建材檢測(cè)中的誤差及數(shù)據(jù)處理分析

曾俊鋒

（廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)中心有限公司　廣東廣州　510000）

1　引言

當(dāng)前建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，給人們的生活帶來極大的便利性和舒適性。作為一種市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的產(chǎn)物，建筑質(zhì)量受到的高度重視。如何提高建筑質(zhì)量，需要采取科學(xué)的管控措施，解決實(shí)際施工問題，遵循科學(xué)嚴(yán)格的建筑施工標(biāo)準(zhǔn)。其中質(zhì)檢工作在質(zhì)量管控中屬于重要的組成部分，在保證建筑材料的質(zhì)量和施工安全上發(fā)揮著重要的作用。但是進(jìn)行材料的質(zhì)檢，市場(chǎng)受到干擾因素的影響，造成數(shù)據(jù)的誤差，因此，應(yīng)對(duì)誤差產(chǎn)生的原因以及保證數(shù)據(jù)精確性的方法上進(jìn)行深入的研究。

2　建材檢測(cè)中的誤差分析

在建筑工程施工過程中建筑材料包含了砂石、鋼筋、交通設(shè)備、水泥等，很大程度上建筑工程施工質(zhì)量取決于建筑材料的優(yōu)劣。進(jìn)行建筑材料檢測(cè)工作就是為了排除施工過程中劣質(zhì)建筑材料，確保建筑產(chǎn)品的質(zhì)量安全的工作。進(jìn)行建筑材料的檢測(cè)，采用正確的檢測(cè)技術(shù)，避免誤差的出現(xiàn)，需要對(duì)建筑材料檢測(cè)中存在的問題進(jìn)行細(xì)致的分析，提出提高建筑材料檢測(cè)質(zhì)量的策略。根據(jù)產(chǎn)生的性質(zhì)和原因，建筑材料檢測(cè)中出現(xiàn)的誤差可分為系統(tǒng)、過時(shí)和偶然三種類型。

2.1　系統(tǒng)性誤差分析

對(duì)于系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生，一般是源于對(duì)實(shí)驗(yàn)條件下的無法消除的因素。由于系統(tǒng)誤差往往是由于試驗(yàn)方法的不準(zhǔn)確，因此，對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律性研究，系統(tǒng)誤差的規(guī)律。根據(jù)規(guī)律，找到改進(jìn)的方法，通過儀器儀表的檢定并發(fā)現(xiàn)其蹤跡，就能采取消除手段加以去除。在進(jìn)行系統(tǒng)誤差的探尋的時(shí)候，由于試驗(yàn)的條件所限，會(huì)發(fā)生量測(cè)數(shù)據(jù)的誤差，需要進(jìn)行修正，修正的方式有固定和變化兩種。變化的系統(tǒng)誤差是由于外界變化導(dǎo)致的，例如水泥試驗(yàn)中，溫度控制在18～22℃的時(shí)候，樣品中的水、設(shè)備、工具等都與室溫相同，這個(gè)時(shí)候如果將養(yǎng)護(hù)條件加以調(diào)整，一次減少系統(tǒng)誤差。固定的系統(tǒng)誤差是保持量測(cè)數(shù)據(jù)中的符號(hào)不變，得到固定的數(shù)字偏差，例如試驗(yàn)機(jī)的零點(diǎn)飄移會(huì)產(chǎn)生的固定的系統(tǒng)誤差。此種系統(tǒng)誤差不易察覺，在量測(cè)方法上要采取多種，使用多種儀器進(jìn)行測(cè)定，而變化的誤差可以按照數(shù)據(jù)的先后順序，找到其發(fā)生偏差的規(guī)律后，從而根據(jù)其累進(jìn)和周期性的變化而進(jìn)行處理。

2.2　過失性誤差分析

過失性誤差主要是由于人為以原因引起的，因此這類誤差也叫做粗差。在常見建材的檢測(cè)過程中，由于檢測(cè)人員的不仔細(xì)、不認(rèn)真而造成的數(shù)據(jù)誤差就是過失性誤差。一般而言，由于操作人員的粗心而造成的過失性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值偏差較大，因此要想對(duì)該類誤差進(jìn)行糾正靠個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)還不夠，可以采用正態(tài)分布理論來提出偏差，這樣能夠有效減少主觀因素對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果的影響。

