石材压缩强度检测结果的不确定度评价

张进京(西安市产品质量监督检验所，陕西 西安710065)

1 前言

压缩强度是石材材质好坏的一个重要性能指标。天然石材因其独具的美观、高雅和耐久，一直受到建筑界的青睐。然而，通常在实验室测量所检测的结果，仅仅表示被测量的近似值或估计值，为了能够合理评定被测量值的分散性，真实反映整个测量过程可靠性，有必要对测量结果的准确度给予说明，使测量结果真实性增强。

根据GB/T9966.1-2001《干燥水饱和冻融循环后压缩强度试验方法》和JJF105-1999《测量不确定度评定与表示》，对大理石板材压缩强度检测结果的不确定度进行评定，分析了不确定度产生的来源和因素。

2 实验

2.1 试件规格：50mm×50mm×50mm

2.2 实验仪器：数显式建材试验机0.01 kN;游标卡尺0.02mm

3 数学模型

式中：P—干燥压缩强度，MPa；F—破坏力，kN；L—试样长度，mm；B—试样宽度，mm；

4 不确定度评定

4.1 不确定度因素来源及分析

根据 公式（1），在检测过程中不确定度有以下方面：

(1)压缩强度重复测量引入的A类标准不确定度u11；(2)长度和宽度重复测量引入的A类标准不确定度u31和u41；(3)最大破坏力引入的B类不确定度u21和u22；(4)游标卡尺引入的B类标准不确定度u32和u42。

4.2 标准不确定度分量

4.2.1 压缩强度相对不确定度u(prel)

4.2.1.1 压缩强度重复性试验所引起的不确定度u11

压缩强度10次测量引入的A类标准不确定度u11；10次的测试数据具体见表1。

表1 测试数据

所以标准不确定度：u11==1.08((MPa)

4.2.1.2 压缩强度测量重复性引入的相对不确定度则为：

4.2..2 最大破坏力引入的B类标准不确定度uFrel

最大破坏力F的测量不确定度来源于数显建材试验机的测量不确定度和校准的不确定度两个方面。

4.2.2.1 使用数显建材试验机的测量最大破坏力不确定度u21

根据生产厂提供的资料，该机的不确定度为u95=1.0%，以正态分布估计，则

4.2.2.2 查数显式建材试验机仪器校准误差±0.002kN,则置信区间半宽为0.2%，以正态分布估计，故

4.2.2.3 最大破坏力相对合成不确定度为：

4.2.3 长度相对标准不确定度u(Lrel)

4.2.3.1 由测量者测量引起的测量误差在±0.04mm，则置信半宽为0.04，以矩形分布估计，则

4.2.3.2 游标卡尺引起的B类不确定度u22

因为测量所用游标卡尺的测量精度为0.02mm，以矩形分布估计，

4.2.3.3 长度合成标准不确定度

4.2.3.4 长度相对合成不确定度

4.2.4 宽度相对标准不确定度u(Brel)

4.2.4.1 由测量者测量引起的测量误差在±0.04mm，则置信半宽为0.04，以矩形分布估计，则

4.2.4.2 游标卡尺引起的B类不确定度u22

因为测量所用游标卡尺的测量精度为0.02mm，以矩形分布估计，

则不确定度

4.2.4.3 宽度合成标准不确定度

4.2.4.4 宽度相对合成不确定度

4.3 合成相对不确定度为：

4.4 抗压强度不确定度

则uc=70.26×1.63%=1.15MPa

4.5 抗压强度扩展不确定度

按正态分布进行扩展不确定度评定，取置信概率为95%，则包含因子k=2.扩展不确定度为：

u=2×1.15=2.30MPa

4.6 结果表示

P=70.26±2.30(MPa)

5 结语

从上述不确定度分量评定分析来看，长度和宽度的测量对抗压强度的不确定度因素影响较小，而测量最大破坏力所使用的数显式建材试验机对抗压强度不确定度影响较大，因此，在每次实验前，应检查仪器设备，调整施压速度，正确操作，以减少不必要的不确定因素的来源。

[1]《干燥水饱和冻融循环后压缩强度试验方法》GB/T9966.1-2001

[2]《测量不确定度评定与表示》JJF1051999