石材壓縮強度檢測結果的不確定度評價

張進京(西安市產品質量監督檢驗所，陜西 西安710065)

1 前言

壓縮強度是石材材質好壞的一個重要性能指標。天然石材因其獨具的美觀、高雅和耐久，一直受到建筑界的青睞。然而，通常在實驗室測量所檢測的結果，僅僅表示被測量的近似值或估計值，為了能夠合理評定被測量值的分散性，真實反映整個測量過程可靠性，有必要對測量結果的準確度給予說明，使測量結果真實性增強。

根據GB/T9966.1-2001《干燥水飽和凍融循環后壓縮強度試驗方法》和JJF105-1999《測量不確定度評定與表示》，對大理石板材壓縮強度檢測結果的不確定度進行評定，分析了不確定度產生的來源和因素。

2 實驗

2.1 試件規格：50mm×50mm×50mm

2.2 實驗儀器：數顯式建材試驗機0.01 kN;游標卡尺0.02mm

3 數學模型

式中：P—干燥壓縮強度，MPa；F—破壞力，kN；L—試樣長度，mm；B—試樣寬度，mm；

4 不確定度評定

4.1 不確定度因素來源及分析

根據 公式（1），在檢測過程中不確定度有以下方面：

(1)壓縮強度重復測量引入的A類標準不確定度u11；(2)長度和寬度重復測量引入的A類標準不確定度u31和u41；(3)最大破壞力引入的B類不確定度u21和u22；(4)游標卡尺引入的B類標準不確定度u32和u42。

4.2 標準不確定度分量

4.2.1 壓縮強度相對不確定度u(prel)

4.2.1.1 壓縮強度重復性試驗所引起的不確定度u11

壓縮強度10次測量引入的A類標準不確定度u11；10次的測試數據具體見表1。

表1 測試數據

所以標準不確定度：u11==1.08((MPa)

4.2.1.2 壓縮強度測量重復性引入的相對不確定度則為：

4.2..2 最大破壞力引入的B類標準不確定度uFrel

最大破壞力F的測量不確定度來源于數顯建材試驗機的測量不確定度和校準的不確定度兩個方面。

4.2.2.1 使用數顯建材試驗機的測量最大破壞力不確定度u21

根據生產廠提供的資料，該機的不確定度為u95=1.0%，以正態分布估計，則

4.2.2.2 查數顯式建材試驗機儀器校準誤差±0.002kN,則置信區間半寬為0.2%，以正態分布估計，故

4.2.2.3 最大破壞力相對合成不確定度為：

4.2.3 長度相對標準不確定度u(Lrel)

4.2.3.1 由測量者測量引起的測量誤差在±0.04mm，則置信半寬為0.04，以矩形分布估計，則

4.2.3.2 游標卡尺引起的B類不確定度u22

因為測量所用游標卡尺的測量精度為0.02mm，以矩形分布估計，

4.2.3.3 長度合成標準不確定度

4.2.3.4 長度相對合成不確定度

4.2.4 寬度相對標準不確定度u(Brel)

4.2.4.1 由測量者測量引起的測量誤差在±0.04mm，則置信半寬為0.04，以矩形分布估計，則

4.2.4.2 游標卡尺引起的B類不確定度u22

因為測量所用游標卡尺的測量精度為0.02mm，以矩形分布估計，

則不確定度

4.2.4.3 寬度合成標準不確定度

4.2.4.4 寬度相對合成不確定度

4.3 合成相對不確定度為：

4.4 抗壓強度不確定度

則uc=70.26×1.63%=1.15MPa

4.5 抗壓強度擴展不確定度

按正態分布進行擴展不確定度評定，取置信概率為95%，則包含因子k=2.擴展不確定度為：

u=2×1.15=2.30MPa

4.6 結果表示

P=70.26±2.30(MPa)

5 結語

從上述不確定度分量評定分析來看，長度和寬度的測量對抗壓強度的不確定度因素影響較小，而測量最大破壞力所使用的數顯式建材試驗機對抗壓強度不確定度影響較大，因此，在每次實驗前，應檢查儀器設備，調整施壓速度，正確操作，以減少不必要的不確定因素的來源。

[1]《干燥水飽和凍融循環后壓縮強度試驗方法》GB/T9966.1-2001

[2]《測量不確定度評定與表示》JJF1051999