关于工程材料检测中不确定度的评定方法分析

发表时间：2018-11-14T20:09:23.403Z 来源：《基层建设》2018年第28期 作者： 姜金凤

[导读] 摘要：工程材料的质量直接关系到工程项目的耐久性和安全性，这就意味着，建筑单位应该加强对工程材料的检测工作，特别是对建筑材料的不确定度应该加强监测工作，保障建筑材料能够万无一失，并源源不断地为建筑工程提供质量保障。 南京市房建工程检测中心试验室 江苏南京 210007

摘要：工程材料的质量直接关系到工程项目的耐久性和安全性，这就意味着，建筑单位应该加强对工程材料的检测工作，特别是对建筑材料的不确定度应该加强监测工作，保障建筑材料能够万无一失，并源源不断地为建筑工程提供质量保障。但是受到目前的技术条件和施工条件的限制，建筑材料的检测工作难度越来越大。本文在对工程材料检测和不确定度的内涵进行阐述的基础上，结合具体案例，提出了几种材料检测中不确定度的评定方法，为其他工程的材料检测中不确定度的评定工作提供借鉴。 关键词：工程项目；施工材料；不确定度；评定方法

引言：在工程项目施工的过程中，从确定下项目开始，到最后的竣工结束，需要多个部门和多个程序的共同配合，才能最终完成。考虑到工程材料的检测和评定工作贯穿于整个工程项目中，工程材料的检测中不确定度的评定要经过多个程序和多个阶段，无论是采购部门还是材料管理部门，甚至是建筑单位内部的财务部门都要参与到工程项目的材料不确定检测中。此外，由于每种建筑的功能不同，无论是在储存方法上还是储存环境上，都会有所区别，所以在对不同的工程材料进行不确定度检测的时候，也要使用不同的评定手段来进行，甚至可以将多种不同的评定手段结合起来使用，这样才能为建筑工程的质量提供材料上的保障。 一、工程材料检测和不确定度概述 1、工程材料检测

在目前的建筑工程项目中的材料应用范围较为广泛，也是目前工程中最值得我们关注和重视的一部分。就目前的材料选择中，随着我国生产技术的提高，各种新材料、新工艺不断的涌现了出来，也促使了各种新材料的不断出现。这就给工程材料检测带来了一定的不便和影响。由于在目前的社会发展中，建筑工程材料不仅局限于防水、防潮等多种因素的影响，同时也促使了各种材料质量要求的提高和工作模式。由于在施工中材料质量直接决定着整个工程的施工质量，因此我们就必须要对建筑材料进行全面、深入和系统的检测。

一般在材料检测中，首先要确定检测项目，由于施工中各种材料的应用复杂繁琐，材料体系项目众多，因此在检测的过程中需要对材料进行一定的分类和归纳，然后按照国家、行业以及当地建设部门的规定进行全面、系统分析。其次，在材料选择中必须要使得材料具备良好的代表性，一般都是每一批材料抽取其中具有代表性的样品来进行监测，这样的实验结果直接关系着材料检测的准确性。但是，在实际检测中经常会出现取样不具有代表性、取样的数量不够、取样方法不正确等问题。要提高建筑材料的质量就是要使材料质量，材料质量检测的频数应满足相关规定。 2、不确定度概念

测量误差和测量不确定度都是表征测量结果的参数。根据ＶＩＭ（国际通用计量学基本术语）的规定，测量误差被定义为“测量结果减去被测量的真值”；而测量不确定度被定义为“与测量结果相联系的参数，表征合理地赋予被测量值的分散性”。我国过去长期采用测量误差来表征测量结果的离散性，因为根据我国传统的最大测量误差理论，测量仪器提供的检测结果中实际上已经包含了该测量结果的测量误差和溯源性方面的信息。例如：当采用一把游标卡尺去检测一个工件的外形尺寸时，所获得的虽然是该工件的外形尺寸检测值，但实际上其中包含了两个信息：一个是检测结果的溯源性，另一个是这个检测结果的离散性（也称测量误差）。只不过这两者都是通过对该游标卡尺进行计量检定而被赋予了该游标卡尺后，再通过检定合格的游标卡尺赋予给了该工件的检测值。 二、材料检测中不确定度的评定方法 1、工程概况

