鋼筋保護(hù)層厚度測量不確定度的評定

郝麗媛

（南京南大工程檢測有限公司，江蘇 南京 211899）

1 概述

檢驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)室不同于科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室以及企事業(yè)單位內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室，其作為客觀獨(dú)立的第三方機(jī)構(gòu)，客觀地出具測試結(jié)果，因此檢驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性對其尤為重要。測量不確定度一方面可以反映檢驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性，另一方面通過對檢驗(yàn)檢測能力進(jìn)行測量不確定度的評定可以保障實(shí)驗(yàn)室自身的利益，避免糾紛，同時(shí)也維護(hù)了客戶的基本權(quán)益。在日常的檢驗(yàn)檢測工作中，工程師們更多追求或者關(guān)注的是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合格與否、是否出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)等方面，忽略了測量質(zhì)量在檢驗(yàn)檢測過程中的影響，因此科學(xué)系統(tǒng)地進(jìn)行測量不確定度的評價(jià)可以提升測量質(zhì)量[1]。

測量不確定度在檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量管理中也發(fā)揮著重要作用，為了使檢驗(yàn)檢測工作滿足認(rèn)證、認(rèn)可組織和法定管理機(jī)構(gòu)以及客戶的要求，第三方檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)的運(yùn)作應(yīng)依據(jù)質(zhì)量手冊、體系文件和相關(guān)國家法律法規(guī)。測量不確定度不僅對檢驗(yàn)檢測中臨界值的判定具有指導(dǎo)作用，同時(shí)對提升檢驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量、為質(zhì)量管理中的風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)清單提供支撐、為合格供應(yīng)商的選擇要求以及是否滿足試驗(yàn)要求提供判定依據(jù)等方面也提供很大幫助，測量不確定度的評定對實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量管理工作的提升和改進(jìn)具有重要作用[2]，因此有必要學(xué)習(xí)和掌握測量不確定度的評定方法，并在日常的工作中進(jìn)行檢驗(yàn)檢測參數(shù)測量不確定度的評定。

鋼筋混凝土具有優(yōu)良的耐久性和使用性能、抗壓強(qiáng)度高、經(jīng)濟(jì)耐用、材料廣泛等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代建筑施工中被廣泛使用。但在實(shí)際施工過程中，由于鋼筋保護(hù)層厚度引起的建筑物實(shí)際使用壽命少于設(shè)計(jì)年限度，因此結(jié)合自身的檢驗(yàn)檢測工作對其進(jìn)行測量不確定度的評定，對于實(shí)際的檢驗(yàn)檢測活動具有重要意義。

鋼筋保護(hù)層厚度測量不確定度的評定依據(jù)JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》[3]以及CNAS—GL05：2006《測量不確定度要求的實(shí)施指南》。通過對檢驗(yàn)檢測全過程的梳理從而進(jìn)行測量不確定度分量的確定，繼而通過建立測量過程的模型，即被測量與各輸入量之間的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)不同的分量采取相應(yīng)的不確定度進(jìn)行計(jì)算，最后合成不確定度的計(jì)算。

2 檢測

2.1 目的

采用鋼筋探測儀檢測混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件中混凝土保護(hù)層厚度。

2.2 依據(jù)

JGJ/T 152—2019《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》和JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》。

2.3 設(shè)備

所用儀器參數(shù)見表1。

表1 儀器設(shè)備參數(shù)

2.4 人員

主檢人員：郝麗媛。

2.5 環(huán)境

檢測時(shí)的環(huán)境溫度為23℃。

2.6 程序

根據(jù)設(shè)計(jì)資料中鋼筋的配置，在一體式鋼筋掃描儀中設(shè)定公稱直徑以及量程，選擇避開綁絲和鋼筋接頭的位置進(jìn)行檢測。鋼筋掃描儀在被測物體上均勻移動進(jìn)行掃描，進(jìn)行鋼筋保護(hù)層厚度的讀數(shù)，在相同位置上進(jìn)行2次讀數(shù)，并記錄下掃描儀的示值。

對于鋼筋保護(hù)層厚度結(jié)果的有效性進(jìn)行判斷，若同一位置鋼筋保護(hù)層厚度測試值誤差大于1 mm，不滿足要求需進(jìn)行重新試驗(yàn)。

3 數(shù)學(xué)模型

鋼筋保護(hù)層厚度由一體式鋼筋掃描儀直接讀數(shù)可得，數(shù)學(xué)模型見式（1）。

式中，h—鋼筋保護(hù)層厚度，mm；ha—體式鋼筋掃描儀厚度示值，mm。

4 靈敏系數(shù)

靈敏系數(shù)c如式2所示。

5 不確定度分量的分析

5.1 由重復(fù)性引起的測量不確定度u(a)

采用測量不確定度A類評定方法進(jìn)行評定。同一人員操作同一臺鋼筋保護(hù)層厚度測試儀(HCGY61T)，對同一試件重復(fù)測量10次，結(jié)果見表2。

表2 保護(hù)層厚度檢測結(jié)果

采用貝塞爾公式計(jì)算，結(jié)果見式3~4。

在日常檢驗(yàn)中實(shí)際重復(fù)測量2次，進(jìn)行結(jié)果的計(jì)算，故由測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式5。

5.2 儀器設(shè)備不確定度u（b1）

一體式鋼筋掃描儀引入的測量不確定度，采用B類不確定度進(jìn)行評定。查詢一體式鋼筋掃描儀(HC-GY61T)校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度U=1.0 mm，k=2。其標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式6。

5.3 測量誤差引起的不確定度u（b2）

根據(jù)JGJ/T 152—2019（《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》）中3.3.4規(guī)定的測量方法，同一處讀取的2個(gè)混凝土保護(hù)層厚度檢測值相差大于1 mm時(shí)，該組數(shù)據(jù)無效。最大允許誤差=1 mm，采用B類不確定度進(jìn)行評定，均勻分布，k=，u（b2）見式7。

5.4 探頭移動速度引入的不確定度u（b3）

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，探頭速度引入的不確定度區(qū)間為0.1 mm，采用B類不確定度進(jìn)行評定，均勻分布，k=，u（b3）見式8。

5.5 人員引起的不確定度分量

檢測人員經(jīng)過培訓(xùn)確認(rèn)后進(jìn)行試驗(yàn)，本次試驗(yàn)由同一人員進(jìn)行檢測，符合規(guī)范要求，具有準(zhǔn)確性和科學(xué)性，故人員因素引起的測量不確定度可忽略不計(jì)。

5.6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

不確定分量匯總見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總

6 不確定度計(jì)算

不確定度計(jì)算見式（9）。

取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度見式（10）。

混凝土剪力墻鋼筋保護(hù)層厚度的檢測結(jié)果為h=（43.1±1.6）mm，k=2。

7 結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分析，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行不確定度來源的分析討論，確定對檢驗(yàn)檢測活動中產(chǎn)生實(shí)際影響的分類進(jìn)行A類不確定度和B類不確定度的計(jì)算，計(jì)算出鋼筋保護(hù)層厚度的測量不確定度，是保證今后檢驗(yàn)檢測活動數(shù)據(jù)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)室測量不確定度能力的一種體現(xiàn)。同時(shí)，通過對混凝土剪力墻鋼筋保護(hù)層厚度的測量不確定度進(jìn)行評定，對于日常質(zhì)量管理體系工作也有很大的提升，對檢驗(yàn)檢測全過程管理也起舉足輕重的作用。