钢筋保护层厚度测量不确定度的评定

郝丽媛

（南京南大工程检测有限公司，江苏 南京 211899）

1 概述

检验检测实验室不同于科学研究实验室以及企事业单位内部实验室，其作为客观独立的第三方机构，客观地出具测试结果，因此检验检测数据的精准性对其尤为重要。测量不确定度一方面可以反映检验检测实验室数据结果的准确性，另一方面通过对检验检测能力进行测量不确定度的评定可以保障实验室自身的利益，避免纠纷，同时也维护了客户的基本权益。在日常的检验检测工作中，工程师们更多追求或者关注的是实验数据合格与否、是否出现异常数据等方面，忽略了测量质量在检验检测过程中的影响，因此科学系统地进行测量不确定度的评价可以提升测量质量[1]。

测量不确定度在检验检测机构质量管理中也发挥着重要作用，为了使检验检测工作满足认证、认可组织和法定管理机构以及客户的要求，第三方检验检测机构的运作应依据质量手册、体系文件和相关国家法律法规。测量不确定度不仅对检验检测中临界值的判定具有指导作用，同时对提升检验检测数据的质量、为质量管理中的风险控制和风险清单提供支撑、为合格供应商的选择要求以及是否满足试验要求提供判定依据等方面也提供很大帮助，测量不确定度的评定对实验室的质量管理工作的提升和改进具有重要作用[2]，因此有必要学习和掌握测量不确定度的评定方法，并在日常的工作中进行检验检测参数测量不确定度的评定。

钢筋混凝土具有优良的耐久性和使用性能、抗压强度高、经济耐用、材料广泛等优点，因而在现代建筑施工中被广泛使用。但在实际施工过程中，由于钢筋保护层厚度引起的建筑物实际使用寿命少于设计年限度，因此结合自身的检验检测工作对其进行测量不确定度的评定，对于实际的检验检测活动具有重要意义。

钢筋保护层厚度测量不确定度的评定依据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[3]以及CNAS—GL05：2006《测量不确定度要求的实施指南》。通过对检验检测全过程的梳理从而进行测量不确定度分量的确定，继而通过建立测量过程的模型，即被测量与各输入量之间的函数关系。根据不同的分量采取相应的不确定度进行计算，最后合成不确定度的计算。

2 检测

2.1 目的

采用钢筋探测仪检测混凝土结构及构件中混凝土保护层厚度。

2.2 依据

JGJ/T 152—2019《混凝土中钢筋检测技术规程》和JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》。

2.3 设备

所用仪器参数见表1。

表1 仪器设备参数

2.4 人员

主检人员：郝丽媛。

2.5 环境

检测时的环境温度为23℃。

2.6 程序

根据设计资料中钢筋的配置，在一体式钢筋扫描仪中设定公称直径以及量程，选择避开绑丝和钢筋接头的位置进行检测。钢筋扫描仪在被测物体上均匀移动进行扫描，进行钢筋保护层厚度的读数，在相同位置上进行2次读数，并记录下扫描仪的示值。

对于钢筋保护层厚度结果的有效性进行判断，若同一位置钢筋保护层厚度测试值误差大于1 mm，不满足要求需进行重新试验。

3 数学模型

钢筋保护层厚度由一体式钢筋扫描仪直接读数可得，数学模型见式（1）。

式中，h—钢筋保护层厚度，mm；ha—体式钢筋扫描仪厚度示值，mm。

4 灵敏系数

灵敏系数c如式2所示。

5 不确定度分量的分析

5.1 由重复性引起的测量不确定度u(a)

采用测量不确定度A类评定方法进行评定。同一人员操作同一台钢筋保护层厚度测试仪(HCGY61T)，对同一试件重复测量10次，结果见表2。

表2 保护层厚度检测结果

采用贝塞尔公式计算，结果见式3~4。

在日常检验中实际重复测量2次，进行结果的计算，故由测量重复性引起的标准不确定度见式5。

5.2 仪器设备不确定度u（b1）

一体式钢筋扫描仪引入的测量不确定度，采用B类不确定度进行评定。查询一体式钢筋扫描仪(HC-GY61T)校准证书，校准结果的不确定度U=1.0 mm，k=2。其标准不确定度见式6。

5.3 测量误差引起的不确定度u（b2）

根据JGJ/T 152—2019（《混凝土中钢筋检测技术规程》）中3.3.4规定的测量方法，同一处读取的2个混凝土保护层厚度检测值相差大于1 mm时，该组数据无效。最大允许误差=1 mm，采用B类不确定度进行评定，均匀分布，k=，u（b2）见式7。

5.4 探头移动速度引入的不确定度u（b3）

根据经验估计，探头速度引入的不确定度区间为0.1 mm，采用B类不确定度进行评定，均匀分布，k=，u（b3）见式8。

5.5 人员引起的不确定度分量

检测人员经过培训确认后进行试验，本次试验由同一人员进行检测，符合规范要求，具有准确性和科学性，故人员因素引起的测量不确定度可忽略不计。

5.6 标准不确定度分量汇总表

不确定分量汇总见表3。

表3 标准不确定度分量汇总

6 不确定度计算

不确定度计算见式（9）。

取包含因子k=2，扩展不确定度见式（10）。

混凝土剪力墙钢筋保护层厚度的检测结果为h=（43.1±1.6）mm，k=2。

7 结语

通过实验标准分析，构建数学模型，并进行不确定度来源的分析讨论，确定对检验检测活动中产生实际影响的分类进行A类不确定度和B类不确定度的计算，计算出钢筋保护层厚度的测量不确定度，是保证今后检验检测活动数据结果以及实验室测量不确定度能力的一种体现。同时，通过对混凝土剪力墙钢筋保护层厚度的测量不确定度进行评定，对于日常质量管理体系工作也有很大的提升，对检验检测全过程管理也起举足轻重的作用。