非承重混凝土空心砖抗压强度测量结果的不确定度评定.pdf

2 0 1 4年第 1 期 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C 0NC RE T E AND C EME NT P RODUCT S 2 01 4 No 1 J a n u a r y 非承重混凝土空心砖抗压强度测量结果的 不确定度评定 毛卫林 ( 昆山市产品质量监督检验所 ， 2 1 5 3 0 0 ) 摘要 ： 对非承重混凝土空心砖抗压强度的不确定度进行 了评定 分析 了引起 不确定度 的主要 因素并加 以分析。 关键 词 ： 非承 重混 凝 土 空心 砖 ； 抗 压 强 度 ； 检 测 ； 不 确 定 度 Ab s t r a c t ： T h e u n c e r t a i n t y o f n o n l o a d b e a r i n g C o n c r e t e h o l l o w b r i c k i S e v alu a t e d ，a n d ma i n f a c t o r s c a u s i n g t h i s u n c e rt a i n t y a r e a n a l y z e d Ke y wo r d s ：N o n l o a d - b e a r i n g C o n c r e t e h o l l o w b ri c k ； C o mp r e s s i v e s t r e n g t h ； T e s t ； Un c e r t a i n t y 中图分类号 ： T U 5 2 5 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 4 ) 0 1 4 7 一 O 2 0前言 非承重混凝土空心砖是以水 泥、 集料为主要原 料 ， 可掺入外加剂及其他材料 ， 经配料 、 搅拌 、 成型 、 养护制成 的空心率不小于 2 5 ， 用于工业与民用建 筑等非承重结构部位 的一种新型墙体材料。该类砖 具有轻质 、 高强 、 保温 、 隔热等 良好性能 ， 符合建筑 节 能 的要 求 ， 广 泛 应用 于全 国各 地 工 业 与 民用 建 筑 行业。测量不确定度是指表征合理地赋予测量之值 的分散性 ， 与测量结果相关联的参数 。本文通过对 非承重混凝土空心砖抗压强度不确定度的评 定 从 中找出引起测 量结果不确定 度的主要因素并加 以 分 析 ， 旨在为提高检测 数据的有效性提供 理论 依据 。 1 测量 过 程 测量对象 ：非承重混凝 土空心砖 ( 2 4 0 m mx 1 1 5 m mx 9 0 mm) ； 测量依据 ： G B T 2 4 4 9 2 -2 0 0 9 ( t 承重混凝土空心砖 【 ；测量仪器 ： C H P 4 1 0 6型液 压式万能试验机( 测量范围： 0 1 0 0 0 k N， 准确度： l 级 ) 、 钢直尺 ( 测量范 围 0 3 0 0 mm， 示值误差 0 5 mm ) ； 测量 环境 ： 温度 ( 2 0 5 ) o C， 相 对 湿度 5 0 1 0 R H； 测量方法 ： 根据 G B T 2 4 4 9 2 2 0 0 9标 准 从 外 观质 量 和 尺 寸偏 差 合 格 的同一批空心砖 中取 5块试样 在标准规 定 的环境 条 件下 放 至恒 重后 ， 测 量 试件 长 度( L) 和宽度 ( B ) ， 采用坐浆法制作试件 ， 在标准条件下养护 3 d后 ，将试件放在试 和单个试件的最小值来表示。 2建 立数 学模 型 尺P= 肌 B ( 1 ) 式中 ， 为抗压强度 ， MP a ； P为最大破坏荷载 ， N； 为受压 面长度 ， mm； B为受压面宽度 ， m l T l 。 3测 量不确 定 度来 源的分 析 根据 公式 ( 1 ) 及 实 际情况 分析 ， 影 响非 承重混 凝 土空心砖抗压强度测量的不确 定度主要有 以下因 素： 检测重复性( 样品的不均匀性) 引起的不确定 度 ( r e p ) ； 最大破坏荷载( 压力 ) 引起 的不确定 度 ( P ) ； 受压面长度引起的不确定度 ( L) ； 受压面宽度 引起的不确定度 ( ) 。因此 ， 不确 定 度 的传 播 率表达 式 为 ： ( 尺 P ) = 、 E ， I d ( r e p ) + 【 ( P ) + U 2 ( ) + re l ( 曰) ( 2 ) 现从 同一批外观质量和尺寸偏差合格的样品中 随机抽取 5块样 品进行试验 5次试验检测数据如 表 1所 示 。 表 1 抗压强度检测数据 验机 上进 行荷 载试 验 ，按 4 6 k N s 的加 荷速 率 均匀 平稳加荷直至试件破坏为止 ，记录最大破坏荷载 ， 计算抗压强度 ， 试验结果以 5块试样的算术平均值 4评定各 个 不确定 度分 量 4 1 检测 的重复性引起的不确定度分量 U l ( r e p ) 抗 压强 度 的检测 数据 见表 1 ， 5次检测 数据 的不 一 47 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第 1 期 混凝土与水泥制品 总第 2 1 3期 同是 由样 品 的不均 匀性 引起 的 ， 采 用 A类 不确 定度 评定 ， 取 5个检测数据的平均值作为检测结果 ， 则 ： 平均值 R P = 1 3 6 7 M P a 标 准偏 差 S = 0 5 3 MP a 得标准不确定度为 U( r e p ) = S X 5 0 2 4 MP a 其相对标准不确定度为U a ( r e p ) = = 1 7 6 1 j U ， 4 2 最 大破 坏荷 载 P引起 的不 确定 度分量 ( P ) 检测时 ， 不确定度 ( P ) 主要来源于检测仪器 ， 分 为 以下 两个 方面 ： ( 1 )压力试验机准确度 引起 的不确定度 ( P 1 ) ： 压力试验机检定证书表明其准确度为 1 0级 ， 其半宽 区间应为 1 0 ， 采用 B类评定 ， 认为示值均 匀分布 ， 取 k = 、 3。