普通混凝土小型空心砌块抗压强度检测的不确定度分析.pdf

文 章编 号 ：1 0 0 7 — 0 4 6 X ( 2 0 1 5 ) 0 6 — 0 0 4 5 — 0 2 生 态建材 普通混凝土小型空心砌块抗压强度检测的不确定度分析 U n c e r t a i n t ) ， A n a l y s i s o f C o m p r e s s i v e S t r e n g t h T e s t i n g o f S m a l l O r d i n a r y C o n c r e t e H o l l o w B l o c k 姚伟 ( 上海建科检验有限公司，上海2 0 1 1 0 8 ) 摘要：普通混凝土小型空心砌块抗压强度是评定其质量的重要指标。详细介绍测定普通混凝土小型空心砌块抗压 强度的步骤、计算数学模型、影响测量不确定度的因素；为业内人 员提供经验 ，从而实现对小型空心砖的 有 效监控 。 关键词 ：普通混凝土小型空心砌块；不确定度 ；抗压强度检测 中图分 类号 ：T U5 2 2 ． 1 + 9 文献标 志码 ：B 0 前 言 普通混凝土小型空心砌块是以水泥或粉煤灰为胶凝 材料，添加砂石等粗细集料，经计量配料加水搅拌，振 动加压成型，经养护制成的具有一定空心率的砌块材料， 简称小型空心砌块。小型空心砌块主规格尺寸为 3 9 0 m m1 9 0 m m1 9 0 m m，其他规格尺寸可由供需双方协 商。它适用于一般工业与民用建筑的砌块房屋，尤其是 适用于多层建筑的承重墙体及框架结构填充墙。上海有 资质生产小型空心砌块的厂家近 2 0 0家，年生产量约在 3 0 0万 m ， 。由于抗压强度是评定小型空心砌块质量的重 要指标，因此，提高抗压强度检测的准确度，从而实现 对小型空心砌块质量的有效监控是必须的。 1 抗压强度不确定度分析 1 ． 1 检测过程 测量对象：普通混凝土小型空心砌块 ( 3 9 0 m m1 9 0 m m1 9 0 m m)。 测量依据 G B ／ T 8 2 3 9 --2 0 1 4 ( ( 普通混凝土小型砌块》 。 测量仪器：Y E 一 2 0 0 0 A液压试验机 ( 测量范围：0 ～ 2 0 0 0 k N ，准 确 度：1 级 ) 、钢 卷 尺 ( 测 量 范 围0 ~ 2 0 0 0 m m ，精确度 1 m m，示值误差 1 m m o 测量环境：温度 ( 2 0 5 )℃，相对湿( 5 0 1 0 ) ％R H 测量方法： 根据 G B ／ T 8 2 3 9—2 0 1 4标准，从外观质 量和尺寸偏差合格的同一批空心砌块中取 5块试样，在 标准规定的环境条件下放至恒重后，采用坐浆法制作试 件，在标准条件下养护 3 d后，测量试件长度 ( ) 和宽 度 ( B) ，将试件放在试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 算术平均值和单个试件的最小值来表示。 评定方法：按照 J J F 1 0 5 9 ． 1 —2 0 1 2 《 测量不确定度评 定与表示》中方法进行评定。 1 ．2 建立数学模型 R= P ／ L B ( 1 ) 式中，R 一抗压强度，M P a ； P一最大破坏荷载，N ； 一 受压面长度，m m； 一 受压面宽度 ，m m 。 因为试件的破坏荷载、受压面长度、受压面宽度均 为独立存在，所以 ( R) =u ( P) + ( 三) + “ ( ) ( 2 ) 而重复测量引起的不确定度和检测设备引起的不确 定度相互独立，其中： ( P) = ( X ) + ( X ， ) ； U ( 三) =U ( X ) + 甜 ( ) ； 6 ／ 2 0 1 5 粉煤灰 4 5 U ( ) =U ( X ) +U ( X ) 式中U( ) 一 重复测量破坏荷载引起的不确定度； U( X ， ) 一 材料试验机自身引起的不确定度； U( ) 一 重复测量受压面长度的不确定度； U( ) 一 钢卷尺示值误差引起的不确定度； U( X ) 一 重复测量受压面宽度的不确定度； “( ) 一 钢卷尺示值误差引起的不确定度。 2 不确定度评定 2 ． 1 标准不确定度的评定 根据 J J F 1 0 5 9 ． 1 —2 0 l 2 《 测量不确定度评定与表示》 的规定，U( X ． ) 、U( X ) 、U( X ) 均为重复检测造成的 不确定度， 应采取 A类方法进行评定；U( X ， ) 、U( ) 、 U( ) 是通过校准证书获取的评定信息对项目进行不确 定度评定，应采取 B类方法进行评定。 