨，并均匀的涂刷一层聚氨酯罩面剂。
作为本发明进一步的方案：在步骤1)中，面层自流平砂浆的用水和原材料的质量比为0.19-0.21：1。
作为本发明进一步的方案：在步骤3)中，聚氨酯罩面剂为水性双组份聚氨酯罩面剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的快硬早强不开裂面层自流平砂浆具有早强、快硬、不开裂、无需养护、耐磨、耐水、无甲醛、易施工、适应性强的特点。
本发明快硬早强不开裂面层自流平砂浆3h抗折强度达到10mpa，抗压强度达到30mpa，28d抗折强度达到20mpa，抗压强度达到60mpa，28d的收缩率0.03％，完全符合室内面层地坪装修的性能要求。
本发明的快硬早强不开裂面层自流平砂浆从根本上解决地面找平空鼓开裂问题，提高施工效率，降低成本。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆，其是由下列原料按质量百分比组成：半水石膏30-60％、水泥5-20％、重钙5-15％、石英砂10-30％、石英粉10-20％、缓凝剂0.05-0.25％、减水剂0.2-0.5％、可再分散乳胶粉0.1-1.0％、增稠稳定剂0.03-0.1％、消泡剂0.1-0.5％、颜料0.1-0.5％、二氧化硅纤维0.4-1.0％、防水剂0.2-0.5％、成膜助剂0.3-1.0％。
所述的快硬早强不开裂面层自流平砂浆主要是以半水石膏为主要胶凝材料，水泥为辅助胶凝材料，通过对这两个材料之间的比例进行调整，充分发挥两者之间反应生成的硅酸钙或者铝酸钙的特性，来降低半水石膏水化的膨胀，同时还能保证后期强度的持续增长。具体为：利用二者之间反应生成硅酸钙或者铝酸钙的特性，硅酸钙、铝酸钙对砂浆起到抵消石膏水化体积膨胀和促进早期强度发展的作用，使用重钙和石英粉有利于颜料的着色。本发明的各种原材料组分通过协同作用，从而使浇筑的面层自流平砂浆具有早期强度高、整体强度高、无需养护、表面光滑无针眼、耐磨擦、耐水、抗冲击等特点。
所述的半水石膏分为α和β型，β-石膏是通过煅烧而成，α-石膏是通过在反应釜中加热加压形成，β-石膏需水量远超过α-石膏，故强度也远远低于α-石膏。在面层自流平砂浆中用β-石膏，会提高砂浆的水灰比，从而影响砂浆的最终强度，作为优选的，本发明的具体实施案例中采用纯α-石膏或α，β混合。
所述的水泥，实施案例中采用的是白水泥或高铝水泥，利于颜料的着色。常见的型号(按照强度)可以分为42.5和52.5。优选的，本发明的具体实施案例中采用的52.5和高铝水泥，从而使自流平砂浆的早期强度高，后期整体强度更高。
所述的重钙常见的有300目、800目和1250目，作为优选的，本发明的实施案例中采用300目的，300目小于石英砂的目数，大于水泥和半水石膏的目数，这样可以形成连续级配，不容易出现沉降和离析等现象，进一步提高自流平的强度和表面硬度，同时重钙的白度在85以上，有利于颜料的上色。
所述的石英砂一般选用40-140目，而在本发明的实施案例中，作为优选的，所述的石英砂包括40-80目、80-120目和120-180目三种规格的石英砂，掺40-40目石英砂可减少自流平砂浆的用水，提高自流平的强度，但40-80目砂加入量过多，容易出现沉降，导致产品上下强度不一致，在本发明的实施案例中，作为优选的，40-80目：80-120目：120-180目石英砂质量比为1：1：2。
所述的石英粉目数为800目、1250目、3250目，加入微米级石英粉具有滚珠效应，有利于提高砂浆的流动性，石英粉的二氧化硅含量85-95％，颗粒细度1.0-10微米，二氧化硅作为无定形白色粉末，亲水、粒径小、比表面积大、表面吸附力强、分散性能好，具有小尺寸效应，能够防止自流平砂浆收缩开裂，填充自流平砂浆空隙，提高自流平强度。石英粉掺入砂浆中起到填充结构内部孔径的作用，并且石英粉与水拌合后形成的凝胶能够包裹水泥颗粒与水泥水化时产生的不利于自流平砂浆强度的ca(oh)2反应生成利于自流平砂浆强度的水化硅钙凝胶(c-s-h)从而有效提高自流平强度，增强自流平的抗渗性和耐磨性。在本发明的实施案例中，作为优选的，800目：1250目：3250目质量比为1：2：3。
作为优选的，所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯的共聚物组成，为瓦克的通用型328n。
作为优选的，所述缓凝剂为蛋白质类缓凝剂，更容易控制砂浆的凝结时间。所述减水剂为聚羧酸粉末减水剂，可大幅度的降低砂浆的用水量和提高流动性。所述增稠稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚和温轮胶混合而成，粘度400-600mpa.s，可减少搅拌过程中的气泡，提高密实度。所述的消泡剂为有机硅类粉末消泡剂，有机硅消泡剂具有很强的消泡和抑泡能力。所述颜料为无机氧化铁类，所述二氧化硅纤维目数为50-300目，所述的防水剂为有机硅类，所述的成膜助剂为聚乙二醇类物质，可提高自流平砂浆表面光亮度和整洁度。