故 ： ( 1 ) ： 0 3 1 、 3= O 5 8 ( 2 ) 压力试验机检定引起的相对标准不确定度： 压力试验机是用 0 _ 3级的标准测力仪进行检定的 ， 其检定不确定为 0 3 ， 置信 因子为 2 ， 根据不确定 度 B类 评定 ， 取 k = 2 。故 ： ( P 2 ) = O 3 2 = 0 1 5 所 以 最大破坏荷载 P引起的不确定度为 ： ( P) = 丽 丽= 0 6 0 4 3 受压面长度引起的不确定度分量 ( ) ( 1 ) 钢直尺示值误差引起的不确定度 ( ) 受压面长度测量使用量程 0 3 0 0 mm， 分度值为 0 5 mm的钢直尺测量，引起不确定度按均匀分布来 取值 ， 取 k ： 丁 ， 采用 B类不确定度评定 ， 钢直尺示 值误差引起的不确定度为： ( ) = 0 5 、 3= 0 2 9 m m 相对 标 准不确 定度 为 ： ( 。 ) = 0 2 0 2 3 9 = 0 1 2 ( 2 ) 测量时读数误差引起的不确定度 根据标准要求 测量试件长度精确至 l m m， 读数 误差引起的不确定度采用 B类不确定度评定 ， 按均 匀分布来取值 ， 取 k = 、 3 ， 其标准不确定度为： U ( L 2 ) = l 、 = O 5 8 m m 相对标准不确定度为 ( ) ) = 0 5 8 2 3 9 = 0 2 4 所 以， 受 压面 长度 引起 的不确 定度 为 ： ( ) ：X 0 1 2 2 + 0 2 4 2= 0 2 7 4 4 受 压 面宽度 引起 的不 确定度 分量 ( B) ( 1 ) 钢直尺示值误差引起的不确定度 ) 受压面宽度测量使用量程 0 3 0 0 m m，分度值为 0 5 mm的钢直尺测量 。 引起不确定度按均匀分布来取 值 ， 取 k = ， 采用 B类不确定度评定 ， 刚钢直尺示 值误差引起的不确定度为： B 1 ) = 0 5 x 3： 0 2 9 ram 相对标准不确定度为 ： 1 = 0 2 9 1 1 4 = 0 2 5 一 4 8一 ( 2 ) 测量时读数误差引起的不确定度 根据标准要求 ， 测量试件宽度精确至 l m m， 读数 误差引起的不确定度采用 B类不确定度评定 按均 匀分布来取值 ， 取 k = 、 3 ， 其标准不确定度为 ： U ( B 2 ) ： 1 、 = 0 5 8 ra m 相对标准不确定度为 ( B ) = O 5 8 1 1 4 = 0 5 1 所 以 受压面宽度引起的不确定度为： ( B ) = 、 砸 丽 = 0 5 7 5 合成标准不确定度 P ) 由于上述 4个 不确 定度 分量 彼此 独 立，所 以根 据公式( 2 ) 可得合成标准不确定度： ( R P ) =、 1 7 6 + 0 6 0 + 0 2 7 + 0 5 7 =1 9 6 6扩展 不确 定度 的评定 扩展不确定度 的评定用 ( R ) 乘包含因子 k得 到 ， 包 含 因子 k的选 择 ， 是 以 区间L R U， R+ 有 关 的理想置信水平为依据的。 通常取 2或 3 ， 当 k = 2 时， 区间的置信概率约为 9 5 。本文取 2 ， 则： U = k x U c ( Rp ) ：2 x 1 9 6 = 3 9 2 7测量不 确定 度报告 根 据 J J F 1 0 5 9 1 2 0 1 2 测 量 不确 定 度 评定 与 表示 闭 ，采 用上 述方 法 评定 时 ， 非 承重 混凝 土 空心 砖抗 压 强 度 测 量 结 果 的 不 确定 度 报 告 表 示 为 ： R e = 1 3 6 7 ( 1 3 9 2 1 MP a= ( 1 3 6 7 0 5 4 ) MP a ， k = 2 。 8结论 综上 所 述 ， 非承 重 混凝 土 空 心砖 抗 压强 度 试 验 在 置 信 区 间 为 9 5 时 的 相 对 扩 展 不 确 定 度 为 3 9 2 通过对非承重混凝土空心砖抗压强 度的不 确定度评定 ， 可以分析得出 ： 和其他三个 因素相比， 重复性试验的影响最大。所以， 在实际检测过程 中， 要注意样 品的均匀性 、 代表性 。此外 ， 由于重复性试 验次数会对评定结果有一定 的影响 ， 因此 建议大 家 在 做此 项 评定 时应 适 量增 加试 验 检 测次 数 ， 以求 获得更接近真值 的数据 。另外 ， 要选择准确度等级 较高的试验机 ， 以保证检测结果的准确性 。 参 考 文 献 ： 【 1 1 上海苏科建筑技术发展有 限公 司 G B T 2 4 4 9 2 -2 0 0 9 非 承重混凝土空心砖 【 S 】 2 0 0 9 【 2 1 江苏省计量科学研究 院 J J F 1 0 5 9 1 -2 0 1 2 ( ( tJ 量不确定度 评定与表示 S 】 2 0 1 2 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 1 2 8 作者简 介： 毛卫林 ( 1 9 7 6 一 ) ， 男 ， 工程师 。 通讯地 址：昆山市 昆北路 4号 E -mail ： mwl 2 0 071 6 3 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m