水泥抗压强度检测结果不确定度的评定

1. 概述

1.1 检测方法：依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》（ISO法）

1.2 环境条件：

   成型室温度(20±2)℃，相对湿度不低于50%；

   养护箱温度(20±1)℃，相对湿度不低于90%；

   试体养护池水温：(20±1)℃。

1.3 使用的主要仪器设备：

   水泥胶砂搅拌机，水泥胶砂振实台，全自动养护箱，WE-300液压式万能材料试验机(示值相对误差不超过±1.0%，示值相对变动性不超过1.0%)。

1.4 评定结果的使用

   在符合上述条件下，水泥抗压强度检验结果可使用本不确定度的评定方法。

2. 水泥抗压强度检测结果的不确定度来源

2.1 抗压试验机示值引入的不确定度。

2.2 从水泥取样，样品制备，称样，ISO标准砂，加水量，胶砂搅拌机，振实台，三联试模，刮模，养护及环境条件，抗压夹具等诸因素的影响引入的不确定度。

3. 数学模型

   （1）

式中， — 一组抗压试验的最终检验结果，MPa；

 — n块试体抗压强度的算术平均值，MPa；

n — 一组抗压试验的试体块数，n=6；

δR_c — 由2.2款所述诸因素的影响所引入的对一组抗压试验的检验结果的“零修正”，MPa。

4. 输入量的标准不确定度评定

4.1 输入量 的标准不确定度u 的评定

根据抗压强度的计算公式：

    R_ci=F_ci/A=F_ci/1600                                                      （2）

式中，F_ci — 水泥试体抗压试验破坏时的最大荷载，N；

       A — 水泥试体受压部分面积，mm²（40mm×40mm=1600mm²）；      

 R_ci — 水泥试体抗压强度值，MPa。

   （注：实际使用的抗压夹具偏离技术要求和A的标准值的影响，归入了2.2款所述的诸因素的影响。）

    根据计量检定部门给出的检定证书，抗压试验机的示值相对误差不超过±1.0%，示值相对变动性不超过1.0%。则示值相对误差分散区间的半宽λ=1.0%，按均匀分布：

抗压试验机的示值相对变动性不超过1.0%，相当于重复性限r=1.0%，按重复性限r求其标准不确定度分量：

抗压试验机示值的相对标准不确定度 urel(Fci)为：

令(2)式中（1/1600）=a，则由（2）式可得R_ci的标准不确定度为：

R_ci取其最佳估计值即其算术平均值 ，则有

u(R_ci)=0.68%×

而

所以

4.2 输入量抗压强度的“零修正”δR_c的标准不确定度u(δR_c)的评定

输入量δR_c的标准不确定度来源主要是2.2款所述诸因素的影响，采用A类方法进行评定，通过重复性试验可以得到实验标准差s。

对编号为01的水泥进行10组抗压试验，得到测量列如表1所示。

表1 

实验标准差s用塞尔公式计算,可以得到3天抗压强度的实验标准差s_3d和28天抗压强度的实验标准差s_28d。

s_3d=0.468MPa                    s_28d=0.637MPa

除编号01的水泥样品外，同样选择编号02～05的4个水泥样品分别进行10次重复性试验，共得到5个测量列，每个测量列分别按上述方法计算得到实验标准偏差如表2所示。合并样本标准差s_p按下式计算：

3天和28天的合并样本标准差也列于表2。

表2

所以3天抗压强度的“零修正”δRc的标准不确定度为：

         u(δRc)=s_p1=0.401MPa

28抗压强度的“零修正”δRc的标准不确定度为：

         u(δRc)=s_p2=0.484MPa

5.合成标准不确定度的评定　

由数学模型（1）式可得

灵敏系数：　C₁=1  　C₂=1  

5.1标准不确定度分量

   1）抗压试验机示值引入的标准不确定度分量 ：

   2）由δRc引入的标准不确定度分量 ：

5.2合成标准不确定度 的评定

   由于各分量相互独立，故有：

   以WT8003编号水泥为例：

   3天抗压强度检测结果 =22.1MPa，其标准不确定度为：

   28天抗压强度检测结果 =40.2MPa，其标准不确定度为：

6.扩展不确定度 U的评定

WT8003编号水泥：

   3天抗压强度检测结果 =22.1MPa的扩展不确定度为：

 k=2

   28天抗压强度检测结果 =40.2MPa的扩展不确定度为:

 k=2

7.不确定度报告

WT8003编号水泥3天抗压强度 =22.1MPa的扩展不确定度为 U_3d=0.8MPa，28天抗压强度 =40.2MPa的扩展不确定度为U_28d =1.0MPa，所给出的扩展不确定度都是由合成标准不确定度乘以包含因子k=2得到的。

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