弹性建筑涂料拉伸强度(标准状态)测量的不确定度的评定

宁月辉，邢 宇，郭丽娜，李月梅

(1.黑龙江省质量监督检测研究院，哈尔滨 150000； 2.齐齐哈尔市第五十九中学，黑龙江 齐齐哈尔 161005)



弹性建筑涂料拉伸强度(标准状态)测量的不确定度的评定

宁月辉1，邢 宇1，郭丽娜1，李月梅2

(1.黑龙江省质量监督检测研究院，哈尔滨 150000； 2.齐齐哈尔市第五十九中学，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

弹性建筑涂料是以合成树脂乳液为主要原料，加入一定量的颜料与助剂调制而成。建筑物一般以水泥基为基材，而普通涂料易受施工和使用环境温度影响，所以常采用弹性涂料进行施工。在涂料选择时，应进行材料的力学性能测试，按JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》对可能影响弹性建筑涂料拉伸强度因素进行分析，并对测量的不确定度进行合理评定，以保证实验数据真实可靠。

建筑弹性涂料；拉伸强度；不确定度

弹性建筑涂料是以合成树脂乳液为主要原料，加入一定量的颜料与助剂调制而成。按JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》对可能影响弹性建筑涂料拉伸强度因素进行分析，并对测量的不确定度进行合理评定，以保证实验数据真实可靠[1-3]。

1 实验部分

第一，检测依据。首先，GB/T528-2009，硫化物橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定[4]。其次，JG/T172-2014，弹性建筑涂料。

第二，检测环境条件。温度(23±2)℃，相对湿度(50±5)%。

第三，被测对象。弹性建筑涂料(白色)。

第四，测量仪器。数显式电子万能试验机(WDS-02J)，济南天辰试验机制造有限公司；游标卡尺；厚度测量仪(TF-4030) ，扬州市天发机械有限公司。

第五，测量步骤。将试验样品倒入器具中，搅拌充分并混合均匀，避免产生气泡，分三次涂膜，倒入钢制模具中，防止气泡，减少涂膜缺陷，使用更容易揭下的底材，如塑料或聚四氟乙烯，避免揭膜时出现涂膜变形及损坏等情形，保证其平整光滑、无刮痕等。制膜时尽量不要在底材上使用脱模剂或涂油，否则有可能影响弹性建筑涂料的拉伸性能[5]。首先，制膜使用模具A，成膜24 h后取下模具，进行第二次制膜，用模具B，成膜24 h后取下模具，进行第三次制膜，用模具C，每次制膜不应出现气泡，最终干膜厚度为(1.0±0.2)mm，按GB/T528-2009规定的Ⅰ型试样进行样品制备，如图1所示。试样用哑铃型裁刀，利用人工或机械方式一次冲制完成，保证裁刀工作区域没有缺口，制备的试样截面应光光滑平整，使用直尺在冲裁哑铃型标准样品上标记两条平行线，间距为25 mm，使用测量厚度仪器准确测量试样标线中间和两端三点的厚度，以其算术平均值作为试样的厚度，同时测出相同位置的试件宽度，进行拉伸强度测定。将冲裁哑铃型标准样品依次安装在拉力机夹具中，样品应当夹持正，不能歪斜，实验速度为200 mm/min，拉伸试样直至断裂，记录试验样品从拉伸至断裂过程中出现的拉断力最大值F，并计算拉伸强度P，其值等于测量过程中的拉断力最大值F与试验样品截面积S比值。

图1 哑铃型状试样的形状Fig.1 Dumbbell-shaped sample

2 数学模型的建立

根据标准规定的测量方法，弹性建筑涂料拉伸强度：P=F/S。式中：P—拉伸强度，MPa；F—拉断力最大值，N；S—试件断面面积，mm；S— b×d。

3 分析不确定度来源

由上述的实验操作步骤与测量中所使用检测设备并由建立数学模型分析可知，影响测量结果的主要因素如下：第一，试验拉力机误差引入的不确定度。第二，实验人员重复测量厚度引入的不确定度。第三，在室温试验时，环境影响引入的不确定度可以忽略不计。

4 输入量的不确定度评定

4.1 数显式电子万能试验机的误差引入不确定度分量

4.2 厚度测量引入的不确定度分量

不确定度分量U(A)主要由以下两部分构成：

第一，冲裁哑铃型标准样品厚度测量时，所用的厚度测量仪示数校准结果引起的标准不确定度分量U(d1)。

4.3 环境条件带来的不确定度分量u(H)

标准养护室环境温度和湿度条件虽对漆膜的养护有细微影响，但在养护过程中温湿度波动较小，在标准规定的范围。因此，环境条件细微波动对测量不确定度的干扰很小，在此可忽略不计，u(H)=0。

UC(P)=0.83%。

4.5 扩展不确定度评定

扩展不确定度等于包含因子乘以合成标准不确定度，取包含因子K=2，则U(Rm)=K×UC(P)=1.66%。

5 测量结果的不确定报告与表示

第一，拉伸强度的计算。F=9.81 N，A=b×d=4×1.11=4.44 mm2；P=F/A=9.81/4.44=2.21 MPa。第二，测量结果相关的扩展不确定度的计算。U=P×U(Rm)=2.21×1.66%=0.037 MPa。第三，测量结果的表达方式：P=2.21 MPa，U=0.037 MPa。

6 结论

对弹性涂料拉伸强度(标准条件)测定的主要影响因素进行分析归纳，对影响测量结果的不确定度分量进行分析量化，得出了弹性建筑涂料拉伸强度(标准状态)测量的不确定度评估方法，特别是在测量结果处于临界状态时，对测量结果作出准确判定，为测定准确性提供依据。

[1] JG/T172-2014，弹性建筑涂料[S].北京：中国标准出版社，2014.

[2] 王晓格，李园园，毛淑群.建筑涂料拉伸强度测量结果的不确定度评定[J].广东化工，2012，4(39)：117-118.

[3] JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].北京：中国计量出版社，1999.

[4] GB/T528-2009，硫化物橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定[S].北京：中国标准出版社，2009.

[5] 姜广明.弹性建筑涂料拉伸性能试验影响因素研究[J].建筑科学，2014，3(30)：38-43.

Evaluation of uncertainty in measurement of tensile strength (standard state) of elastic architectural coatings

NING Yue-hui1, XING Yu1, GUO Li-na1, LI Yue-mei2

(1. Institute of Quality Supervision and Inspection of Heilongjiang Province, Harbin 150000, China; 2. Qiqihar No.59 Middle School, Qiqihar 161005, China)

The elastic architectural coating is made of synthetic resin emulsion as the main raw material, adding a certain amount of pigment and additives. Buildings are generally based on cement-based materials, and ordinary coatings are susceptible to construction and use of ambient temperature, so elastic coatings are often used for construction. In the choice of paint, the mechanical properties of the material should be tested according to JJF1059-1999 “measurement uncertainty assessment and representation”, the factors may affect the elastic architectural coatings tensile strength were analyzed to ensure that the experimental data is true and reliable.

Architectural elastic coating; Tensile strength; Uncertainty

2016-12-29

宁月辉(1978-)，男，硕士，高级工程师。

TQ630.7

A

1674-8646(2017)04-0076-02