钢筋抗拉强度检测结果不确定度的探讨分析

钢筋抗拉强度检测结果不确定度的探讨分析

何兴文

深圳市太科检测有限公司 

摘要：为全面提升钢筋抗拉强度检测准确性，要全面分析造成试验分析误差的原因，从而更好地评估具体参数，以便于能更好地维持钢筋应用质量效果，减少质量处理不当造成的安全隐患。本文介绍了钢筋抗拉强度检测结果不确定度产生的原因，并对钢筋抗拉强度检测结果不确定度评定内容展开讨论。

关键词：钢筋抗拉强度检测；不确定度；原因；评定

    随着建筑工程项目的不断发展，钢筋作为主要施工材料，其质量受到了更多的关注，在工程开始前要落实规范化检测流程，只有各项基数满足检验标准才能投入使用，维持整体建筑工程项目安全性，实现经济效益和安全效益和谐统一的目标。

一、钢筋抗拉强度检测结果不确定度产生原因

在钢筋抗拉强度检测工序中，拉伸试验能有效完成金属材料质量评定检测，但是，在实际测试过程中，却也存在一些外界影响因素，制约钢筋抗拉强度检测结果的准确性。

（一）取样和试样制备

    对于钢筋抗拉强度检测工作而言，取样工作是非常关键的环节，任何作业中存在的异常现象都会对最终的检测结果形成作用，出现不确定度。

第一，取样的位置会对最终的检测结果产生不同程度的影响，由于钢筋结构铸造过程中存在工艺缺陷或者是分布不均匀等问题，使得加工变形现象较为常见，此时，就会造成钢筋结构不同位置的力学性能存在差异，就算是同一个位置进行取样，不同取样方向也会影响最终的力学性能检测结果[1]。

第二，试样的尺寸和形状，正是因为金属材料截面位置的差异性，使得检测结果也存在一定的差异。

第三，试样制备过程，试样制备要完成样坯切取处理，要预防力学性能受热或者是加工硬化造成的变形问题，所以，取样要选取同批次的钢筋，并且避开钢筋结构的两端，尽量选取中间位置，才能真正突出试验检测分析数据的代表性。

（二）试验设备和仪器

    主要是从钢筋抗拉强度试验设备以及试验测试仪器两个方面进行分析。

1.试验设备

在钢筋抗拉强度检测过程中，一般会应用万能试验机完成作业，一旦操作中出现试样夹取位置偏移、弯曲、不平直等情况，都会造成受力不同轴现象，形成试验误差。基于此，要在试验操作开始前对设备进行校准和检定处理。

2.测量仪器

    测量工作中最常应用的就是游标卡尺，而在测量的过程中，若是游标卡尺存在零点偏离、砧面被污染等现象，都会影响测量精度，基于此，在游标卡尺测量工作开始前，要对其进行校对处理。

（三）操作流程

对钢筋抗拉强度检测工作产生影响最为直观的因素就是试验操作过程，尤其是夹取的方式。若是工作人员没有依据实际需求对夹具予以优选，就会造成夹持试样结构稳定性不足的问题，甚至直接影响后续环节的推进。另外，人为因素造成夹持方法错误，也会出现钢筋滑脱或者是折断现象，最终结果的有效性不足，影响整体检测结果的实际价值。

二、钢筋抗拉强度检测结果不确定度评定内容

    为全面提升钢筋抗拉强度检测结果不确定的控制水平，要整合具体的测算分析模式，全面了解不确定度和误差之间的关联性，并结合具体检测进程完成不确定度的评定工作，最大化实现质量控制和检测分析目标。

（一）检测误差和结果不确定度的关联性

钢筋材料抗拉强度检测过程中难免会出现误差问题，误差会对物理量相关数据产生影响，使得数值无法有效确定，此时，就会形成结果不确定度。所以，之所以要研究和评定不确定度，就是为了提升检测工作结果的质量衡量水平，不确定度越小，说明检测过程越接近实际情况获取的检测结果。

第一，测量误差和测量后获取的具体数值之间进行关系的划分，不确定度则主要被应用在被测量值验证可信度方面。也就是说，要依据不确定度综合分析最终获取数值的实际质量效果，以确保后续工作都能更加精准地展开[2]。

第二，在钢筋抗拉强度检测分析的过程中，误差体现了估计数值、参考数值的实际偏离程度，这就决定了不确定度会直接被应欧勇在测量值分散性说明等方面。

第三，误差存在正负差异，指代的内容表示的是参考值、测量值的差值，而不确定度本身是参数，其呈现方式通常都是标准差。

第四，参考数值若是实际数值而测量误差不确定，此时，人们在进行相应参数评估时往往会更关注自身经验以及掌握的数据评定结果，基于此，就能对其进行直接评定，从而获取不确定度的相关数值参数。

