摘要：在建筑领域中混凝土属于人工复合材料，具有十分重要的作用，其中在使用混凝土的时候需要多角度分析，遵循基本的原则，尤其是需要对其抗渗性加以研究。其中在测试抗渗性的时候离不开抗渗仪，为进一步提高混凝土的有效性，则需要对抗渗仪加以重视，在本文中则主要分析了混凝土抗渗仪示值误差测量结果的不确定度评定，以此起到借鉴作用。
关键词：混凝土；抗渗仪；误差；不确定度
1.概述
混凝土是当今世界应用最广泛的人工石材，在建筑、水利等工程领域最为常见，由于防水要求的需要，在使用混凝土的某些部位，抗水渗透性能则成为了混凝土材料的重要技术指标，因此检测混凝土抗渗性能的抗渗仪应运而生。混凝土抗渗仪主要用于混凝土抗渗性能的试验和抗渗标号的测定，同时也可利用它做建筑材料透气性的测定和质量检查，在生产、施工、设计、教研等领域得到了广泛应用。多年来，因为缺乏相应的国家或地方规程，混凝土抗渗仪的校准方法一般都是参照建筑行业的试验规程要求。本文依据近年本省出台的JJG（粤）051-2017《混凝土抗渗仪检定规程》，介绍抗渗仪的校准方法及其示值误差测量结果的不确定度评定。
2.抗渗仪的校准方法
混凝土抗渗仪主要由模套、加压系统、储水罐和压力控制部分等组成。校准前须进行密封性试验，检查抗渗仪的工作状况是否良好。校准时，根据帕斯卡定律，将标准数字压力表并入抗渗仪管路中，当施压达到设定值并稳定时，通过标准数字压力表示值和抗渗仪压力计示值的比较得出校准结果。在实际的校准过程中，我们可利用抗渗仪本身预留的接口将标准器并入抗渗仪管路，对于有些老款的抗渗仪无多余的接口，此时我们可以将连接储水罐和模套的管路拆下一条以方便连接标准数字压力表。由于位置狭窄，为了方便接入标准数字压力表，我们备有专用耐压软管和多种转换接头，极大方便了拆装。有些校准机构常常将压力模块（指示表）拆下，通过对压力模块单独施压进行校验，此种方法过于繁琐，拆装过程对压力传感器易造成物理伤害，也不利于抗渗仪整机实际运作效果的检验。
3.测量不确定度评定
依据JJG（粤）051-2017《混凝土抗渗仪检定规程》，本文选取市面上较常见的HP-4.0型混凝土抗渗仪来对其压力示值误差进行测量不确定度评定。测量的环境条件：环境温度25℃，相对湿度68％的条件下，采用示值比较法进行测量。
测量标准器为数字压力表(测量范围0~6MPa，0.05级)。我们利用抗渗仪本身预留的接口将标准数字压力表先连接预先备好的耐压软管后再并入抗渗仪管路，并将标准数字压力表固定于抗渗仪工作台与套模相同的水平面。测量前先进行管路空气的排空和密封性试验。结合规程要求，设定抗渗仪的一个校准压力值，启动加压泵升压，待压力到达并稳定后，读取标准数字压力表读数和抗渗仪压力计读数并做好记录。停机卸压后再次测量，共计重复10次。
3.1测量模型
＝
-
－
式中：
――抗渗仪压力计示值误差，
－－抗渗仪压力计示值，
――标准器显示的压力值，
――高度差产生的压力值。
3.2灵敏系数
=
=1，
=
=1，
=
=1
3.3标准不确定度分量的评定
3.3.1被检抗渗仪压力计示值标准不确定度
的评定
1）在实验环境条件下，为获得重复性测量的不确定度，采用A类方法进行评定，根据JJG（粤）051-2017检定规程要求用标准数字压力表选取混凝土抗渗仪公称压力的40%（1.6MPa）为校准测量点，进行十次重复性独立测量，得到10个标准数字压力表读取的测量值为（单位：MPa）：1.609，1.615，1.612，1.607，1.609，1.601，1.602，1.600，1.601，1.596。其平均值如下：
=1.6052MPa
依据贝塞尔公式可得单次实验标准差：
≈0.0061MPa
实际测量情况为在重复条件下连续测量3次，以这3次测量值的算术平均值作为测量结果，其服从正态分布，可得到：
≈0.004MPa
2）被检抗渗仪压力计分辨力引起的标准不确定度
因选取的抗渗仪压力计分辨力为0.01MPa，在其包含区间内属均匀分布，取包含因子
=
，故有：
=
≈0.003MPa
则可得抗渗仪引入量的合成标准不确定度为：
=
≈0.005MPa
3.3.2标准数字压力表所引入的B类不确定度分量
选用的标准数字压力表的测量范围为（0～6）MPa，准确度等级为0.05级，经上一级检定得出的不确定度为U=0.02%，在区间内属均匀分布，则其标准不确定度为：
≈0.0007MPa
3.3.3高度差
引入的标准不确定度
的评定
在设计原理上混凝土抗渗仪压力计指示的是工作面（套模）的压力值，而不是传感器安装位置的实际压力值（因高度差的存在两个位置压力值存在偏差），这样才能真实体现试件在实验过程所承受的真实压力值。故在校准时应将标准数字压力表置于套模相同的一个水平面，此时高度差近似为
=0。高度差引入的不确定度仍属均匀分布，
=
，故高度差引入的标准不确定度为：
=
=0
3.4合成标准不确定度
由于以上各引入量彼此相互独立，故其合成标准不确定度为：
≈0.005MPa
3.5扩展不确定度
取包含因子
=2，则可得扩展不确定度：
=0.010MPa
3.6校准和测量能力
综上所述，混凝土抗渗仪示值误差在1.6MPa时的扩展不确定度为：
U=0.010MPa，
=2；同理可求得其它各点的扩展不确定度。
4.结语
影响混凝土抗渗仪示值误差测量结果的不确定度因素很多，但主要影响因素为以上所述。很多文献均把抗渗仪压力计安装位置作为仪器的理论压力点，笔者认为这种观点不符合仪器的设计初衷。
参考文献
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论文作者:陈海林,叶彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：不确定论文; 混凝土论文; 测量论文; 标准论文; 压力表论文; 压力计论文; 压力论文; 《基层建设》2019年第14期论文;