石材壓縮強(qiáng)度檢測結(jié)果的不確定度評價(jià)

張進(jìn)京(西安市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，陜西 西安710065)

1 前言

壓縮強(qiáng)度是石材材質(zhì)好壞的一個(gè)重要性能指標(biāo)。天然石材因其獨(dú)具的美觀、高雅和耐久，一直受到建筑界的青睞。然而，通常在實(shí)驗(yàn)室測量所檢測的結(jié)果，僅僅表示被測量的近似值或估計(jì)值，為了能夠合理評定被測量值的分散性，真實(shí)反映整個(gè)測量過程可靠性，有必要對測量結(jié)果的準(zhǔn)確度給予說明，使測量結(jié)果真實(shí)性增強(qiáng)。

根據(jù)GB/T9966.1-2001《干燥水飽和凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法》和JJF105-1999《測量不確定度評定與表示》，對大理石板材壓縮強(qiáng)度檢測結(jié)果的不確定度進(jìn)行評定，分析了不確定度產(chǎn)生的來源和因素。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 試件規(guī)格：50mm×50mm×50mm

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)顯式建材試驗(yàn)機(jī)0.01 kN;游標(biāo)卡尺0.02mm

3 數(shù)學(xué)模型

式中：P—干燥壓縮強(qiáng)度，MPa；F—破壞力，kN；L—試樣長度，mm；B—試樣寬度，mm；

4 不確定度評定

4.1 不確定度因素來源及分析

根據(jù) 公式（1），在檢測過程中不確定度有以下方面：

(1)壓縮強(qiáng)度重復(fù)測量引入的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度u11；(2)長度和寬度重復(fù)測量引入的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度u31和u41；(3)最大破壞力引入的B類不確定度u21和u22；(4)游標(biāo)卡尺引入的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度u32和u42。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

4.2.1 壓縮強(qiáng)度相對不確定度u(prel)

4.2.1.1 壓縮強(qiáng)度重復(fù)性試驗(yàn)所引起的不確定度u11

壓縮強(qiáng)度10次測量引入的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度u11；10次的測試數(shù)據(jù)具體見表1。

表1 測試數(shù)據(jù)

所以標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u11==1.08((MPa)

4.2.1.2 壓縮強(qiáng)度測量重復(fù)性引入的相對不確定度則為：

4.2..2 最大破壞力引入的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uFrel

最大破壞力F的測量不確定度來源于數(shù)顯建材試驗(yàn)機(jī)的測量不確定度和校準(zhǔn)的不確定度兩個(gè)方面。

4.2.2.1 使用數(shù)顯建材試驗(yàn)機(jī)的測量最大破壞力不確定度u21

根據(jù)生產(chǎn)廠提供的資料，該機(jī)的不確定度為u95=1.0%，以正態(tài)分布估計(jì)，則

4.2.2.2 查數(shù)顯式建材試驗(yàn)機(jī)儀器校準(zhǔn)誤差±0.002kN,則置信區(qū)間半寬為0.2%，以正態(tài)分布估計(jì)，故

4.2.2.3 最大破壞力相對合成不確定度為：

4.2.3 長度相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Lrel)

4.2.3.1 由測量者測量引起的測量誤差在±0.04mm，則置信半寬為0.04，以矩形分布估計(jì)，則

4.2.3.2 游標(biāo)卡尺引起的B類不確定度u22

因?yàn)闇y量所用游標(biāo)卡尺的測量精度為0.02mm，以矩形分布估計(jì)，

4.2.3.3 長度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.2.3.4 長度相對合成不確定度

4.2.4 寬度相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Brel)

4.2.4.1 由測量者測量引起的測量誤差在±0.04mm，則置信半寬為0.04，以矩形分布估計(jì)，則

4.2.4.2 游標(biāo)卡尺引起的B類不確定度u22

因?yàn)闇y量所用游標(biāo)卡尺的測量精度為0.02mm，以矩形分布估計(jì)，

則不確定度

4.2.4.3 寬度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.2.4.4 寬度相對合成不確定度

4.3 合成相對不確定度為：

4.4 抗壓強(qiáng)度不確定度

則uc=70.26×1.63%=1.15MPa

4.5 抗壓強(qiáng)度擴(kuò)展不確定度

按正態(tài)分布進(jìn)行擴(kuò)展不確定度評定，取置信概率為95%，則包含因子k=2.擴(kuò)展不確定度為：

u=2×1.15=2.30MPa

4.6 結(jié)果表示

P=70.26±2.30(MPa)

5 結(jié)語

從上述不確定度分量評定分析來看，長度和寬度的測量對抗壓強(qiáng)度的不確定度因素影響較小，而測量最大破壞力所使用的數(shù)顯式建材試驗(yàn)機(jī)對抗壓強(qiáng)度不確定度影響較大，因此，在每次實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)檢查儀器設(shè)備，調(diào)整施壓速度，正確操作，以減少不必要的不確定因素的來源。

[1]《干燥水飽和凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法》GB/T9966.1-2001

[2]《測量不確定度評定與表示》JJF1051999