2.3　偶然性誤差分析

偶然誤差產(chǎn)生于大量的因?yàn)槭Э卦斐傻奈⑿∫蛩?，受到這些偶然因素的影響，測(cè)量值往往在最后一個(gè)數(shù)字上出現(xiàn)了差異。造成偶然因素的原因，包括電源電壓的不穩(wěn)定、儀表內(nèi)部的摩擦間隙發(fā)生了不規(guī)則變化等等。由于測(cè)量人員對(duì)于儀表末位數(shù)沒有進(jìn)行認(rèn)真的分析，因此，偶然誤差的出現(xiàn)是帶有隨即性質(zhì)的。從試驗(yàn)方法上，這種誤差無法防止，只有在量測(cè)數(shù)據(jù)中將過失誤差進(jìn)行修正之后，剩下的就是偶然誤差了。

3　建材檢測(cè)中數(shù)據(jù)處理

對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，是避免檢測(cè)中誤差概率較大的方法，適當(dāng)處理試驗(yàn)結(jié)果可以讓結(jié)果變得準(zhǔn)確。在同一組試件之中，根據(jù)數(shù)據(jù)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行取舍，對(duì)于離散性較大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的處理，分析相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常的指標(biāo)，分析整個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果，找到問題的原因，然后進(jìn)行復(fù)檢。對(duì)于建筑材料測(cè)量中由于設(shè)備、人員的失誤造成的誤差，要進(jìn)行設(shè)備的糾錯(cuò)以及檢測(cè)人員的工作態(tài)度的修正，確保得到檢測(cè)的精確數(shù)值，首先要保證有缺陷的設(shè)備或者儀器沒有進(jìn)入檢測(cè)工作流程。另外，操作人員要加強(qiáng)培訓(xùn)，避免出現(xiàn)對(duì)檢測(cè)工作的不熟練或者環(huán)境控制的失誤造成的結(jié)果誤差。對(duì)于工作人員的工作責(zé)任感要加以強(qiáng)化，禁止隨意抽樣檢測(cè)建筑材料，如果檢測(cè)樣品不是來自于施工材料，則應(yīng)該立即停止檢測(cè)工作，確保檢測(cè)中的樣品是真實(shí)的，另外，進(jìn)行檢測(cè)工作的程序，要完全遵循科學(xué)的流程，不能先施工再檢測(cè)，也不能進(jìn)行虛假檢測(cè)，檢測(cè)報(bào)告重復(fù)使用，或者使用其他的檢測(cè)報(bào)告來進(jìn)行更換，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。減少試驗(yàn)誤差，可以通過在多臺(tái)儀器設(shè)備上進(jìn)行校準(zhǔn)，利用及其的檢測(cè)結(jié)果，將試驗(yàn)進(jìn)行多份分解，其中一份上交權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)，而另一份則應(yīng)該交給施工檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，對(duì)于檢測(cè)偏差，需要采取有效的整改措施，通過多次試驗(yàn)和比較，能夠有效促進(jìn)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。常見的數(shù)據(jù)處理方法如下：

3.1　算數(shù)平均誤差

在對(duì)建材檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，對(duì)于數(shù)據(jù)集中位置，可以采用樣本均值表示。一般情況下，對(duì)于均值，可以采用算數(shù)平均數(shù)來表示，因此誤差可能會(huì)出現(xiàn)“正負(fù)”，對(duì)此，在對(duì)樣本數(shù)值進(jìn)行求均處理后，誤差的正負(fù)部分即可抵消，進(jìn)而準(zhǔn)確反映檢測(cè)結(jié)果。另外，算數(shù)平均值可以對(duì)數(shù)據(jù)中的若干隨機(jī)或局部的波動(dòng)進(jìn)行消除，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)集中位置進(jìn)行表征。對(duì)于平均值誤差值，其可表示為：θ=0.7979σ≈σ（σ指的是標(biāo)準(zhǔn)差）。

3.2　標(biāo)準(zhǔn)誤差

對(duì)于建材檢測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差，其并不屬于檢測(cè)結(jié)果的實(shí)際誤差，可將其作為可靠性的估計(jì)。一般情況下，如果標(biāo)準(zhǔn)誤差比較大，則說明本次檢測(cè)的可靠性比較低，而如果標(biāo)準(zhǔn)誤差比較小，則說明本次檢測(cè)的可靠性比較高。根據(jù)高斯理論，在對(duì)偶然誤差進(jìn)行處理分析時(shí)，如果一組檢測(cè)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差為σ，則在（-σ，σ）區(qū)間內(nèi)，檢測(cè)值位于其中的可能性為68.2%。如果檢測(cè)值的總數(shù)為n，則對(duì)于本組檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)誤差可以記作為：ε1，ε2，…εn，該組檢測(cè)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差是：