（二）数据内容

    本文以某试验项目为例，选取的是18钢筋结构，试验仪器为I级精度，截取10段钢筋试样。

1.外界因素

    在钢筋抗拉强度检测过程中，工作人员为保证测试分析的准确性，要对周围环境温度予以管理，保证室温始终能控制在23℃，利用万能试验机开展相应作业。与此同时，要保证钢筋直径能满足具体试验的要求和标准。

2.数学模型

利用钢筋抗拉强度检测分析要求，配合计算方式，利用和建立基础数学模型。其中，表示的是截取钢筋的抗拉强度、表示的是力度最大值、表示的是钢筋截面初始面积，rep表示的是重复性，则表示钢筋结构抗拉强度和拉伸速率之间的关系。

3.测定参数

在实际测定过程中，钢筋抗拉强度试样测量的面积均为254.5mm2，具体结果如下：

1）第一次测量，抗拉强度580MPa；2）第二次测量，抗拉强度576MPa；3）第三次测量，抗拉强度590MPa；4）第四次测量，抗拉强度585MPa；5）第五次测量，抗拉强度575MPa；6）第六次测量，抗拉强度579MPa；7）第七次测量，抗拉强度574MPa；8）第八次测量，抗拉强度582MPa；9）第九次测量，抗拉强度577MPa；10）第十次测量，抗拉强度574MPa。

    获取的平均抗拉强度为579MPa，标准偏差5.2281、相对标准偏差为0.903%。

（三）不确定度评定过程

1.判定不确定度来源

结合《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》（GB/T 228.1-2021）中对钢筋抗拉强度检测的要求，不确定度主要分为以下几个部分。

（1）A类相对标准不确定度分项

    主要是利用进行计算，其中，n1表示的是待检测评定试样的具体数量，一般取值是1。表示的是钢筋结构抗拉强度测试中的相对标准偏差数值，在代入相应数据后进行计算可知，最终的不确定度分项为0.903%[3]。

（2）B类不确定度分项评定

主要分为三类，具体内容见图1。

图1 B类不确定度分项

第一，对系统示值误差造成的不确定度进行评估分析，最大允许误差设定为C1，在实际分析过程中按照均匀分布的内容进行评估后，置信因子k取，主要是借助进行计算，设定拉力试验机的精度为I级，示值误差为1%，就能得出最后的计算结果，不确定度最终数值是0.5774%。

    第二，在实际检测过程中检测设备的相对标准不确定度，利用测力仪作为试验检测的基本设备，测力仪设备的对应不确定度取0.1%，同时，置信因子k取2，得出标准测力仪的相对标准不确定度为0.050%。

第三，在钢筋抗拉强度检测分析中计算机数据采集系统的相对标准不确定度。依据《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》（GB/T 228.1-2021）的相关要求，在计算机数据采集系统引入B类标准不确定度时能更好地提升测试的准确性。并且，试验机在完成检定作业中，计算机数据采集系统本身已经经过较为严密的校对和核准，所以引入的不确定度指的就是试验机力值测量的不确定度。一方面，原始横截面积的B类相对标准不确定度分项结合标准，最大允许误差选择C2=0.5%，在分布均匀的基础上，置信因子k取，按照进行计算，其中，S0表示的是钢筋试样原始的横截面积，d表示的是钢筋结构试样的直径。另一方面，拉伸速率也会形成相对标准不确定度分项，C3=1.6%。

综上所述，得出不确定度分量相关数据，见表1。对其进行计算后可知，整体钢筋抗拉强度检测不确定度的最终数值是1.458[4]。

表1 不确定度分量一览表

除此之外，结合实际测定分析的环境，还要从数值修约等方面进行分析，以便于能建立更加全面的评估分析模式，满足钢筋抗拉强度实时性分析评估的要求，并将对应情况引起的不确定度按照规范内容予以评定，最大程度上发挥不确定度的作用，为钢筋抗拉强度检测工作质量效果优化提供保障。

结束语：

    总而言之，在钢筋抗拉强度检测分析中，要明确结果不确定度和误差之间的关系，并着重开展影响因素的评估分析，从而获取更加科学的处理效果，以保证能及时提升钢筋抗拉强度检测分析的水平，为建筑结构钢筋材料质量管理可持续发展奠定基础。

参考文献：

[1]张延祥. 钢筋抗拉强度检测结果不确定度的探讨分析[J]. 江西建材,2021(7):49-51.

[2]冯泉泉. 对钢筋抗拉强度检测结果不确定度的研究[J]. 建筑·建材·装饰,2021(23):10-12.

[3]吴树香,王子元. 热轧带肋钢筋抗拉强度检测结果的影响因素及不确定度评定分析[J]. 海河水利,2020(5):54-57.

[4]陈斌珍. 热轧带肋钢筋抗拉强度测量结果不确定度的评定[J]. 福建建设科技,2019(3):54-55.