建筑材料检测影响因素分析

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　　摘要：本文作者对建筑材料检测取样影响因素进行了分析，为工程检测报告的科学性、准确性提供了参考。
　　关键词：材料检测；取样的代表性
　　1建筑材料检测取样
　　1. 1规范取样的重要性
　　材料性能检测报告反映材料本身性质，代表着整批材料的质量，检测报告数据的可靠性取决于样品是否规范采集，规范取样在检测过程中，有助于检测人员科学地分析数据、正确的把握材料性能，出具准确科学的报告。
　　1.2关于取样的代表性
　　取样一定要有代表性，不仅取样数量要正确，取样部位及方法也要按规定进行。一般是从一批材料(不同材料每批的数量不同)的不同部位随机抽取规定数量的样品，钢材则是从规定部位截取。取样直接关系到检测结果的准确性，取样量过少或取样部位、取样方法的偏差，都会使检测误差增大甚至得出相反的结论。
　　但是，在实际的检测工作中，经常会出现取样无代表性、取样量过少或取样方法不当等情况。例如袋装水泥要从该批不少于20袋的水泥中任意抽取等量样品，总质量至少为12 kg,但在实际工作中，多次遇到送检人员送来半袋或整袋水泥作为样品的情况。若检测结果不符合标准要求，再按规定方法现场重新取样复检时，其结果却符合国家标准的要求。
　　2检测过程应注意的问题
　　2. 1环境温度与湿度的影响
　　温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响，故在标准中对材料养护以及测试时的环境条件都有明确规定，必须严格遵守。只有这样，其检测结果才具有可比性。例如水泥胶砂强度试体成型时的环境温度应稳定保持在20±2℃,相对湿度应>50%;试体拆模前的养护温度为20±1℃，相对湿度应>90%;试体在水池中的养护温度应控制在20±1℃。
　　2. 2加荷速度的影响
　　在常温条件下，若进行材料力学性能测试时加荷速度较快，则试件的变形滞后加在其上的荷载，测出的强度值一般就会高于材料的固有强度。但在测定芯样混凝土等试件的抗压强度时，加荷速度的快慢对测定结果却不同(见表1)。其主要原因是速率过大，试验机的双球座装置来不及调整，试件与上压板之间未完全接触，产生偏心受压可使强度降低5%~15%，因此，加荷速度应严格按照材料标准和操作规程进行，在规定范围中取低值。
　　表1不同速率混凝土抗压强度对比试验
　　
　　2. 3试件尺寸及精度
　　进行材料力学性能测试时，试件应为标准试件，否则，应按规范进行处理。例如，混凝土抗压强度试件以边长150mm的正方体为标准试件，其集料最大粒径为31. 5mm。当混凝土抗压强度采用非标准试模做出非标准试件时，其集料粒径应符合表2规定，抗压强度应乘以尺寸换算系数(见表2)，并应在报告中说明。
　　表2抗压强度试件尺寸换算系数
　　
　　做试块前应先检查试模尺寸及形状。试模相对两面应平行，平面度公差不超过0. 0005Dmm (D为边长)，如尺寸和形状超出要求，说明该试模不合格，其做出的试块也不能真正反映混凝土的抗压强度。如尺寸和形状未超出要求，说明该试模合格，但其做出的试块精度高低，直接影响混凝土抗压强度值。由于平整度不好引起偏心受压可使强度降低5%左右。
　　2. 4关于误差问题
　　检测方法应严格按规程规定进行。但因操作人员的熟练程度的差异以及材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响，都会使检测结果产生误差。检测误差有3种，一种误差是将同一个样品分成几个试样，用相同方法在同一仪器上分别进行检测所得结果之间的误差，称为平行检测误差。它主要是考虑材料的匀质性，规程规定该误差的允许值较小。另一种是同一组试件之间的误差，若该误差在规定的范围之内是允许的，但若超出了允许范围则应重新检测。它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异。例如在混凝上试件的抗压强度或抗折强度测定值中，以一组3个试件所测值的算术平均值为测定值。如任一测值与中值的差值超过中值的15%时，则取中值为测定值:如有两个测值与中值的差值超过上述规定时，则该组试验结果无效。还有一种误差是同一材料、同一样品在不同检测设备所获得的检测结果的误差，称为再现性误差或对比检测误差。该误差规定的范围最大。它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异、设备仪器、环境条件等因素的影响。其检测一般是将较匀质材料的样品等分为两份，一份交当地质检机构、另一份留单位，分析比较两个测试单位的检测结果，若相对误差较大应找出原因并与以改进。这种检测根据需要可每年进行1~2次，以提高本单位的检测质量。