3.3　變異系數(shù)（δ=）

如果兩組檢測(cè)數(shù)據(jù)性質(zhì)相同，并且標(biāo)準(zhǔn)誤差相同，則這兩組數(shù)據(jù)的偏差程度也相同，與均值大小沒有關(guān)聯(lián)。在具體的建材檢測(cè)過程中，需要重點(diǎn)考慮檢測(cè)數(shù)值的相對(duì)誤差，一般情況下，對(duì)于變異系數(shù)，可以直接應(yīng)用于誤差程度的衡量中，另外，δ=表示的正是標(biāo)準(zhǔn)誤差與算數(shù)平均值間的比值。

4　建材檢測(cè)中的結(jié)果評(píng)定

在分析完常見建材檢測(cè)誤差以后，就需要科學(xué)處理數(shù)據(jù)。對(duì)于所有由于誤差產(chǎn)生的誤差值之和，將其可以進(jìn)行定義為測(cè)定值，根據(jù)測(cè)定值的性質(zhì)可以將其叫做隨即變量。分析隨即變量的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差和變異系數(shù)，對(duì)保障檢測(cè)的準(zhǔn)確和真實(shí)性具有非常重要的意義。對(duì)于算術(shù)平均值實(shí)際就是隨即變量的約值，約值是有正負(fù)的，通過分析約值的集中位置能夠有效消除數(shù)據(jù)的波動(dòng)；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)誤差，主要是分析偏差與數(shù)值分布情況的相對(duì)距離，如果標(biāo)準(zhǔn)誤差的值越大，那么分布就相對(duì)離散，反之分布相對(duì)集中；對(duì)于變異系數(shù)，主要是看偏差程度的大小。由于不同的建材具有不同的屬性，因此樣本也有一定的分散性，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)需要綜合考慮樣本的物理性能再采取有針對(duì)性的處理方式。舉例分析如下：①在進(jìn)行混凝土檢測(cè)時(shí)，一般取三個(gè)算術(shù)平均值，將其看做抗壓強(qiáng)度的數(shù)據(jù)值，如果最大值與最小值的差距小于15%，那么試驗(yàn)是無效的。②在對(duì)燒結(jié)普通磚強(qiáng)度的結(jié)果進(jìn)行評(píng)定時(shí)，一般樣本選取是個(gè)，根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果得出的變異系數(shù)高于0.21，那么需要根據(jù)算術(shù)平均值和最小強(qiáng)度值來評(píng)定，否則就按照平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行評(píng)定，這樣得出的檢測(cè)結(jié)果更加真實(shí)有效，對(duì)控制建材的質(zhì)量也有非常重要的意義。③在對(duì)水泥膠砂進(jìn)行評(píng)定時(shí)，對(duì)于抗壓強(qiáng)度，可以將三次測(cè)試的平均值作為檢測(cè)結(jié)果，如果其中一個(gè)強(qiáng)度值在10%以上，則應(yīng)刪除，對(duì)于另外兩個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)，作平均值即可作為檢測(cè)結(jié)果。④在對(duì)水泥的安定性進(jìn)行評(píng)測(cè)時(shí)，可采用雷氏法將試件指針尖端的距離進(jìn)行測(cè)試，如果測(cè)試試件之間的距離在5mm以內(nèi)，則說明水泥定性合格，而如果試件之間的間距在4mm以上，則應(yīng)該重新進(jìn)行測(cè)試。

5　結(jié)語

綜上所述，建材是土木工程和建筑工程中使用的材料的統(tǒng)稱，可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料和某些專用材料。對(duì)建筑材料進(jìn)行檢測(cè)主要包括甲醛釋放量檢測(cè)、重金屬含量檢測(cè)和揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)著幾個(gè)方面內(nèi)容。只有各個(gè)方面符合標(biāo)準(zhǔn)的建材才能流通到市場(chǎng)中。因此，必須加強(qiáng)建材檢測(cè)管理，這樣才能夠提高建材的質(zhì)量和整個(gè)建筑工程質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)的更好更快發(fā)展。