測(cè)量不確定度在水泥檢測(cè)中的應(yīng)用

洪梅

摘要：在水泥檢測(cè)的過(guò)程中，主要便是對(duì)水泥的膠砂強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量不確定度，可以有效的反映出水泥膠砂的強(qiáng)度。本文通過(guò)對(duì)六組水泥進(jìn)行28天抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，依照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》與《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》等相關(guān)規(guī)定，對(duì)測(cè)量不確定度在水泥檢測(cè)中的應(yīng)用與結(jié)果進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：不確定度；水泥檢測(cè)；抗壓強(qiáng)度

正式加入世界貿(mào)易組織以后，為了提高我國(guó)水泥檢測(cè)的水平和國(guó)際地位，許多水泥檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)通過(guò)申請(qǐng)的方式，通過(guò)了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可。測(cè)量不確定度，作為新標(biāo)準(zhǔn)中的新要求，已經(jīng)成為了水泥檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室必要的評(píng)估程序之一。因此，本文對(duì)其在水泥檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述。

一、水泥檢測(cè)的方法

1.檢測(cè)方法

在水泥的檢測(cè)過(guò)程中，主要是對(duì)水泥的膠砂強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，要嚴(yán)格遵守GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)方法》的相關(guān)規(guī)定。在試驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中，要始終將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度與濕度以及養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的條件保持在試驗(yàn)檢測(cè)要求的標(biāo)準(zhǔn)之上，對(duì)于試件養(yǎng)護(hù)池的溫度也維持在標(biāo)準(zhǔn)水平上，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)始終可以滿足試驗(yàn)檢測(cè)的相關(guān)要求，不論是超出標(biāo)準(zhǔn)還是達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

2.檢測(cè)設(shè)備與過(guò)程

（1）設(shè)備介紹

在水泥檢測(cè)的過(guò)程中，要注意設(shè)備的選擇，合理的選用設(shè)備是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵要素之一。在本次實(shí)驗(yàn)中，主要使用到的設(shè)備有：水泥膠砂攪拌機(jī)JJ-5、水泥試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)柜ISO-Ⅱ、水泥膠砂振實(shí)臺(tái)ZS-5、微機(jī)全自動(dòng)水泥壓折試驗(yàn)機(jī)YAW-300D。主要使用的材料有：標(biāo)準(zhǔn)砂與水泥。

（2）檢測(cè)過(guò)程

首先，將制作好的試塊放入事先準(zhǔn)備好的養(yǎng)護(hù)箱中，在經(jīng)過(guò)二十四個(gè)小時(shí)的養(yǎng)護(hù)之后，再將其移至養(yǎng)護(hù)池。使其在標(biāo)準(zhǔn)的水溫之下，養(yǎng)護(hù)二十八天。

其次，通過(guò)對(duì)試塊二十八天的養(yǎng)護(hù)培育，然后將其取出，移動(dòng)到微機(jī)全自動(dòng)水泥壓折試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

最終，將取出后的試塊，按照三個(gè)棱柱試驗(yàn)體為一組的形式，將三個(gè)組合并后的結(jié)果，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)試，并通過(guò)科學(xué)的方法將結(jié)果進(jìn)行有效的計(jì)算。得到的三個(gè)抗壓強(qiáng)度測(cè)定值的算數(shù)平均數(shù)即為我們最終得出的試驗(yàn)結(jié)果。為了方便觀測(cè)與計(jì)算，本次試驗(yàn)一共做了六組，具體如表1所示：

（3）檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)表1的觀察，我們可以看出，在不同的階段與不同的小組中，二十八天的抗壓強(qiáng)度是不同的。因此，若要對(duì)其進(jìn)行比較，必須要通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。Y=R（X1+X2……X3）+ΔF，而Y則代表了表中所示的二十八天抗壓強(qiáng)度數(shù)值，ΔF 代表了壓力試驗(yàn)中有可能出現(xiàn)的及儀器設(shè)備誤差，X代表了試驗(yàn)過(guò)程中存在的各種思想。其中包括：水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂以及水源的不均勻性，配合比存在的誤差，攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)中存在的不均勻性，加荷出現(xiàn)偏心或者速度不均勻等情況。除此之外，還要加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)操作人員的技術(shù)管理與培訓(xùn)，提高試驗(yàn)人員的工作水平，確保檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。