一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：
1)加水搅拌均匀，使得砂浆的初始流动性为150±5mm，自流平砂浆的流动度是用砂浆的扩展度来衡量的，根据测试标准，将砂浆倒入直径为3cm，高为5cm的套筒内，然后提起，砂浆自由流动，摊开成圆形，圆形的直径就是流动度；
2)将搅拌好的自流平砂浆均匀的摊铺在已涂有界面剂的基面，用齿耙辅助摊平，再用消泡滚筒来回滚动若干次；
3)待砂浆硬化干燥后，在砂浆表面进行打磨，并均匀的涂刷一层聚氨酯罩面剂。
作为优选的，在步骤1)中，面层自流平砂浆的用水和原材料的质量比为0.19-0.21：1，面层自流平对强度和表面硬度的要求非常高，在满足流动性的前提下，需尽可能减少用水量。
作为优选的，在步骤3)中，待砂浆干燥硬化后，对表面进行打磨，然后在表面涂刷一层水性双组份聚氨酯的罩面剂，堵封了砂浆表面的孔隙，提高了表层的密实、美观和耐污。
下面将通过具体的实施案例进一步说明上述具体实施方式，但并不因此将本发明限制所述的实施范围之中。下面实施案例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。未做特别说明的试剂、原料和仪器设备均通过商业途径直接购得。
实施例1
一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆是由下列原料按质量百分比组成：α-半水石膏50％、52.5白水泥10％、重钙5％、石英砂12.78％、石英粉20％、缓凝剂0.1％、减水剂0.3％、可再分散乳胶粉0.5％、增稠稳定剂0.03％、消泡剂0.17％、颜料0.28％、二氧化硅纤维0.4％、防水剂0.2％、成膜助剂0.3％。
所述快硬早强不开裂面层自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：
1)按水和粉料比为0.20：1，加水搅拌均匀，经测试得到砂浆的初始流动性为152mm；
2)将搅拌好的自流平砂浆均匀的摊铺在已涂有界面剂的基面，用齿耙辅助摊平，再用消泡滚筒来回滚动若干次；
3)待砂浆硬化干燥后，在砂浆表面进行打磨，并均匀的涂刷一层浅灰色水性双组份聚氨酯罩面剂。
实施例2
一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆是由下列原料按质量百分比组成：α-半水石膏40％、52.5白水泥15％、重钙11.4％、石英砂14％、石英粉15％、缓凝剂0.15％、减水剂0.35％、可再分散乳胶粉0.8％、增稠稳定剂0.05％、消泡剂0.3％、颜料0.5％、二氧化硅纤维1.0％、防水剂0.5％、成膜助剂0.32％。
所述快硬早强不开裂面层自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：
1)按水和粉料比为0.21：1，加水搅拌均匀，经测试得到砂浆的初始流动性为155mm；
2)将搅拌好的自流平砂浆均匀的摊铺在已涂有界面剂的基面，用齿耙辅助摊平，再用消泡滚筒来回滚动若干次；
3)待砂浆硬化干燥后，在砂浆表面进行打磨，并均匀的涂刷一层蓝色水性双组分聚氨酯罩面剂。
实施例3
一种快硬早强不开裂面层自流平砂浆是由下列原料按质量百分比组成：α-半水石膏35％、β-半水石膏10％、水泥15％、重钙5％、石英砂20.7％、石英粉12％、缓凝剂0.12％、减水剂0.3％、可再分散乳胶粉0.3％、增稠稳定剂0.03％、消泡剂0.2％、颜料0.4％、二氧化硅纤维0.4％、防水剂0.2％、成膜助剂0.35％。
所述快硬早强不开裂面层自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：
1)按水和粉料比为0.21：1，加水搅拌均匀，经测试得到砂浆的初始流动性为150mm；
2)将搅拌好的自流平砂浆均匀的摊铺在已涂有界面剂的基面，用齿耙辅助摊平，再用消泡滚筒来回滚动若干次；
3)待砂浆硬化干燥后，在砂浆表面进行打磨，并均匀的涂刷一层透明水性双组份聚氨酯罩面剂。
试验方法参照jc/t1023-2007石膏基自流平砂浆，具体如下表1所示：
本发明的快硬早强不开裂面层自流平砂浆具有早强、快硬、无需养护、耐磨、耐水、无甲醛、易施工、适应性强的特点。本发明快硬早强不开裂面层自流平砂浆3h抗折强度达到10mpa，抗压强度达到30mpa，28d抗折强度达到20mpa，抗压强度达到60mpa，28d的收缩率0.03％，完全符合室内面层地坪装修的性能要求。本发明的快硬早强不开裂面层自流平砂浆从根本上解决地面找平空鼓开裂问题，提高施工效率，降低成本。本发明主要用于住宅、学校、影院、商场、车间、地面高端找平等场所。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。