蒸壓灰砂磚抗折強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的不確定度評(píng)定

鐘松

摘要：通過對(duì)蒸壓灰砂磚抗折強(qiáng)度不確定度的評(píng)定，分析檢測(cè)過程中存在的不確定度來源，建立測(cè)定過程的數(shù)學(xué)模型，量化不確定度分量，求出合成不確定度，最終給出測(cè)定結(jié)果的表達(dá)式，找出影響抗折強(qiáng)度檢測(cè)的主要因素，達(dá)到提高檢測(cè)水平的目的。

關(guān)鍵詞：蒸壓灰砂磚；檢測(cè)抗折；強(qiáng)度評(píng)定；不確定度

中圖分類號(hào)：TU552 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）17-0077-02

蒸壓灰砂磚是以石灰、砂為主要原料制成的建筑用磚頭，適用于各類民用建筑、公用建筑和工業(yè)廠房的內(nèi)外墻以及房屋的基礎(chǔ)，是國家大力發(fā)展、應(yīng)用的新型墻體材料，推廣蒸壓灰砂磚取代粘土磚對(duì)減少環(huán)境污染、保護(hù)耕地、改善建筑功能有積極作用?？拐蹚?qiáng)度是反映蒸壓灰砂磚質(zhì)量很重要的指標(biāo)之一，因此檢測(cè)蒸壓灰砂磚的抗折強(qiáng)度很有必要。作為質(zhì)檢部門，如何知道我們的檢測(cè)數(shù)據(jù)可不可信，就要評(píng)定測(cè)量不確定度。測(cè)量不確定度，通俗地講，就是對(duì)測(cè)量結(jié)果正確性的可疑程度，它是反映測(cè)量結(jié)果質(zhì)量水平的指標(biāo)。本人通過檢測(cè)蒸壓灰砂磚的抗折強(qiáng)度，對(duì)影響測(cè)定結(jié)果的因素加以分析，評(píng)定其測(cè)量不確定度，為檢測(cè)數(shù)據(jù)的可信度提供參考。

1 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

檢測(cè)試樣：蒸壓灰砂磚

檢測(cè)依據(jù)：《蒸壓灰砂磚》（GB11945-1999）

檢測(cè)方法：《砌墻磚試驗(yàn)方法》（GB/T2542-2003）

檢測(cè)儀器：數(shù)顯式抗折試驗(yàn)機(jī)（準(zhǔn)確度等級(jí)為1級(jí)），磚用卡尺（精度為0.5mm）

檢測(cè)過程：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，從同一檢驗(yàn)批中隨機(jī)抽取5塊試樣，將試件放在溫度為（20±5）℃的水中浸泡24h后取出，用濕布拭去其表面水份，將試件放在抗折機(jī)上，以（50～150）N/s的速度均勻加荷，直至試樣斷裂，記錄最大破壞荷載讀數(shù)P，根據(jù)公式R=算出磚的抗折強(qiáng)度。

2 建立數(shù)學(xué)模型

R=×rep

式中：

R——抗折強(qiáng)度（MPa）

P——試件完全斷裂時(shí)抗折試驗(yàn)機(jī)的讀數(shù)（N）

L——抗折試驗(yàn)機(jī)兩根支撐棒中心點(diǎn)的水平距離（mm）

B——試件平均寬度（mm）

H——試件平均高度（mm）

rep——檢測(cè)的重復(fù)性

從上面的數(shù)學(xué)模型，我們可以看出，影響蒸壓灰砂磚抗折強(qiáng)度的測(cè)量不確定度主要有五方面因素：（1）抗折試驗(yàn)機(jī)的讀數(shù)；（2）支撐棒中心點(diǎn)的水平距離；（3）試件平均寬度；（4）試件平均高度；（5）檢測(cè)的重復(fù)性。因此不確定度傳播律表達(dá)式是：

uc（R）=

現(xiàn)從同一批待檢蒸壓灰砂磚中隨機(jī)抽取5塊試樣進(jìn)行試驗(yàn)，規(guī)格為240mm×115mm×53mm，根據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，抗折試驗(yàn)機(jī)兩根支撐棒中心點(diǎn)的水平距離L為200mm。5次試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示：

