水泥抗壓強度檢測結(jié)果不確定度的評定
1. 概述
1.1 檢測方法:依據(jù)GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法》(ISO法)
1.2 環(huán)境條件:
成型室溫度(20±2)℃,相對濕度不低于50%;
養(yǎng)護箱溫度(20±1)℃,相對濕度不低于90%;
試體養(yǎng)護池水溫:(20±1)℃。
1.3 使用的主要儀器設(shè)備:
水泥膠砂攪拌機,水泥膠砂振實臺,全自動養(yǎng)護箱,WE-300液壓式萬能材料試驗機(示值相對誤差不超過±1.0%,示值相對變動性不超過1.0%)。
1.4 評定結(jié)果的使用
在符合上述條件下,水泥抗壓強度檢驗結(jié)果可使用本不確定度的評定方法。
2. 水泥抗壓強度檢測結(jié)果的不確定度來源
2.1 抗壓試驗機示值引入的不確定度。
2.2 從水泥取樣,樣品制備,稱樣,ISO標準砂,加水量,膠砂攪拌機,振實臺,三聯(lián)試模,刮模,養(yǎng)護及環(huán)境條件,抗壓夾具等諸因素的影響引入的不確定度。
3. 數(shù)學模型
(1)
式中, — 一組抗壓試驗的最終檢驗結(jié)果,MPa;
— n塊試體抗壓強度的算術(shù)平均值,MPa;
n — 一組抗壓試驗的試體塊數(shù),n=6;
δRc — 由2.2款所述諸因素的影響所引入的對一組抗壓試驗的檢驗結(jié)果的“零修正”,MPa。
4. 輸入量的標準不確定度評定
4.1 輸入量 的標準不確定度u 的評定
根據(jù)抗壓強度的計算公式:
Rci=Fci/A=Fci/1600 (2)
式中,F(xiàn)ci — 水泥試體抗壓試驗破壞時的最大荷載,N;
A — 水泥試體受壓部分面積,mm2(40mm×40mm=1600mm2);
Rci — 水泥試體抗壓強度值,MPa。
(注:實際使用的抗壓夾具偏離技術(shù)要求和A的標準值的影響,歸入了2.2款所述的諸因素的影響。)
根據(jù)計量檢定部門給出的檢定證書,抗壓試驗機的示值相對誤差不超過±1.0%,示值相對變動性不超過1.0%。則示值相對誤差分散區(qū)間的半寬λ=1.0%,按均勻分布:
抗壓試驗機的示值相對變動性不超過1.0%,相當于重復性限r(nóng)=1.0%,按重復性限r(nóng)求其標準不確定度分量:
抗壓試驗機示值的相對標準不確定度 urel(Fci)為:
令(2)式中(1/1600)=a,則由(2)式可得Rci的標準不確定度為:
Rci取其最佳估計值即其算術(shù)平均值 ,則有
u(Rci)=0.68%×
而
所以
4.2 輸入量抗壓強度的“零修正”δRc的標準不確定度u(δRc)的評定
輸入量δRc的標準不確定度來源主要是2.2款所述諸因素的影響,采用A類方法進行評定,通過重復性試驗可以得到實驗標準差s。
對編號為01的水泥進行10組抗壓試驗,得到測量列如表1所示。
表1
序 號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
抗壓強度(MPa) |
3d |
21.7 |
21.0 |
21.3 |
20.7 |
21.1 |
22.2 |
21.7 |
21.0 |
21.4 |
20.8 |
28d |
40.9 |
41.6 |
40.7 |
40.2 |
41.3 |
42.0 |
42.0 |
40.8 |
41.1 |
40.3 |
實驗標準差s用塞爾公式計算,可以得到3天抗壓強度的實驗標準差s3d和28天抗壓強度的實驗標準差s28d。
s3d=0.468MPa s28d=0.637MPa
除編號01的水泥樣品外,同樣選擇編號02~05的4個水泥樣品分別進行10次重復性試驗,共得到5個測量列,每個測量列分別按上述方法計算得到實驗標準偏差如表2所示。合并樣本標準差sp按下式計算:
3天和28天的合并樣本標準差也列于表2。
表2
項 目 |
抗壓強度 |
|
3d |
28d |
|
實驗標準差si(MPa) |
s1:0.468 |
s6:0.637 |
s2:0.201 |
s7:0.239 |
|
s3:0.336 |
s8:0.403 |
|
s4:0.322 |
s9:0.421 |
|
s5:0.574 |
s10:0.606 |
|
合并樣本標準差spi(MPa) |
sp1:0.401 |
sp2:0.484 |
所以3天抗壓強度的“零修正”δRc的標準不確定度為:
u(δRc)=sp1=0.401MPa
28抗壓強度的“零修正”δRc的標準不確定度為:
u(δRc)=sp2=0.484MPa
5.合成標準不確定度的評定
由數(shù)學模型(1)式可得
靈敏系數(shù): C1=1 C2=1
5.1標準不確定度分量
1)抗壓試驗機示值引入的標準不確定度分量 :
2)由δRc引入的標準不確定度分量 :
5.2合成標準不確定度 的評定
由于各分量相互獨立,故有:
以WT8003編號水泥為例:
3天抗壓強度檢測結(jié)果 =22.1MPa,其標準不確定度為:
28天抗壓強度檢測結(jié)果 =40.2MPa,其標準不確定度為:
6.擴展不確定度 U的評定
WT8003編號水泥:
3天抗壓強度檢測結(jié)果 =22.1MPa的擴展不確定度為:
k=2
28天抗壓強度檢測結(jié)果 =40.2MPa的擴展不確定度為:
k=2
7.不確定度報告
WT8003編號水泥3天抗壓強度 =22.1MPa的擴展不確定度為 U3d=0.8MPa,28天抗壓強度 =40.2MPa的擴展不確定度為U28d =1.0MPa,所給出的擴展不確定度都是由合成標準不確定度乘以包含因子k=2得到的。
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