从原则上讲，在给出任何测量结果的同时均应该给出测量结果的不确定度。在国家实验室认可工作中，ISO/IEC17025：1999标准规定，检测实验室应该有能力对所有的检测结果进行不确定度的评定。本文结合“工程试验检测中心”国家实验室认可工作，对测量不确定度评定中，如何建立数学模型，如何分析与计算不确定度分量，非线形数学模型处理，包含因子的取值，以及是否需要计算自由因子等问题，提供一些具体的实用性的解决思路。本方法适合于检测实验室的测量不确定度的评定。 2、试验原理

钢筋试件的截面为圆形。拉伸强度以试验过程中最大作用力除以试件的截面积表示。忽略温度和应变率对测量结果的影响。试件直径用千分尺测量。 3、数学模型

第一步找出所有对测量结果有影响的影响量，即所有的测量不确定度来源，再建立满足测量所要求准确度的数学模型。在温度和其他条件不变时，钢筋拉伸强度表示为：u2crel（Rm）=u2rel（F）+4u2rel（d）式中，Rm—抗拉强度（MPa）；F—试件断裂时的拉力（N）；S—试件截面积（mm2）；d—试件直径（mm）。由于上述数学模型存在显著的非线形，所以不确定度传播定律中的所有不确定度全部改用相对不确定度来表示，而不需考虑高阶项。 4、测量不确定度的评定步骤 4.1直径测量引入的不确定度分量

试件标称直径10mm，直径测量不确定度由两部分组成，即千分尺的示值误差导致的不确定度和操作者所引入的测量不确定度。 4.2拉力Fm测量所引入的不确定度分量

拉力F的测量不确定度来源于仪器校准的不确定度，仪器的测量不确定度和读数不确定度等方面。以满刻度为200KN，分度值为0.5KN的指针式仪表为例，若可以估读到五分之一分度，即0.1KN，依相对值估计为0.05%。由于被测件不一定在满刻度处断裂，并且在选择仪器的测量范围时通常使断裂时指针的位置不小于满刻度的五分之一。 5、测量不确定度报告

拉伸强度Rm=（509.3±5.6）MPa。其中扩展不确定度U=5.6MPa是由标准不确定度uc=2.8MPa乘以包含因子k=2得到。 6、评定方法效果评价

一般情况下，建筑工程的相关材料检测队伍都是使用普通的材料检测手段，来对材料的不确定度进行检测，但是有些材料的材质比较特殊，在加上受到环境的影响，可能会出现各种各样的突发状况，所以使用上文所述的手段，来评测工程材料的不确定度，能够有效规避由于环境的不确定而引发的意外状况。最重要的是，该种评定手段无论是在评定结果的有效性上，还是评定结果的科学性上，都表现出了较强的专业性，我们知道，专业性更强的材料不确定风险评测手段能够有效为整个工程项目的质量提供保障，反之，如果材料不确定度评测的手段不够科学和专业，轻则会影响到工程施工中材料的使用，甚至会对工程埋下巨大的安全隐患，所以本文中使用的科学性和专业性更强的评测手段，对于整个建筑工程的质量和耐久性的提升是十分有利的。

结语：综上所述，工程建筑材料作为对工程项目安全性产生直接影响的重要部分，在使用的过程中可能会出现各种各样的问题，为了确保工程材料的万无一失，必须要对工程材料的不确定度进行检测。但是受到技术条件发展现状的限制，现有的常规的不确定度测评手段无法全面地对其进行检测，这就需要国家加大科学研究力度，投入更多的经费用于个工程材料的不确定度检测中，也可以使用多种评测手段相结合的方法，来对材料的耐久性和质量进行检测。 参考文献：

[1]尹冬.工程材料检测中不确定度的评定方法研究[J].科技与企业，2013（9）：243-243. [2]黄秋锋，江建.工程材料检测中不确定度的评定方法研究[J].卷宗，2012（3）：189-189.

[3]王承忠.测量不确定度基本原理和评定方法及在材料检测中的评定实例[J].理化检验-物理分册，2013，49（9）：597-604.