3 評(píng)定各個(gè)不確定度分量

3.1 試驗(yàn)機(jī)讀數(shù)P引起的不確定度u（P）

由于試驗(yàn)機(jī)是數(shù)顯式的，人為讀數(shù)誤差可排除，因此不確定度u（P）主要來源是儀器本身的準(zhǔn)確度u1和儀器檢定u2，因?yàn)樵囼?yàn)機(jī)標(biāo)明準(zhǔn)確度等級(jí)為1級(jí)，根據(jù)不確定度B類評(píng)定，認(rèn)為示值均勻分布，取k=，有u1=

==0.58%，看試驗(yàn)機(jī)檢定證書，得檢定不確定度

是0.30%，根據(jù)不確定度B類評(píng)定，取k=2，有u2=

==0.15%，所以試驗(yàn)機(jī)讀數(shù)P引起的不確定度u（P）

===0.60%。

3.2 支撐點(diǎn)水平距離L引起的不確定度u（L）

根據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，L為固定常數(shù)，因此其不確定度

u（L）=0。

3.3 平均寬度B引起的不確定度u（B）

平均寬度B引起的不確定度u（B）由讀數(shù)的重復(fù)性和測(cè)量工具磚用卡尺引入，讀數(shù)的重復(fù)性u(píng)3符合A類評(píng)定原

則，根據(jù)貝塞爾公式s（B）=代入數(shù)據(jù)，

得s（B）=0.33mm，則u3===0.13%；所用

的磚用卡尺精度為0.5mm，根據(jù)B類評(píng)定，其不確定度u4按均勻分布估算，取K=，則u4==0.25%，合成

u（B）===0.28%。

3.4 平均高度H引起的不確定度u（H）

同樣，平均高度H引起的不確定度u（H）由讀數(shù)的重復(fù)性u(píng)5和測(cè)量工具磚用卡尺u6引入，u5==

=0.63%，u6==0.56%，合成u（H）=

==0.84%。

3.5 檢測(cè)重復(fù)性引起的不確定度u（rep）

檢測(cè)的重復(fù)性是指在相同條件下對(duì)同類被測(cè)件做n次測(cè)定，對(duì)它進(jìn)行分析，就能知道檢測(cè)結(jié)果的分散性。根據(jù)不確定度A類評(píng)定原則，u（rep）=，其中s（R）

=，i=1，2，3……5（n），代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得

s（R）=0.26MPa，因此u（rep）==5.06%。

3.6 匯總分析各個(gè)不確定度分量

從以上評(píng)定，我們可以清楚看到，u（rep）>u（H）>u（P）>u（B），也就是說重復(fù)性試驗(yàn)是影響蒸壓灰砂磚抗抗折強(qiáng)度檢測(cè)的主要因素，第二是磚的平均高度，第三是抗折試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度，第四是磚的平均寬度。

4 求出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

uc（R）=

==5.17%

5 算出擴(kuò)展不確定度U

擴(kuò)展不確定度U由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘包含因子而得，通常取包含因子K=2，則包含概率為95%，擴(kuò)展不確定度U=kuc（R）=2×5.17%=10.34%。

6 給出不確定度評(píng)定

R=2.3+（1±10.34%）=2.3MPa±0.24MPa

7 結(jié)語

通過對(duì)蒸壓灰砂磚抗折強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的不確定度評(píng)定，我們認(rèn)識(shí)到，在實(shí)際檢測(cè)過程中，當(dāng)我們對(duì)檢測(cè)結(jié)果拿不準(zhǔn)時(shí)，尤其是數(shù)據(jù)處在標(biāo)準(zhǔn)臨界值附近時(shí)，要增加檢測(cè)次數(shù)，以求得到較準(zhǔn)確的數(shù)值。

參考文獻(xiàn)

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