1.不確定度的定義

不確定度需要通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的測(cè)量來(lái)獲得，因此也叫做測(cè)量不確定度，主要是指由于測(cè)量誤差導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果無(wú)法確定的程度，是表征合理的賦予被測(cè)量之值的分散性與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的系數(shù)，它表明了測(cè)量結(jié)果的可能程度，是被測(cè)量真值所處量值范圍的評(píng)定。對(duì)一個(gè)具體的測(cè)量結(jié)果來(lái)說(shuō)，不確定度是指測(cè)量值附近的一個(gè)范圍，以及真值落于其中的概率。不確定度越小，測(cè)量結(jié)果的可信度就越高。反之，則測(cè)量結(jié)果的可信度就會(huì)降低。

2.不確定度的來(lái)源

不確定度的產(chǎn)生，主要來(lái)源于其測(cè)量過(guò)程中參考的標(biāo)準(zhǔn)，以及物質(zhì)、方法與設(shè)備。影響水泥膠砂強(qiáng)度不確定度的因素主要包括：試驗(yàn)的測(cè)量誤差導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)砂在引入過(guò)程中，存在的不確定度；支撐試驗(yàn)棱柱體之間距離而引入的不確定度；棱柱體正方形截面的邊長(zhǎng)引入的不確定度；試驗(yàn)重復(fù)性引入的不確定度。

三、測(cè)量不確定度在水泥檢測(cè)中的應(yīng)用

1.棱柱體正方形截面的邊長(zhǎng)引入的不確定度

在試驗(yàn)的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)體主要是使用三聯(lián)水泥膠砂試模澆筑成型的。因此，其截面邊長(zhǎng)所產(chǎn)生的誤差就是三聯(lián)水泥膠砂試模的尺寸誤差。根據(jù)《水泥膠砂試?！返南嚓P(guān)規(guī)定，水泥膠砂試模高度的最大誤差值是有限的。因此，可以通過(guò)計(jì)算來(lái)推斷出正方形截面的邊長(zhǎng)最大誤差值。

2.水泥膠砂抗折試驗(yàn)機(jī)測(cè)量誤差引入的不確定度

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)機(jī)使用說(shuō)明書(shū)的觀察我們可以得出，其最大的誤差值為0.4%，誤差分布較為均勻。因此，只需得到包含因子的數(shù)值，使用最大誤差值/包含因子就可得出試驗(yàn)機(jī)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。假設(shè)包含因子的數(shù)值為1.7，那么試驗(yàn)機(jī)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度值就等于0.4%/1.7 。

3.標(biāo)準(zhǔn)砂引入的不確定度

根據(jù)《水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)方法》（簡(jiǎn)稱ISO）的相關(guān)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)砂在引入的過(guò)程中，可以通過(guò)計(jì)算公式來(lái)算出ISO標(biāo)準(zhǔn)砂引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。取置信概率為95%，由于其正態(tài)分布，包含因子為1.96.ISO標(biāo)準(zhǔn)砂引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為5%/1.96，最終得出的標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)值為2.55%。

4.試驗(yàn)重復(fù)性引入的不確定度

產(chǎn)生試驗(yàn)重復(fù)性不確定度的原因主要是由于隨機(jī)效應(yīng)所導(dǎo)致的，具體來(lái)源主要包括以下幾個(gè)方面：試件在制作過(guò)程中由于水泥不均勻所導(dǎo)致的；ISO標(biāo)準(zhǔn)砂配比出現(xiàn)偏差所導(dǎo)致的；水泥和水的比例存在誤差；在成型或振實(shí)的過(guò)程中設(shè)備不穩(wěn)定所導(dǎo)致的。在計(jì)算的過(guò)程中，可以保持重復(fù)性的條件不變，使用同一強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥樣本做成二十八天強(qiáng)度試驗(yàn)，依然采取三塊一組的方法，將試驗(yàn)分為十組來(lái)進(jìn)行，最終計(jì)算出水泥膠砂強(qiáng)度的平均值。

四、總結(jié)

通過(guò)對(duì)水泥膠砂二十八天強(qiáng)度的檢測(cè)試驗(yàn)，并使用測(cè)量不確定度對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度進(jìn)行了分析與評(píng)定，取得了一定的成果。但是，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，由于我國(guó)的水泥檢測(cè)技術(shù)并不完善，在測(cè)試的過(guò)程中，還存在著許多急需調(diào)整的部分。因此，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，要重視測(cè)量不確定度在水泥檢測(cè)中的作用，提高其在水泥檢測(cè)中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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