2 ． 1 ． 1 A类方法的评定 ( 1 ) 重复测量破坏荷载引起的不确定度 U ( X ) 的确定， 见表 1 。 表 1 抗压强度检测数据 表 抗压强度检测数据 通过表 1 可知，破坏荷载的平均值为 6 1 9 k N，按 s ( P ) =』击 (x 一 ) = 2 9 ． 0 7 k N ， 标 准 不 确定 度 ’ ( 1 ) -----S( P) ／ ： 1 3 ． O 0 k N ， 相对标 准不确定度 为 U( ) = “ ’( 1 ) ／ x ( t , ) = 1 3 ． 0 0 ／ 6 1 9 = 2 ． 1 0 ％。 ( 2 ) 重复测量受压面长度的不确定度 U( ) 的确定。 通过表 1 可知，受压面长度的平均值为 3 9 0 m m， 按 s ( 三 ) =f 主 (x l_ ) = 0 ．8 4 m m ， 标准不确定度“ ’ ( 3 ) = s( L) ／ = 0 ． 3 7 5 m m ， 相对标准不确定度为 u( x ) = “ ’( x 3 ) ／ x ( L ) = o ． 3 7 5 ／ 3 9 0 = 0 ． 0 9 6 ％。 ( 3 ) 重复测量受压面宽度的不确定度 U ( ) 的确定。 通过表 1 可知，受压面宽度的平均值为 1 9 0 m m， 按 s ( ) = ／ 主 (x 广 ) = 0 ．7 1 m m ， 标准 不确定度“ ’ ( ) ---- 8 ( B) ／ = 0 ． 3 1 7 m m ， 相对标准不确定度为 u( ) = “ ’ ( 5 ) ／ x ) = 0 ． 3 1 7 ／ 1 9 0 = 0 ． 1 6 7 ％。 2 ． 1 ． 2 B类方法的评定 ( 1 ) 材料试验机自身引起的不确定度 U( ， ) 的确定。 材料试验机的不准确度由材料试验机准确度等级引起的 4 6 CoAL ASH 6 ／ 20 1 5 不确定度和人员操作过程中加荷速度偏差引起的不确定 度组成，且这两种引入的不确定度相互独立。 ① 由材料试验机准确度等级引起的不确定度分量 U ( X ) 。材料试验机准确度等级 1级，其引起的不确定度 服从均布分布，所以取 ．]} = 、 ，相对标准不确定度为 “ ( x 2 A ) = 1 ％／ √ 3= 0 ． 5 8 ％。 ② 由加荷速度偏差引起的不确定度分量 U( ， ) 。检 测人员持证上岗，可以保证加荷速度偏差引起的不确定 度分量处于较小水平， 相对标准不确定度为U( X ， ) = 1 ％。 因此，材料试验机自身引起的不确定度 U( ， ) =U ( 2 A ) + “( 2 B ) = 0 ． 5 8 ％+ 1 ％= 1 ． 5 8 ％。 ( 2 ) 钢卷尺示值误差引起的不确定度 U( X ) 。钢卷 尺的示值误差为 1 m m，引起不确定度按均匀分布来取值， 所以 取 =、 厂 j 『 ， 相对标准不确定度为u (x ) = “ ) = 1 ／, 2 2 3 9 0 = 0 ． 1 5 ％ 。 ( 3 ) 钢卷尺示值误差引起的不确定度 U( X ) 。钢卷 尺的示值误差为 l m m，引起不确定度按均匀分布来取值， 所以 取尼 =、 厂 j 『 ， 相对标准不确定度为u (x ) = “ ) = 1 人 1 9 0 = 0 ． 3 0 ％ 2 ． 2 合成不确定度 U ( R) =U ( P) +U ( L) +U ( B) =U ( X I ) +U ( 2 )+ “ ( X 3 )+ U ( 4 )+ U ( 5 )+ U ( 6 ) ： 2 ． 1 0 2 +1 ． 5 8 2 + 0． 0 9 6 2 + 0 ． 1 5 2 + 0 ． 1 6 7 2 + 0 ． 3 0 2 =7 ． 0 6 。 所以 U( R) = ( 2 ． 6 6 ％X 8 ． 4 ) MP a = O ． 2 M P a 。 2 ．3 扩展不确定度 取扩展因子k = 2 ， 则 U( R) = k “( R) = 0 ． 4 M P a 。 2 ．4 不确定度报告 抗压强度不确定度报告形式 ： =( 8 ． 4 0 ． 4 ) M P a ， k = 2。 3 结 论 从不确定度的合成中可以看出，人员和设备是影响 抗压强度测量不确定度的主要因素。 收稿E t 期： 2 0 1 5年 7月 6日