颜碧兰:水泥新国标介绍及对水泥企业影响
新标准对水泥行业生产会带来什么影响?水泥企业应该重点关注哪些变化?
本文论述了对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;
δRc — 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:
Rci=Fci/A=Fci/1600 (2)
式中,Fci — 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);
Rci — 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Rci的标准不确定度为:
Rci取其最佳估计值即其算术平均值 ,则有
u(Rci)=0.68%×
而
所以
4.2 输入量抗压强度的“零修正”δRc的标准不确定度u(δRc)的评定
输入量δRc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
序 号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
抗压强度(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 |
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s3d和28天抗压强度的实验标准差s28d。
s3d=0.468MPa s28d=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sp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
项 目 |
抗压强度 |
|
3d |
28d |
|
实验标准差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 |
|
合并样本标准差spi(MPa) |
sp1:0.401 |
sp2:0.484 |
所以3天抗压强度的“零修正”δRc的标准不确定度为:
u(δRc)=sp1=0.401MPa
28抗压强度的“零修正”δRc的标准不确定度为:
u(δRc)=sp2=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 U3d=0.8MPa,28天抗压强度 =40.2MPa的扩展不确定度为U28d =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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