　　检测数据有时会出现较预期值过高或过低，或一组试件中数值相差较大的情况，或出现同一试件各项性能指标相互矛盾等异常现象，这些问题都需要认真对待，查明原因，及时进行复检。
　　3数据处理问题
　　3. 1数值修约
　　数值修约一要符合材料标准要求的位数，二要符合数值修约规则，如果数值修约不正确可能会造成结果的误判。例如，检测一根直径为5. 0mm的冷拉钢丝，如果检测结果伸长率为2. 9%，那么这个结果算不算合格呢?按预应力混凝土用钢丝((GB5223-85)标准，直径5. 0mm的冷拉钢丝伸长率)3%为合格。从数据上可以看出2. 9%<3. 0%,所以伸长率应判为不合格。如果这样下结论，就造成误判，误判的原因就出在数据修约上。按标准规定这种钢丝的伸长率应修约至0. 5，所以计算出的伸长率2. 9%应修约为3. 0 %，这样伸长率就合格了。如果上述例子发生在专门从事检验工作的检测室，出现误判就会造成损失或引起纠纷。所以检测数值必须按标准规定进行修约。另外，还应遵循计算过程中不得修约的规定.例如砂的表观密度检测，规定需做两次检测，但每次计算的表观密度值不应进行修约，只需将两次结果的平均值的尾数修约为0即可，否则会加大误差的传递，影响检测结果的准确度。
　　各种测量、计量的数值需要修约时，均应按照《数值修约规则》中的规定进行。一般修约原则是:四舍六入五单双。即四要舍，六要入，五后有数进一位，五后无数看前方，前为奇数进一位，前为偶数要舍光。不论舍去多少位，都要一次修停当。例如下列数字修约到保留一位小数，即:
　　16. 04―16. 0(因为“4"要舍)
　　16. 15―16. 2因为，"1”是奇数进一位)
　　16. 25―16. 2(因为“2”是偶数要舍)
　　16. 451―16. 5(因为“5”后有数进一位)
　　3. 2关于数据取舍
　　因各种原因，在同一组试件的测定中，有时检测结果的离散性较大。为保证检测结果的准确可靠，对一些材料的检测结果有取舍的要求。有时还会发现一些明显过大或过小的数据，这些数据为可疑数据。因此，在进行数据分析之前，应用数理统计法判别其真伪，并决定取舍。常用的方法如下。
　　(1)拉依达法
　　用3倍标准差(3S)作为确定可疑数据取舍的标准。当某一测量数据与其测量结果的算术平均值之差大于3倍标准偏差时，该测量数据应舍弃。另外，当测量值与平均值之差大于2倍标准偏差(即 )时，贝。该，”量值应保留，但需存疑。
　　(2)肖维纳特法
　　进行n次试验，其测量值服从正态分布，以概率1/2n设定一判别范围(-KaS,KaS)，当偏差(测量值xi与其算术平均值x之差)超出该范围时，就意味着该测量值xi可疑的，应予舍弃。因此，肖维纳特法可疑数据舍弃的标准为：
　　 式中：Kn―肖维纳特系数，与试验次数n有关。
　　(3)格拉布斯法
　　格拉布斯法假定测量结果服从正态分布，根据顺序统计量来确定可疑数据的取舍。
　　利用格拉布斯法每次只能舍弃一个可疑值，若有两个以上的可疑数据，应该一个一个数据舍弃。舍弃第一个数据后.检测次数由n变为n-1，以此为基础再判别第二个可疑数据是否应舍去。每次均值和均方差要重新计算，再决定取舍。
　　拉依达法适用试验次数较多时，肖维纳特法适用试验次数较少时.
　　4检测结论问题
　　对于每一种建筑材料的技术指标一般有若干项，不能随便给出检测结论，只有对材料进行全项检验时，才能给出综合判断的结论，作为建筑材料一般都是抽样检验，还应根据抽样检验结果评定材料批量质量。例如：水泥检测中对于细度、凝结时间、安定性宜分别单项判定，当其中某项指标符合标准要求时，结论为该项指标合格，当其中某项指标不符合标准时，结论为该项指标不合格。当水泥初凝时间、体积安定性不合格时，该批水泥定为废品，定为废品的水泥不能用于建筑工程。细度、终凝时间不合格，或水泥强度低于商品强度等级时，该批水泥可判为不合格，定为不合格的水泥在不影响工程质量的前提下可以应用在建筑工程中。
　　注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看

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