测量不确定度在水泥检测中的应用

洪梅

摘要：在水泥检测的过程中，主要便是对水泥的胶砂强度进行测试。测量不确定度，可以有效的反映出水泥胶砂的强度。本文通过对六组水泥进行28天抗压强度试验，依照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》与《测量不确定度评定与表示》等相关规定，对测量不确定度在水泥检测中的应用与结果进行了简要的分析。

关键词：不确定度；水泥检测；抗压强度

正式加入世界贸易组织以后，为了提高我国水泥检测的水平和国际地位，许多水泥检测实验室陆续通过申请的方式，通过了国家实验室的认可。测量不确定度，作为新标准中的新要求，已经成为了水泥检测实验室必要的评估程序之一。因此，本文对其在水泥检测中的应用进行了简要的论述。

一、水泥检测的方法

1.检测方法

在水泥的检测过程中，主要是对水泥的胶砂强度进行检验。因此，要严格遵守GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》的相关规定。在试验检测的过程中，要始终将实验室内的温度与湿度以及养护箱内的条件保持在试验检测要求的标准之上，对于试件养護池的温度也维持在标准水平上，确保各项数据始终可以满足试验检测的相关要求，不论是超出标准还是达不到标准，都会对试验检测的准确性都会造成严重的影响。

2.检测设备与过程

（1）设备介绍

在水泥检测的过程中，要注意设备的选择，合理的选用设备是实验成功的关键要素之一。在本次实验中，主要使用到的设备有：水泥胶砂搅拌机JJ-5、水泥试件标准养护柜ISO-Ⅱ、水泥胶砂振实台ZS-5、微机全自动水泥压折试验机YAW-300D。主要使用的材料有：标准砂与水泥。

（2）检测过程

首先，将制作好的试块放入事先准备好的养护箱中，在经过二十四个小时的养护之后，再将其移至养护池。使其在标准的水温之下，养护二十八天。

其次，通过对试块二十八天的养护培育，然后将其取出，移动到微机全自动水泥压折试验机上进行抗压强度试验。

最终，将取出后的试块，按照三个棱柱试验体为一组的形式，将三个组合并后的结果，进行抗压强度的测试，并通过科学的方法将结果进行有效的计算。得到的三个抗压强度测定值的算数平均数即为我们最终得出的试验结果。为了方便观测与计算，本次试验一共做了六组，具体如表1所示：

（3）检测结果

通过对表1的观察，我们可以看出，在不同的阶段与不同的小组中，二十八天的抗压强度是不同的。因此，若要对其进行比较，必须要通过建立数学模型的方法来对其进行评定。Y=R（X1+X2……X3）+ΔF，而Y则代表了表中所示的二十八天抗压强度数值，ΔF 代表了压力试验中有可能出现的及仪器设备误差，X代表了试验过程中存在的各种思想。其中包括：水泥、标准砂以及水源的不均匀性，配合比存在的误差，搅拌、成型、养护中存在的不均匀性，加荷出现偏心或者速度不均匀等情况。除此之外，还要加强对试验操作人员的技术管理与培训，提高试验人员的工作水平，确保检测结果的真实性与准确性。

1.不确定度的定义

不确定度需要通过对实际情况的测量来获得，因此也叫做测量不确定度，主要是指由于测量误差导致测量结果无法确定的程度，是表征合理的赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的系数，它表明了测量结果的可能程度，是被测量真值所处量值范围的评定。对一个具体的测量结果来说，不确定度是指测量值附近的一个范围，以及真值落于其中的概率。不确定度越小，测量结果的可信度就越高。反之，则测量结果的可信度就会降低。

2.不确定度的来源

不确定度的产生，主要来源于其测量过程中参考的标准，以及物质、方法与设备。影响水泥胶砂强度不确定度的因素主要包括：试验的测量误差导致测量结果的不确定度；标准砂在引入过程中，存在的不确定度；支撑试验棱柱体之间距离而引入的不确定度；棱柱体正方形截面的边长引入的不确定度；试验重复性引入的不确定度。

三、测量不确定度在水泥检测中的应用

1.棱柱体正方形截面的边长引入的不确定度

在试验的过程中，实验体主要是使用三联水泥胶砂试模浇筑成型的。因此，其截面边长所产生的误差就是三联水泥胶砂试模的尺寸误差。根据《水泥胶砂试模》的相关规定，水泥胶砂试模高度的最大误差值是有限的。因此，可以通过计算来推断出正方形截面的边长最大误差值。

2.水泥胶砂抗折试验机测量误差引入的不确定度

通过对试验机使用说明书的观察我们可以得出，其最大的误差值为0.4%，误差分布较为均匀。因此，只需得到包含因子的数值，使用最大误差值/包含因子就可得出试验机的相对标准不确定度。假设包含因子的数值为1.7，那么试验机的相对标准不确定度值就等于0.4%/1.7 。

3.标准砂引入的不确定度

根据《水泥胶砂强度检测方法》（简称ISO）的相关规定，标准砂在引入的过程中，可以通过计算公式来算出ISO标准砂引入的相对标准不确定度。取置信概率为95%，由于其正态分布，包含因子为1.96.ISO标准砂引入的相对标准不确定度为5%/1.96，最终得出的标准不确定度数值为2.55%。

4.试验重复性引入的不确定度

产生试验重复性不确定度的原因主要是由于随机效应所导致的，具体来源主要包括以下几个方面：试件在制作过程中由于水泥不均匀所导致的；ISO标准砂配比出现偏差所导致的；水泥和水的比例存在误差；在成型或振实的过程中设备不稳定所导致的。在计算的过程中，可以保持重复性的条件不变，使用同一强度等级的普通硅酸盐水泥样本做成二十八天强度试验，依然采取三块一组的方法，将试验分为十组来进行，最终计算出水泥胶砂强度的平均值。

四、总结

通过对水泥胶砂二十八天强度的检测试验，并使用测量不确定度对水泥胶砂强度进行了分析与评定，取得了一定的成果。但是，在实际的应用过程中，由于我国的水泥检测技术并不完善，在测试的过程中，还存在着许多急需调整的部分。因此，在未来的发展过程中，要重视测量不确定度在水泥检测中的作用，提高其在水泥检测中的应用。

参考文献：

[1]刘亚力，刘建林.水泥胶砂二十八天抗压强度试验测量不确定度评定[J].天津科技，2013（03）.

[2]刘利民，智建宁.水泥胶砂强度检测中的测量不确定度评定[J].江西建材，2014（10）.